具有固化指示染料的牙齿印模材料制造技术

本发明专利技术提供了其固化可被可视监控的新颖的牙齿印模材料，包括：（１）一种可固化的聚硅氧烷聚合物；（２）一种含有硅氢键基团的交联剂化合物；（３）一种氢化硅烷化催化剂；和（４）一种或多种在一种有硅氢键化合物和一种氢化硅烷化催化剂存在下显示颜色变化的固化指示染料。固化指示染料为组合物提供一种最初的固化前颜色和不同的固化后颜色。由于这种颜色变化，可以凭视觉监控印模材料的固化状态。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术范围本专利技术涉及指示固化的聚硅氧烷组合物，该组合物可用于制备牙齿和耳科印模，医疗和牙科移植物。本专利技术还涉及一些组合物和方法，它们通过颜色变化而表明一种可用氢化硅烷化固化的组合物(例如聚硅氧烷)的肉眼可见的固化点。相关的申请下面是相关的美国专利申请，由本专利技术的代理人在同一日期填写“固化指示的制模和涂布的组合物”，Attorney Docket No.50570USA7A，ExpressMail Certificate No.RB710214505US，在此作为参考。专利技术背景许多材料由于“固化反应”使其状态发生变化。例如，由于固化反应，一种液体树脂可变成一种固体或弹性物质。可以许多方式引发固化反应，包括例如加热未固化样品，将两种和多种反应组分混合，或将未固化材料暴露在一种激发辐射源或电子束能中。状态之间的转变时间取决于固化方式。对某些材料通过简单的探测和观察粘度的变化，可观察到状态的变化。然而这种方式在许多情况下会出现错误和误解。另外，手动探测样品会损伤样品，并且不能指出固化过程中微小但重要的变化。其他观察材料状态变化的技术包括检测材料的流变性能或分析性地检测材料(如使用如NMR探测器直接观察材料的官能团中的变化)。不幸的是这些直接检测技术在固化反应的例行检测中往往是不实用的，而且会损伤被检测的样品。能进行固化反应的材料的一个例子是一种聚硅氧烷材料。“聚硅氧烷”是合成聚合材料，它们拥有特别宽范围的物性。它们可以是低粘度或高粘度的液体，固体树脂或可硬化的胶。由于其单一的交替的硅和氧原子的分子结构，使其具有不同寻常的有机和无机性能的组合。下面的式F1给出一种聚硅氧烷聚合物。 可通过平衡法由其他的硅氧烷制备这些聚硅氧烷聚合物，其一般粘度范围为约0.01Pa s-2500Pa s。聚硅氧烷聚合物可与其他化学品和填料混合成许多种各种用途的产品。可硬化的聚硅氧烷是一类特殊的聚硅氧烷，其一般的特征在于可通过化学反应形成交联和同时有效地增加链长而由较低分子量的聚合物形成交联弹性体。可硬化的聚硅氧烷(如加成固化的聚硅氧烷)在工业中有许多应用，包括用作密封胶，嵌缝胶，粘结剂，涂料，罐封材料，松脱衬垫，耳科印模材料，制模材料，牙齿印模材料，医疗和牙齿移植材料。在一种可硬化的聚硅氧烷中的一种重要组成是一种能与聚合物链的“官能团”和基团(如图F1的R1和R2)反应以便同时地加长链和横向地将链结合成具有交联网状特征的聚硅氧烷弹性体的交联组分(在下文称为“交联剂”)。一般在交联剂与结合官能团的反应中包括一种促进反应的催化剂。有许多种可硬化的聚硅氧烷，同时有许多种交联组分和催化剂。两种此类系统包括(i)缩合固化聚硅氧烷和(ii)加成固化，如氢化硅烷化固化的聚硅氧烷。在许多情况下，缩合固化的一个缺点是，在交联反应中释放水(或醇)作为交联反应的副产物。通常，通过将聚硅氧烷聚合物，交联剂和催化剂混合在一起，以引发这种系统中的交联反应。引发和加速缩合固化的催化剂有多种，例如胺和羧酸锡盐。在较低温度下进行聚硅氧烷的缩合固化一般需要较长的时间才能达到完全固化(数小时或几天)。较高的催化剂浓度和/或较高的温度可以缩短固化时间。一般认为加成固化聚硅氧烷(如氢化硅烷化固化的聚硅氧烷)较缩合固化的聚硅氧烷具有较高的质量和更精确的尺寸。与缩合固化不同，如氢化硅烷化固化的加成固化不会在固化中产生有害的副产物。这样的聚硅氧烷不同于缩合固化的聚硅氧烷，是由于氢化硅烷化固化组合物一般含有(1)一种含有两个或多个乙烯基官能团的聚合物；(2)一种含有两个或多个SiH键的“氢化硅烷”交联剂组成；和(3)一种贵金属催化剂如一种铂催化剂。通过将(1)一种含有多个乙烯基的有机聚硅氧烷与(2)一种每分子中含有多个SiH键的有机聚硅氧烷(以后称为“有机氢化聚硅氧烷”)反应形成一种特别好的加成固化的聚硅氧烷。这一反应一般在(3)一种Karsetedt型的铂催化剂存在下易于进行。在美国专利3,715,334，3,775,452和3,814,730中描述了Karstedt型的铂催化剂，在此作为参考。当将可硬化的聚硅氧烷用作模型化合物时(如牙科印模材料)，通常为使用者提供的化合物为两个分开的混合物(即氢化硅烷化催化剂与氢化硅烷交联剂分开保存)。当使用者准备制备印模或模子时，可将两个部分混合，将聚硅氧烷放在准备进行制模的表面或物体之上，等聚硅氧烷完全固化。将固化的聚硅氧烷从表面或物体上取出，留下这个表面的阴印模。通过用一种如蜡或Paris石膏填入印模空腔，形成阳模。在许多情况下，无法立即形成阳模。所以，很重要的一点是印模需在长时期(通常几周或几个月)保持其精确的尺寸。一般通过将催化剂，交联剂和聚合物混合引发可硬化的聚硅氧烷的固化反应。通过改变催化剂和交联剂的量，调节固化速度。还可通过加入已知的阻聚剂和/或抑制剂进一步调节固化速度。一种已知的这种阻聚剂是1，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四乙烯基环四硅氧烷。这些抑制剂常常竞争与催化剂反应而减慢了交联反应。一般，由于反应减慢，可影响到工作时间和固化时间(按下面定义)。随着材料开始固化，其粘度增加。最终，混合物开始“胶凝”，不可逆地变成一种交联聚合物或“弹性体”。在胶凝点材料不再易流动和适合制成新的形状。因此，在如取得牙齿印模的应用中，这段时间定义为“工作时间”的范围。当反应完成(或“实际”完成)时，可以说材料已“固化”。“固化时间”对一种聚硅氧烷印模材料也是一个重要的参数，因为关键点正是材料与其复制的表面保持接触直到其完全固化。对牙齿印模材料，要求其具有相对短的固化时间(如少于10分钟)。过早从复制表面取出将得到变形的印模，它在变形部位，在口腔外，将继续交联。不幸牙医最初常常未注意到这种情况，直到制备出一种昂贵的，但无用的牙齿器具后才注意到这种情况。牙医和病人随后必须再经历印模制备和器具制备的整个过程。这是极其昂贵和不方便的。对需要细致复制的应用，如牙齿印模材料，固化时间和工作时间参数极为重要，必须仔细控制。如前面提到的工作时间为反应中的聚硅氧烷材料保持足以流动和可改变形状的流体的时间。反应达到“胶凝点”后，材料的性质急剧变化，进一步阻止流体流动。因此要求有充分的工作时间使牙医能在胶凝前方便地(1)混合材料和(2)将其放入口腔。影响工作时间和固化时间的一个主要因素(除了前面提到的使用一种阻聚剂和抑制剂外)是催化剂的“活性”。不幸的是Karstedt型的铂催化剂有时易于降解，因此具有多变的活性。目前不了解确切的机理，这种降解在高温时出现(例如在热的仓库或货运拖挂车中发生)。据信时间长后催化剂组分降解，混合组合物的固化时间变得越来越长。如前面提到的如果使用者在其完全固化前取出材料，即使固化时间非常小的变化对印模精度也会产生不利影响。如果催化剂在保存期间其活性发生未预料的降低，极有可能发生这样的过早取出。影响工作时间和固化时间的另一个主要因素是催化剂与交联剂之比。可通过改变混合物中每种浆料的量调节此比(有目的或无意地)。曾试图提供能指示一种材料的固化程度的各种方法。例如美国专利5,047,444；5,118,559和5,182,316中描述了通过测定其在固化过程中产生的UV荧光团达到检测固化程度的固化组合物。这些组合物需要使用一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牙齿印模材料，其特征在于包括： 一种在氢化硅烷化催化剂存在下含有至少两个能与一个ＳｉＨ基团反应的官能团的可固化的聚硅氧烷聚合物； 一种含有至少两个ＳｉＨ基团的交联剂； 一种氢化硅烷化催化剂，它包括一种铂的配合物和一种不饱和有机硅材料；和 一种或多种固化指示染料，其中当５００微克所述染料，５００微升二氯甲烷，１００微升五甲基二硅氧烷和１０微升一种含有约２－３ｗｔ％铂的氢化硅烷化催化剂溶液混合在一起时，所述染料在２５℃于约１０分钟内显示一种颜色变化，其中所述印模材料在固化过程显示一种颜色变化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JD奥克斯曼，MS科宁斯，GVD蒂耶斯，KM沃格尔，DE沃格尔，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]