ES2279641T3

ES2279641T3 - Sistemas de agentes aglutinantes dimensionalmente estables.

Info

Publication number: ES2279641T3
Application number: ES99956443T
Authority: ES
Inventors: Lars Kraft; Leif Hermansson
Original assignee: Doxa AB
Current assignee: Doxa AB
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: BR9914430A; HK1040200B; CN1109536C; KR100645132B1; HUP0103371A2; BR9914430B1; WO2000021489A1; JP2002527366A; AU1305300A; DE69934597D1; CN1323188A; EP1121087A1; CA2342584C; RU2227012C2; US6620232B1; DE69934597T2; EP1121087B1; NO20011848D0; SE514686C2; SE9803502D0

Abstract

Sistema cerámico unido químicamente, cuya fase aglutinante está compuesta esencialmente por un sistema basado en cemento, caracterizado porque el material comprende uno o más aditivos de compensación de la expansión adaptados para dar al material propiedades dimensionalmente estables a largo plazo, en el que dicho uno o más aditivos se han seleccionado entre el grupo compuesto por partículas porosas o agregados porosos, partículas blandas, y una fase secundaria que contiene Si, que está compuesta preferiblemente por cemento OPC y/o sílice cristalina fina y/o alguna otra fase que contiene Si, reaccionando dicha fase secundaria con la fase aglutinante.

Description

Sistemas de agentes aglutinantes dimensionalmente estables.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un material cerámico unido químicamente, cuya fase aglutinante está compuesta esencialmente por un sistema basado en cemento. El uso principal para el material es como material de empaste dental.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a sistemas de agente aglutinante del tipo sistema de cemento, especialmente el sistema CaO-Al_{2}O_{3}-(SiO_{2})-H_{2}O. Este sistema se usa en la industria de la construcción para entornos excepcionalmente duros y difíciles, es decir entornos ácidos con una elevada tensión mecánica (R J Mangabhai, Calcium Aluminate Cements, Conference volume, E & F N Spon, Londres 1990). Aplicando métodos de rotura mecánica y técnica de polvo avanzada sobre el sistema, el perfil de propiedades generalmente bueno del sistema base puede mejorarse considerablemente. Estudios en relación con la invención y trabajos anteriores (patentes SE 463 493 y 502 987) han dado resultados que señalan un gran potencial para el sistema para materiales fuertes y resistentes a ácidos como materiales de empaste dental. Ninguno de los materiales de empaste dental existentes hoy en día satisface todos los requisitos tales como bio-compatibilidad, estética y funcionalidad, que pueden plantear los pacientes y el personal de higiene dental. La situación para los diferentes materiales de empaste dental puede decidirse de acuerdo con lo siguiente. Una amalgama presenta una resistencia generalmente buena, pero presenta fallos en cuanto a bio-compatibilidad y estética. Los compuestos plásticos presentan una buena operabilidad, pero presentan fallos en cuanto a erosión y corrosión y en la manipulación para el personal (surgen problemas de alergias). Los compuestos de plástico se contraen durante el endurecimiento, lo que conduce a un riesgo de formación de huecos y, en un periodo de tiempo, ataques de caries. Los ionómeros de vidrio presentan una buena unión a la dentina y el esmalte, aunque presentan fallos en cuanto a corrosión y resistencia. El cemento de silicato presenta una buena resistencia a compresión y estética, aunque padece problemas de corrosión y resistencia. Diferentes tipos de insertos presentan buenas propiedades mecánicas, pero exigen mucho trabajo y requieren pegado.

A continuación se da una descripción de los requisitos que generalmente debe plantearse para un nuevo material de empaste dental práctico; una buena manejabilidad con aplicabilidad fácil en las cavidades, una operabilidad que permite una buena capacidad de modelado, un endurecimiento/solidificación que es suficientemente rápido para el empaste y que funciona directamente después de la cita con el dentista. Además, se requiere un alto nivel de solidez y resistencia a corrosión, que supera la de los materiales de empaste existentes, una buena bio-compatibilidad, buena estética y una manipulación segura para el personal, sin aditivos en los materiales que puedan provocar alergias o que sean tóxicos. También, se requieren buenas propiedades a largo plazo en forma de estabilidad dimensional. Especialmente es un problema si el material se expande con el tiempo, que puede dar como resultado un estallido fatal del diente.

Anteriormente se ha mostrado, en la patente sueca 502 987, que una hidratación completa (que se creía que disminuía el riesgo de cambios dimensionales) en un sistema de cemento, puede tener lugar si se realiza un empapado completo y posteriormente una compactación del sistema de cemento con ayuda de un obturador diseñado especialmente. El método sin embargo no evita los cambios dimensionales que tienen lugar posteriormente y que están relacionados con las transiciones de fase en hidratos o reacciones con el entorno circundante (como por ejemplo aire exhalado con un aumento del contenido de dióxido de carbono), u otras reacciones. Estas reacciones y cambios dimensionales relacionados son más perceptibles en los casos en los que se usa un alto grado de compactación en la producción del material. Sin embargo, normalmente se desea un mayor grado de compactación, ya que generalmente conduce a una mejor resistencia.

En Yan et al, Characteristics of shrinkage compensation expansive cement containing pre-hidrated high alumina cement-based expansive additive, Cement and Concrete Research, Vol. 24, pág. 267-276 (1990), se describe el uso de la tendencia de los aluminatos cálcicos a expandirse. Este artículo y trabajos relacionados sobre cementos expansivos describen las posibilidades de conseguir cemento convencional para que se expanda o contraiga menos, usando por ejemplo aluminatos cálcicos, pero no analizan los problemas de expansión a largo plazo de sistemas altamente compactados o el control de la expansión de aluminatos cálcicos a niveles muy bajos, que es necesario para el uso de estos sistemas de agente aglutinante en aplicaciones de acuerdo con la presente invención.

Otros trabajos y patentes relacionadas, que sin embargo no analizan las ideas básicas de la presente invención, son por ejemplo SE-B-381 808, EP-A-0 024 056 y EP-A-0 115 058, DE 5 624 489 y US-A-4 689 080.

Descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un material del tipo descrito en la introducción, presentando dicho material propiedades dimensionalmente estables a largo plazo. El material debe, para aplicaciones dentales, satisfacer los requisitos que de acuerdo con lo anterior se plantean para dichos materiales.

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Esto se consigue de acuerdo con la invención mediante el material que comprende uno o más aditivos de compensación de la expansión adaptados para dar las propiedades dimensionalmente estables a largo plazo del material.

La presente invención se refiere a un sistema cerámico unido químicamente, cuya fase aglutinante está compuesta esencialmente por un sistema basado en cemento, en el que el material comprende uno o más aditivos de compensación de la expansión adaptados para dar al material propiedades dimensionalmente estables a largo plazo, en el que dicho uno o más aditivos se han seleccionado entre el grupo compuesto por partículas porosas o agregados porosos, partículas blandas, y una fase secundaria que contiene Si, que preferiblemente está compuesta por cemento OPC y/o sílice cristalina fina y/o cualquier otra fase que contiene Si, reaccionando dicha fase secundaria con la fase aglutinante durante el curado.

Las propiedades químicas son, aparte de unas buenas propiedades mecánicas, importantes para aplicaciones dentales. En un aspecto importante de la invención, los aluminatos cálcicos, es decir óxidos de CaO dobles (óxido de calcio) y Al_{2}O_{3} (óxido de aluminio) - aquí y en lo sucesivo denotados con el sistema CA, que reaccionan con agua con la formación de hidratos de aluminato cálcico, se usan como fase aglutinante principal. Esta reacción de hidratación constituye el propio proceso de fraguado y endurecimiento. A los cementos de aluminato cálcico se les añade convencionalmente algún tipo de agregados (partículas de relleno), esencialmente por razones económicas. De acuerdo con la invención, la elección del sistema de cemento CA, combinado con algún otro sistema de cemento o una fase que interacciona con los cementos de aluminato, o combinado con una adición de agregados porosos o partículas blandas, permite, después de la solidificación, un cambio dimensional lineal del 0,20% como mucho, y a menudo menor del 0,10%. En casos especiales, el cambio dimensional puede dosificarse a una expansión cero.

De acuerdo con una primera realización de la invención, el sistema CA puede usarse como la única fase aglutinante principal, o con una adición de otra fase aglutinante de cemento en contenidos menores del 30% en volumen. Ventajosamente, se usan adiciones de cemento Portland ordinario (cemento OPC) o sílice de grano fino. Aunque los cementos de aluminato cálcico tienen tendencia a expandirse formalmente a una compactación más densa, la combinación de cemento CA y otras fases de los tipos mencionados anteriormente, con tendencia a contraerse, puede dar la disminución de los cambios dimensionales. Los cementos CA deben ser, en aplicaciones dentales, la fase principal en la fase aglutinante, ya que la fase CA contribuye a una buena solidez y resistencia a ácidos.

Se ha aclarado que las teorías relacionadas con las causas de los cambios dimensionales, proponiéndose dichas teorías en relación con la patente SE 502 987, es decir hidratación incompleta, parecen no explicar completamente las razones tras los problemas de estabilidad dimensional. Los antecedentes de la presente invención son más que una aprehensión de que los cambios dimensionales están relacionados con transiciones de fase hidrato. Esta afirmación, que no debe considerarse limitante para la invención, significa que el aluminato cálcico, cuando empieza a disolverse por la adición de agua, forma un gel que posteriormente cristaliza y forma fases hidrato. Mediante reacciones de hidratación posteriores y transiciones de hidrato, diferentes hidratos de aluminato de Ca puro tales como fase 10, fase 8, otras fases hidrato menos definidas o fases de transición, y finalmente fase 6 (katoit) pueden existir, y en el caso de aditivos que contienen silicio, hidratos de aluminato de Ca-Si. Por fase 10, fase 8 y fase 6 se entiende en este documento las fases de aluminato de Ca con 10, 8 y 6 aguas cristalinas respectivamente, por fórmula unitaria. La transición de fase de los hidratos puede conducir a cambios dimensionales, especialmente expansión, que se ha demostrado mediante la evaluación a largo plazo de materiales de cemento. En relación con la presente invención, se ha descubierto sorprendentemente que una adición de una fase secundaria que contiene silicio, preferiblemente denominado normalmente cemento Portland (cemento OPC con silicatos de Ca como fases principales) y/o sílice cristalina fina (que constituye dicha primera realización preferida de la invención), las transiciones de fase no deseadas pueden evitarse esencialmente o la secuencia de transición de fase puede alterarse, y como consecuencia directa de la misma, pueden minimizarse los cambios dimensionales, especialmente la expansión a largo plazo. Aún no se ha aclarado completamente cómo tienen lugar las complicadas reacciones de hidratación en detalle. Por adición de materiales
que contienen Si, las reacciones de hidratación se modifican, lo que da los materiales dimensionalmente estables.

Se ha descubierto sorprendentemente que los efectos positivos recién mencionados en relación con la adición de una fase secundaria presentan un óptimo a cantidades añadidas relativamente bajas. De esta manera, se consigue la menor expansión cuando dicha fase secundaria es cemento OPC y/o sílice cristalina fina y/o alguna otra fase que contiene Si, preferiblemente en un contenido total del 1-20% en volumen y aún más preferiblemente del 1-10% en volumen en el material. Más preferiblemente, dicha fase secundaria es cemento OPC en un contenido del 1-5% en volumen y/o sílice cristalina fina en un contenido de 1-5% en volumen. Se refiere también a los ejemplos en la presente descripción.

Se ha descubierto también sorprendentemente que las partículas de relleno que contribuyen a la dureza convencional, por ejemplo en forma de partículas duras de Al_{2}O_{3}, puede evitarse completamente en el material, o que su uso puede minimizarse, ya que son transiciones hidrato que son la causa fundamental de los cambios dimensionales con el tiempo, especialmente cambios a largo plazo. Los aditivos de compensación de la expansión de acuerdo con la invención actúan por lo tanto sobre la fase cemento, sin que esté presente posiblemente ningún efecto de las partículas de relleno que contribuyen a la dureza. El hecho de que es posible evitar o minimizar el uso de partículas de relleno que contribuyen a la dureza depende adicionalmente del cemento no reaccionado restante - que se consideró anteriormente grave desde el punto de vista de la expansión - dando sólo una contribución minoritaria a la expansión. En relación con la invención se ha aclarado que el cemento no reaccionado por el contrario actúa positivamente, como un material de relleno in situ, que contribuye a la dureza deseada del material.

De acuerdo con otra realización de la invención, la estabilidad dimensional de los sistemas de agente aglutinante considerados podrían controlarse minuciosamente y controlarse a los niveles deseados, más a menudo a niveles bajos o sin cambio dimensional en absoluto, por adición de agregados (partículas de relleno) con una geometría/forma, porosidad y/o blandura dadas. A continuación, la situación para el sistema de cemento CaO-Al_{2}O_{3}-(SiO_{2})-H_{2}O, que puede usarse ventajosamente como material base para materiales de empaste dental, se describe con más detalle, aunque la invención se refiere generalmente a sistemas cerámicos de agente aglutinante en los que la estabilidad dimensional es crítica.

Eligiendo agregados (partículas de relleno) en sistemas de agente aglutinante de acuerdo con la presente invención con una geometría y porosidad específica, las condiciones de unión entre la fase aglutinante y los agregados, así como la estabilidad dimensional, pueden verse afectadas positivamente. Los agregados porosos y otros aditivos de compensación de la expansión o contracción en consecuencia contribuyen a las posibilidades de controlar los cambios dimensionales a un nivel deseado actuando como "recipiente de expansión".

La función de los agregados porosos de acuerdo con la presente invención es en consecuencia poder aumentar la superficie de contacto con la fase cemento y distribuirla en áreas de menor extensión, mientras que retienen un alto contenido dado de partículas de relleno. La expansión que se origina desde la fase cemento la controla fundamentalmente la partícula de relleno porosa, dando al cemento la posibilidad de expandirse dentro de la misma. Los agregados porosos pueden ser ventajosamente materiales cerámicos inertes tales como dióxido de aluminio, óxido de zirconio, óxido de titanio u óxido de zinc o cualquier otro óxido o combinación de óxidos. La porosidad puede ser una porosidad abierta o cerrada o una combinación de las mismas. En el caso normal, la partícula o el agregado poroso tienen una porosidad abierta del 20-60%, preferiblemente del 30-50%. El tamaño de los agregados se elige óptimamente en adaptación a la resistencia a rotura de los materiales, aunque más a menudo presentan un diámetro menor de 20 \mum, preferiblemente 5-15 \mum. En los materiales considerados, pequeños agregados o partículas porosas contribuyen a dar superficies más finas (menores valores de R_{a}) de lo que hacen las partículas sólidas del tamaño correspondiente. Las aberturas de poro en los agregados están adaptadas a la capacidad de penetración de los aglutinantes. Beneficiosamente, las aberturas de poro son menores de 5 \mum, preferiblemente de 0,1-5 \mum y aún más preferiblemente de 1-3 \mum.

Los agregados o partículas porosas de los óxidos mencionados anteriormente se producen preferiblemente por sinterización de polvo en grano fino, sin embargo no a temperaturas demasiado altas para que los agregados o partículas se mantengan porosos. El óxido de aluminio se sinteriza por ejemplo ventajosamente a aproximadamente 1500-1600ºC. El proceso de sinterización se controla a un diámetro, porosidad y tamaño de poros deseados. Como alternativa, los agregados porosos o partículas pueden producirse mezclando óxido en polvo de grano fino con un compuesto, por ejemplo almidón, que se evapora para formar poros. El material se granula y congela pulverizándolo y congelándolo.

En un caso especial, para poder absorber las tensiones internas creadas por los cambios dimensionales en la fase aglutinante, pueden usarse agregados con una porosidad muy cerrada, explotando dichos agregados a una alta tensión interna para dar un espacio de expansión interna. El contenido de estas partículas altamente porosas se limita al 5% en volumen de la fase aglutinante como máximo. Para ello pueden usarse microesferas de vidrio altamente porosas. Los materiales altamente porosos se añaden a la mezcladora de cemento al final de la operación de mezcla para evitar molerlos. En otro caso especial, se elige una partícula muy blanda como aditivo, que puede absorber tensiones teniendo un coeficiente de elasticidad que hace disminuir el de la fase aglutinante. En este caso pueden usarse polímeros blandos diferentes, por ejemplo bolas de plástico, o hidratos. Cuando se usan bolas de plástico, que son muy pequeñas, éstas pueden presentar posiblemente orificios en el medio, para deformabilidad adicional.

De acuerdo con un aspecto de la invención se ha aclarado que la estabilidad dimensional del material puede aumentar por los componentes incluidos que presentan un alto nivel de granos finos. Esto es cierto también para los aspectos de resistencia. La teoría es que las partículas demasiado grandes tienen tendencia a afianzarse a la estructura, lo que da como resultado diferentes propiedades en diferentes direcciones. De acuerdo con un aspecto de la invención se usa por lo tanto una mezcla de grano fino, finamente distribuida de materias primas aglutinantes que da una micro estructura fina, homogénea. Pequeñas áreas de extensión para las fases incluidas disminuirán la tensión mecánica interna entre fases, y admiten una posibilidad mejorada de compensación de la expansión interna que puede tener lugar en relación con la alteración de fases, tal como una reacción continua con los alrededores o transiciones de fase. El tamaño que puede permitirse depende de qué nivel de resistencia se desee, típicamente sin embargo, el tamaño de grano debe tener una distribución de 0,5-10 \mum. Los aluminatos cálcicos se muelen hasta que presentan esencialmente un tamaño de grano de aproximadamente 2-8 \mum, preferiblemente 3-4 \mum o aproximadamente 3 \mum, y el cemento OPC, cuando se usa el mismo, se muele hasta que presenta esencialmente un tamaño de grano de aproximadamente 4-8 \mum, preferiblemente 5-7 \mum o aproximadamente 6 \mum. La sílice de grano fino, cuando se usa la misma, debe presentar un tamaño de grano aún menor, preferiblemente en la magnitud de menos de 100 nm, y aún más preferido de aproximadamente 10-50 nm, por ejemplo aproximadamente 15 nm, que es un tipo de sílice que puede adquirirse, por ejemplo, como mercancía comercial, que se ha separado en un filtro electrostático en relación con la producción de silicio.

La invención se describe adicionalmente en los siguientes ejemplos de realizaciones.

Ejemplo

Se realizó una serie de ensayos para estudiar el efecto de diferentes aditivos de compensación de la expansión sobre la expansión, especialmente sobre la expansión a largo plazo.

Descripción de materias primas

Los aluminatos cálcicos de las fases CaO-Al_{2}O_{3} y CaO-2Al_{2}O_{3} incluidos por ejemplo en cemento de aluminato de Ca (Alcoa y Lafarge alternativamente), cemento convencional (Cementa), sílice de grano fino (Aldrich) y esferas de vidrio (células Sil, Stauss GmbH). Al_{2}O_{3} (Sumitomo, AKP 30), ZrO_{2} (3% en moles Y_{2}O_{3}) de Toyo Soda.

Partículas porosas, auto-preparadas mediante óxido de Al de grano fino (Sumitomo, AKP 30) (agregado con diámetro de aproximadamente 15 micrómetros).

Los ejemplos a)-h) a continuación describen

a) expansión a largo plazo de aluminato cálcico en un aluminato completamente hidratado sin aditivos, pero con partículas de relleno que contribuyen a la dureza (referencia)

b) efecto del nivel de grano fino en la materia prima de cemento

c) efecto de la fase secundaria, cemento OPC

d) efecto de la fase secundaria, óxido de Si de grano fino

e) efecto del agregado poroso sobre b)

f) efecto del agregado poroso sobre c)

g) efecto de la combinación de OPC y óxido de Si de grano fino

h) efecto de la combinación de diferentes aditivos

i) efecto de las fases secundarias que contienen Si sobre un sistema puro de cemento sin partículas de relleno que contribuyen a la dureza

j) efecto de las partículas de relleno que contribuyen a la dureza sobre i).

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Los aluminatos cálcicos, CaO-Al_{2}O_{3} y CaO-2Al_{2}O_{3}, con una proporción molar de aproximadamente 1:1 se mezclan con partículas de relleno y aditivos secundarios (todos los contenidos dados en relación con el contenido de aluminato cálcico) de acuerdo con lo siguiente. Cuando el "óxido de aluminio" se menciona sin especificar el tipo de partículas, se desean partículas de relleno que contribuyen a la dureza convencional.

a) adición de 40% en volumen de óxido de aluminio, tiempo de molienda 24 h. El cemento se molió previamente durante 20 h.

b) adición de 40% en volumen de óxido de aluminio, tiempo de molienda 24 h. El cemento se molió previamente durante 80 h.

c) adición de 40% en volumen de óxido de aluminio, tiempo de molienda 24 h. El cemento se molió previamente de acuerdo con b) anterior. Al aluminato cálcico se le añade el 15% en volumen de OPC (cemento Portland ordinario/cemento convencional).

d) adición de 40% en volumen de óxido de aluminio, tiempo de molienda 24 h. Al aluminato cálcico molido previamente de acuerdo con b) anterior, se le añade una fase secundaria en forma del 10% en volumen de sílice de grano fino.

e) adición de 20% en volumen óxido de aluminio, tiempo de molienda 24 h. El cemento se molió previamente de acuerdo con b) anterior. El 20% en volumen de agregados de óxido de aluminio poroso (auto-preparados) se añade sólo después de un tiempo de molienda de 20 h.

f) adición de 20% en volumen óxido de aluminio + 20% en volumen óxido de aluminio en forma de partículas porosas (agregados), tiempo de molienda 24 h, añadiéndose los agregados sólo después de 20 h. El cemento se molió previamente de acuerdo con b) anterior, sin embargo con una adición de una fase secundaria en forma del 15% en volumen de OPC.

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g) adición de 40% en volumen de óxido de aluminio, tiempo de molienda 24 h. El cemento se molió previamente de acuerdo con b) anterior. Al aluminato cálcico se añade el 5% en volumen de OPC y el 5% en volumen de sílice de grano fino.

h) adición de 20% en volumen óxido de aluminio + 20% en volumen óxido de aluminio en forma de partículas porosas (agregados), tiempo de molienda 24 h, añadiéndose los agregados sólo después de 20 h. Al aluminato cálcico se le añade en este caso una fase secundaria en forma del 5% en volumen de OPC y el 5% en volumen sílice de grano fino y el 0,5% en volumen de esferas de vidrio.

i) adición de fases secundarias en forma de 5% en volumen de OPC y 5% en volumen sílice de grano fino, tiempo de molienda 24 h. El cemento se molió previamente durante 80 h.

j) adición de fases secundarias en forma de 5% en volumen de OPC y 5% en volumen sílice de grano fino y partículas de relleno que contribuyen a la dureza del 10% en volumen de ZrO_{2}, tiempo de molienda 24 h. El cemento se molió previamente durante 80 h.

Las mezclas se muelen en un molino de bolas con bolas de molienda inertes de nitruro de silicio con un grado de relleno del 35%. Como líquido se usa isopropanol. Los materiales a)-h) se empaparon en agua después de haber extraído el disolvente, y se deshidrataron y rellenaron con un obturador en un orificio con un diámetro de 4 mm en un recipiente que permitía medir las dimensiones en un microscopio óptico. El material se mantuvo húmedo a 37ºC entre las medidas de muestra, que se realizaron continuamente hasta 180 días.

El resultado se muestra en la siguiente tabla.

1

El margen de error en las medidas es \pm 0,02%.

A partir de los resultados puede concluirse que la expansión se estanca después de aproximadamente 100 días. Para los materiales que son muy estables dimensionalmente (expansión menor del 0,10%), no puede encontrarse una evidencia temporal de cuándo ocurre el estancamiento. Además, está claro que

\bullet Un aumento del tiempo de molienda (b) por sí mismo, respecto a la referencia (a), casi reduce a la mitad la expansión a largo plazo.

\bullet Cuando, además de esto, se añade una fase secundaria en forma de cemento OPC a un contenido del 15% en volumen (c), casi se consigue una reducción a la mitad adicional de la expansión a largo plazo respecto a (b).

\bullet Con una fase secundaria en forma de sílice de grano fino a un contenido del 10% en volumen (d), la expansión a largo plazo disminuye aún más.

\bullet También con agregados porosos de óxido de aluminio a un contenido del 20% en volumen (e), se consigue una mejora (disminución) en la expansión a largo plazo respecto a (b).

\bullet Se consiguieron expansiones extremadamente bajas cuando partículas porosas y una fase secundaria de cemento OPC se usaron en combinación.

\bullet Se consiguieron expansiones extremadamente bajas cuando las fases secundarias de ambos cemento OPC y sílice de grano fino se usaron en combinación.

\newpage

\bullet Se consiguieron expansiones extremadamente bajas cuando las partículas porosas, una fase secundaria de ambos cemento OPC y sílice de grano fino y esferas de vidrio se usaron en combinación.

\bullet Se consiguieron expansiones extremadamente bajas en el sistema puro de cemento, sin ninguna partícula de relleno que contribuya a la dureza, cuando se usó sólo un bajo contenido de un aditivo que contiene Si.

\bullet Se consiguió una expansión extremadamente baja en el sistema aluminato de Ca incluyendo bajos contenidos (10% en volumen) de partículas de relleno que contribuyen a la dureza, cuando sólo se usan aditivos que contienen Si para compensar la expansión.

Los materiales que presentan una expansión extremadamente baja (< 0,10%) tienen, además de la propiedades de expansión, un perfil de propiedad generalmente bueno que corresponde al correspondiente sistema de cemento sin aditivo. Estos materiales presentan una resistencia a compresión de aproximadamente 200 MPa, una dureza de H (Vickers 100 g) = 150, y una resistencia al ácido extremadamente buena.

Claims

1. Sistema cerámico unido químicamente, cuya fase aglutinante está compuesta esencialmente por un sistema basado en cemento, caracterizado porque el material comprende uno o más aditivos de compensación de la expansión adaptados para dar al material propiedades dimensionalmente estables a largo plazo, en el que dicho uno o más aditivos se han seleccionado entre el grupo compuesto por partículas porosas o agregados porosos, partículas blandas, y una fase secundaria que contiene Si, que está compuesta preferiblemente por cemento OPC y/o sílice cristalina fina y/o alguna otra fase que contiene Si, reaccionando dicha fase secundaria con la fase aglutinante.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material está destinado a usarlo para propósitos dentales, preferiblemente como o en materiales de empaste dental.

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque, después de la solidificación, presenta un cambio dimensional lineal del 0,20% como máximo, y preferiblemente menor del 0,10%.

4. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material está esencialmente libre de partículas de relleno que contribuyen a la dureza.

5. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha fase aglutinante está compuesta al menos principalmente por cemento de aluminato cálcico.

6. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido total de la fase secundaria en el material preferiblemente es del 1-20% en volumen y más preferiblemente del 1-10% en volumen.

7. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha fase secundaria está compuesta por cemento OPC a un contenido del 1 -5% en volumen y/o sílice cristalina fina a un contenido del 1-5% en volumen.

8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho aditivo está compuesto al menos principalmente por partículas porosas o agregados porosos, que presentan preferiblemente un diámetro de 2-30 \mum, más preferiblemente 5-15 \mum, una porosidad abierta del 20-60%, preferiblemente del 0-50%, y siendo las aberturas de poro en las partículas/agregados menor del 5 \mum, preferiblemente menor de 0,1-5 \mum y más preferiblemente 1-3 \mum.

9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque dichas partículas porosas o agregados porosos está compuestos al menos principalmente por óxidos de Al, Zr, Ti, Si o Zn.

10. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho aditivo está compuesto al menos principalmente por partículas porosas, estando compuestas dichas partículas porosas al menos principalmente por microesferas con una alta porosidad cerrada, estando formadas dichas microesferas preferiblemente por vidrio y que presentan una porosidad que es mayor del 50%, preferiblemente mayor del 80%.

11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque dichas microesferas están incluidas a contenidos menores del 2% en volumen del material, preferiblemente el 0,1-2% en volumen, y más preferiblemente el 0,5-1,5% en volumen.

12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho aditivo está compuesto al menos principalmente por partículas blandas, presentando dichas partículas blandas un coeficiente de elasticidad que hace disminuir el coeficiente de elasticidad de la fase aglutinante.