СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИРОВАЛЬНЫХ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ГОЛОВОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ РЕСТАВРАЦИЙ ЗУБОВ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, СТЕКЛОИОНОМЕРОВ, АМАЛЬГАМ
COMPOUND FOR POLISHING DENTAL HEADS USED TO PREPARE TEETH RESTORATIONS OF POLYMER COMPOSIT MATERIALS, GLASS IONOMER AND AMALGAMS

Изобретение относится к области производства стоматологического эластичного вращающегося инструмента, в частности полировальных головок, рабочая часть которых представляет собой вулканитовую абразивную композицию. Композиция напрессовывается на металлический хвостовик в процессе вулканизации под давлением.
1. Состав для изготовления полировальных стоматологических головок для обработки реставраций зубов из полимерных композитных материалов, стеклоиономеров, амальгам, содержащий: натуральный каучук (НК), бутадиеновый каучук с содержанием звеньев 1,2 в диапазоне 10-70% - СКБ, СКД СР или СКДЛ; бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты в пределах 17-40% - БНКС-28, СКН-18, БНКС-40, СКН-26-5 или СКН-26-1,25; никель- или кобальтсодержащий модификатор; вулканизующий агент - серу молотую и серу полимерную; ускорители вулканизации - 2-меркаптобензтиазол, NN'дифенилгуанидин, тетраметилтиурамдисульфид; стеарин технический; масло вазелиновое; белила цинковые; двуокись титана; магнезию жженую; сажу белую; пигмент; шлифовальные материалы - электрокорунд белый, карбид кремния зеленый или алмаз синтетический при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
каучук натуральный
5,40-10,10
бутадиеновый каучук с содержанием звеньев 1,2
7,84-19,60
в диапазоне 10-70% - СКБ, СКД СР или СКДЛ
каучук бутадиен-нитрильный с содержанием
3,00-8,19
нитрила акриловой кислоты в пределах 17-40%
-БНКС-28, СКН-18, БНКС-40, СКН-26-5 или
СКН-26-1,25
сера молотая
0,35-0,65
сера полимерная
1,05-1,95
модификатор - кобальтсодержащий АГ-306,
0,31-0,71
стеарат кобальта или никельсодержащий
дисолен Н
ускорители вулканизации -
0,34-0,47
2-меркаптобензтиазол, NN'дифенилгуанидин,
тетраметилтиурамдисульфид
стеарин технический
0,28-0,52
масло вазелиновое
0,39-0,98
белила цинковые
5,60-15,68
двуокись титана
2,61-11,20
магнезия жженая
1,31-1,40
сажа белая
13,08-22,40
пигмент
0,08-0,11
шлифматериалы - электрокорунд белый, карбид
28,01-36,58
кремния зеленый или алмаз синтетический
2. Состав по пункту 1, характеризующийся тем, что в качестве бутадиен-нитрильного каучука выбирают бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 24-30% и метакриловой кислоты 1,0-5,5%.
Изобретение относится к области производства стоматологического эластичного вращающегося инструмента, в частности полировальных головок, рабочая часть которых представляет собой вулканитовую абразивную композицию, напрессовываемую на металлический хвостовик в процессе вулканизации под давлением. Головки предназначены для обработки реставраций зубов из полимерных композитных материалов, стеклоиономеров, амальгам и применяются в клинических условиях.
Известны инструменты со связкой на основе полимерных связующих фенол-формальдегидных, эпоксидных смол для обработки стоматологических поверхностей (Попов Л.Я. Советы заводскому технологу. Лениздат, 1975 г.- 264 с, стр.166). Однако связки на основе фенольных и эпоксидных смол, полиуретанов, имеющие невысокую теплостойкость, выгорают при нагревании до 250°С, а при 200°С и выше приобретают хрупкость. И, как следствие, инструменты на таких связках характеризуются низкой производительностью.
Более эффективны при шлифовании инструменты на вулканитовой связке, когда от них требуется не только шлифующее, но и полирующее воздействие. Основой вулканитовой связки является вулканизованная резиновая смесь на основе каучуков. Указанные связки обладают большей упругостью и плотностью чем первые и отличаются эластичностью. Эти особенности вулканитовой связки эффективно используются при чистовой обработке стоматологических поверхностей.
Известна масса для изготовления абразивного инструмента на вулканитовой связке (патент Российской Федерации №2070508 кл. В24D 3/22, 1994 г.), содержащая в мас.ч. синтетический высокомолекулярный каучук СКД СР (80,0-90,0), синтетический низкомолекулярный каучук СКД-1А (10,0-20,0), серу (40,0-50,0), каптакс (1,0-1,5), тиурам (0,3-0,7), антистаритель (3,0-8,0), криолит (30,0-50,0), пигмент железокисный (26,0-88,0), шлифовальный материал (900,0-1100,0). Однако абразивные круги, изготовленные из указанной массы, предназначены для резки металлов и изготовления пазов и канавок.
Известен инструмент, связка которого состоит из натурального каучука (НК), бутадиенового каучука (СКД), вулканизующего агента-серы, ускорителей вулканизации (2-меркаптобензтиазола, NN'дифенилгуанидина, тетраметилтиурамдисульфида), стеарина технического, белил цинковых, двуокиси титана, кремнезема (сажи белой), пигмента, шлифовальных материалов (электрокорунда белого, карбида кремния зеленого, алмаза синтетического) (ТУ 9433-040-10614163-2000 «Комплект головок эластичных цветокодированных стоматологических КГЭ-«Целит»). Основным недостатком состава является низкая теплостойкость связки, которая обуславливает пониженную износостойкость инструмента.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является состав для полирования стоматологических реставраций [патент Российской Федерации №2311280 С2 кл. В24D 3/22, 2006.01], состоящий из, мас.%: натурального каучука (3,96-10,51), каучука бутадиенового СКБ, СКД СР (3,96-11,68), каучука бутадиен-нитрильного, наполненного ПВХ (7,92-1,17), серы (2,37-1,17), ускорителей вулканизации (0,63-0,23), стеарина технического (0,32-0,11), белил цинковых (3,17-2,34), кремнезема (6,33-2,34), пигмента (0,08-0,35), шлифматериала (71,26-70,10). Инструмент обладает повышенной износостойкостью, он позволяет получать высокую чистоту обрабатываемой поверхности и рекомендуется к использованию в производстве полировальных кругов. Недостатком состава является невысокая прочность крепления рабочей части головок к металлическому хвостовику. При обработке стоматологических поверхностей на скоростях 8-10 тыс. об./мин наблюдается отслоение рабочей части головки от хвостовика, что делает инструмент непригодным для работ на высоких скоростях.
Технической задачей, на решение которой направлено создание данного изобретения, является повышение прочности крепления рабочей части вращающегося инструмента, представляющую собой абразивную вулканитовую связку, к металлу и обеспечение надежной работы инструмента на высоких скоростях.
Поставленная цель достигается введением бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-40% 3,00-8,19 мас.%, никель-, кобальтсодержащего модификатора 0,31-0,71 мас.% и серы полимерной 1,05-1,95 мас.%, применением большего количества теплопроводящих наполнителей: цинковых белил, магнезии жженой, двуокиси титана.
В состав предлагаемой абразивной композиции входит: натуральный каучук (НК), бутадиеновый каучук с содержанием звеньев 1,2 в диапазоне 10-70% - СКБ, СКД СР или СКДЛ; бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты в пределах 17-40% - БНКС-28, СКН-18, БНКС-40, СКН-26-5 или СКН-26 - 1,25; никель- или кобальтсодержащий модификатор; вулканизующий агент - сера молотая и сера полимерная; ускорители вулканизации - 2-меркаптобензтиазол, NN'дифенилгуанидин, тетраметилтиурамдисульфид; стеарин технический; масло вазелиновое; белила цинковые; двуокись титана; магнезия жженая; сажа белая; пигмент; шлифовальные материалы - электрокорунд белый, карбид кремния зеленый или алмаз синтетический.
Сущность изобретения поясняется примерами. Для получения предлагаемого состава готовят смеси компонентов, содержащих, мас.%:
Пример 1: каучук натуральный (НК) - 5,40; каучук бутадиеновый (СКБ) - 19,60; бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-40% - 3,00; сера полимерная - 1,05; сера молотая - 0,35; кобальтсодержащий модификатор АГ-306 - 0,31; ускорители вулканизации (2-меркаптобензтиазол, NN'дифенилгуанидин, тетраметилтиурамдисульфид) - 0,34; стеарин технический - 0,28; масло вазелиновое - 0,98; белила цинковые - 5,60; двуокись титана - 11,20; магнезия жженая - 1,40; сажа белая - 22,40; пигмент - 0,08; карбид кремния зеленый №6 - 28,01.
Пример 2: каучук натуральный (НК) - 8,30: каучук бутадиеновый (СКД СР) - 13,84; бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-40% - 5,54; сера полимерная - 1,50; сера молотая - 0,50; кобальтсодержащий модификатор стеарат кобальта - 0,71; ускорители вулканизации (2-меркаптобензтиазол, NN'дифенилгуанидин, тетраметилтиурамдисульфид) - 0,42; стеарин технический - 0,42; масло вазелиновое - 0,69; белила цинковые - 8,51; двуокись титана - 5,53; магнезия жженая -1,38; сажа белая -19,37; пигмент - 0,09; электрокорунд белый №5 -33,20.
Пример 3: каучук натуральный (НК) - 10,10; каучук бутадиеновый (СКДЛ) - 7,84; бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-40% - 8,19; сера полимерная - 1,95; сера молотая - 0,65; никельсодержащий модификатор дисолен Н-0,52; ускорители вулканизации (2-меркаптобензтиазол, NN'дифенилгуанидин, тетраметилтиурамдисульфид) - 0,47; стеарин технический - 0,52; масло вазелиновое - 0,39; белила цинковые - 15,68; двуокись титана - 2,61; магнезия жженая - 1,31; сажа белая - 13,08; пигмент - 0,11; алмаз синтетический 40/28 - 36,58.
Пример 4. Состав по примеру 1, отличающийся тем, что в качестве бутадиен-нитрильного каучука выбирают бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 24-28% и метакриловой кислоты 4,5-5,5% (СКН-26-5).
Пример 5. Состав по примеру 2, отличающийся тем, что в качестве бутадиен-нитрильного каучука выбирают бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 27-30% и метакриловой кислоты 1,0-1,5% (СКН-26-1,25).
Пример 6. Состав по примеру 3, отличающийся тем, что в качестве бутадиен-нитрильного каучука выбирают бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 24-28% и метакриловой кислоты 4,5-5,5% (СКН-26-5).
Головки полировальные терапевтические изготавливают следующим образом. Готовят абразивную массу: на смесительных вальцах производят смешение взвешенных ингредиентов. Полученные пластины вальцуют с последующим каландрованием их в «размер» по высоте. Из пластин вырубаются заготовки. Заготовки загружают в заранее подготовленные прессформы (в гнезда прессформ вставляются обезжиренные металлические хвостовики) и осуществляют вулканизацию в гидравлическом прессе при температуре 130-150°С и давлении 16,0 МПа.
Характеристики применяемых ингредиентов:
- каучук натуральный смокед-шитс (НК) - основной связующий компонент, обуславливающий необходимый уровень прочностных и адгезионных свойств;
- каучук синтетический натрий-бутадиеновый СКБ изготавливается в соответствии с требованиями ТУ 38.303-04-08-93 и представляет собой продукт полимеризации бутадиена под действием металлического натрия. Содержание звеньев 1,2 составляет 40-66%;
- каучук синтетический бутадиеновый СКД СР разветвленный, растворной полимеризации ТУ 38.103284-85 с содержанием звеньев 1,2 не менее 70%;
- каучук синтетический бутадиеновый СКДЛ изготавливается с применением литиевого катализатора в соответствии с ТУ 38.303-02-84-96 с содержанием звеньев 1,2 10-15%.
- каучук синтетический бутадиен-нитрильный БНКС-28 изготавливается в соответствии с ТУ 38.30313-98 и представляет собой продукт полимеризации бутадиена и нитрила акриловой кислоты от светло-желтого до темно-коричневого цвета в присутствии парафината калия в качестве эмульгатора. Содержание нитрила акриловой кислоты 27-30%.
- каучук синтетический бутадиен-нитрильный СКН-18 изготавливается в соответствии с ТУ 38.30313-98 и представляет собой продукт полимеризации бутадиена и нитрила акриловой кислоты в присутствии алкилсульфоната натрия + сульфанола в качестве эмульгатора. Содержание нитрила акриловой кислоты 18%.
- каучук синтетический бутадиен-нитрильный БНКС-40 изготавливается в соответствии с ТУ 38.30313-98 и представляет собой продукт полимеризации бутадиена и нитрила акриловой кислоты от светло-желтого до темно-коричневого цвета в присутствии парафината калия в качестве эмульгатора. Содержание нитрила акриловой кислоты 40%.
- каучук синтетический бутадиен-нитрильный СКН-26-5 изготавливается в соответствии с ТУ 38.103121-86 и представляет собой продукт полимеризации бутадиена, нитрила акриловой кислоты и метакриловой кислоты (МАК) от светло-желтого до темно-коричневого цвета. Содержание нитрила акриловой кислоты 24-28%, МАК 4,5-5,5%;
- каучук синтетический бутадиен-нитрильный СКН-26-1,25 изготавливается в соответствии с ТУ 38.103202-86 и представляет собой продукт полимеризации бутадиена, нитрила акриловой кислоты и метакриловой кислоты (МАК) от светло-желтого до темно-коричневого цвета. Содержание нитрила акриловой кислоты 27-30%, МАК 1,0-1,5%;
- сера молотая сорт 9990 ГОСТ 127.4-93, представляет собой порошок желтого или серо-желтого цвета, применяется в качестве вулканизующего агента;
- сера полимерная ГОСТ 127-76, получают полимеризацией природной серы в жидком состоянии, представляет собой порошок желтого цвета, вулканизующий агент;
- белила цинковые БЦОМ соответствуют ГОСТ 202-84, используются в качестве активатора ускорителей вулканизации и теплопроводящего наполнителя;
- магнезия жженая техническая ГОСТ 844-79, представляет собой порошок белого цвета, нерастворимый в воде, используется в качестве активатора ускорителей вулканизации в комбинации с белилами цинковыми;
- двуокись титана пигментная ГОСТ 9808-84, представляет собой порошок белого цвета, придает резинам стойкую к действию света чистую белую окраску;
- сажа белая ГОСТ 18307-78 представляет собой тонкодисперсную двуокись кремния и используется в качестве усиливающего наполнителя;
- тетраметилтиурамдисульфид (тиурам ТМТД) - порошок белого цвета со слегка сероватым оттенком, изготавливается по ГОСТ 740-76, ускоритель вулканизации;
- 2-меркаптобензтиазол (каптакс) гранулированный ГОСТ 739-74 используется в качестве ускорителя вулканизации;
- NN'дифенилгуанидин (ДФГ) ГОСТ 4080-80, белый порошок без запаха, ускоритель вулканизации, активирует действие других ускорителей;
- кислота стеариновая (стеарин технический) изготовлена в соответствии с требованиями ГОСТ 6484-96, представляет собой белые с кремовым оттенком блестящие чешуйки, используется в качестве вторичного активатора ускорителей вулканизации и эффективного диспергатора компонентов состава;
- масло вазелиновое ГОСТ 3164-78, нефтяное дистиллятное, сернокислотной очистки, представляющее собой бесцветную маслянистую прозрачную нефлуоресцирующую жидкость без запаха и вкуса, улучшает технологическую переработку резиновых смесей, способствует снижению теплообразования при динамических нагрузках;
- модификатор кобальтсодержащий АГ-306 ТУ 38-1-17-947672-93, представляет собой порошок серого цвета; стеарат кобальта, выпускается по ТУ 2432-001-5020337-03 с массовой долей кобальта 9,5-11,0%, чешуйки или гранулы от светло-сиреневого цвета до темно-фиолетового; стеарат цинка-никеля - модификатор дисолен Н с содержанием никеля 5,0%, представляет собой чешуйки или гранулы от светлого до темно-зеленого цвета, ТУ 2432-001-50230337-02, используются для крепления резин к металлокорду;
- электрокорунд белый ГОСТ 28818-90, марка 25А, зернистость М28-М50, используется как абразивный материал;
- карбид кремния зеленый соответствует ГОСТ 26327-84, марка 63С, зернистость №5-№8, применяется как абразивный материал;
- алмаз синтетический соответствует ГОСТ9206-80, марка АС 20, зернистость 14/10-80/63, используется как абразивный материал.
Таблица 1
Составы вулканитовой связки по примерам 1-3
Наименование компонентов
Содержание компонетов, мас.%
предлагаемое изобретение
Прототип
1
2
3
Натуральный каучук (НК)
5,40
8,30
10,10
6,54
Бутадиеновый каучук СКБ
-
-
-
7,48
Бутадиеновый каучук с содержанием звеньев 1,2 в диапазоне 10-70% -СКБ, СКД СР или СКДЛ
19,60
13,84
7,84
-
Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты в пределах 17-40%-БНКС-28, СКН-18 или БНКС-40
3,00
5,54
8,19
-
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-26 ПВХ-30
-
-
-
4,67
Сера полимерная
1,05
1,50
1,95
-
Сера молотая
0,35
0,50
0,65
1,87
Модификатор кобальтсодержащий АГ-306
0,31
-
-
-
Стеарат кобальта
-
0,71
-
-
Модификатор никельсодержащий дисолен Н
-
-
0,52
-
Ускорители вулканизации (2-меркапто-бензтиазол, NN'дифенилгуанидин, тетраметилтиурамдисульфид)
0,34
0,42
0,47
0,47
Стеарин технический
0,28
0,42
0,52
0,28
Масло вазелиновое
0,98
0,69
0,39
-
Белила цинковые
5,60
8,51
15,68
2,80
Двуокись титана
11,20
5,53
2,61
-
Магнезия жженая
1,40
1,38
1,31
-
Сажа белая
22,40
19,37
13,08
4,67
Пигмент
0,08
0,09
0,11
0,19
Электрокорунд белый №5
-
33,20
-
-
Карбид кремния зеленый №6
28,01
-
-
71,03
Алмаз синтетический 40/28
-
-
36,58
-
Таблица 2
Результаты испытаний инструмента на вулканитовых связках
Свойства инструмента
1
2
3
Прототип
Прочность крепления рабочей части
головок к хвостовику, Н
124
132
138
100
Таблица 3
Составы вулканитовой связки по примерам 4-6
Наименование компонентов
Содержание компонетов, мас.%
предлагаемое изобретение
Прототип
4
5
6
Натуральный каучук (НК)
5,40
8,30
10,10
6,54
Бутадиеновый каучук СКБ
-
-
-
7,48
Бутадиеновый каучук с содержанием звеньев 1,2 в диапазоне 10-70% - СКБ, СКД СР или СКДЛ
19,60
13,84
7,84
.
Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты в пределах 24-30% -СКН-26-1,25 или СКН-26-5 и метакриловой кислоты 1,0-5,5%
3,00
5,54
8,19
-
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-26 ПВХ-30
.
4,67
Сера полимерная
1,05
1,50
1,95
-
Сера молотая
0,35
0,50
0,65
1,87
Модификатор кобальтсо держащий АГ-306
0,31
-
-
-
Стеарат кобальта
-
0,71
-
-
Модификатор никельсодержащий дисолен Н
-
-
0,52
-
Ускорители вулканизации (2-меркаптобензтиазол, NN'дифенилгуанидин, тетраметилтиурамдисульфид)
0,34
0,42
0,47
0,47
Стеарин технический
0,28
0,42
0,52
0,28
Масло вазелиновое
0,98
0,69
0,39
-
Белила цинковые
5,60
8,51
15,68
2,80
Двуокись титана
11,20
5,53
2,61
-
Магнезия жженая
1,40
1,38
1,31
-
Сажа белая
22,40
19,37
13,08
4,67
Пигмент
0,08
0,09
0,11
0,19
Электрокорунд белый №5
-
33,20
-
-
Карбид кремния зеленый №6
28,01
-
-
71,03
Алмаз синтетический 40/28
-
-
36,58
-
Таблица 4
Результаты испытаний инструмента с вулканитовыми связками
Свойства инструмента
4
5
6
Прототип
Прочность крепления рабочей части
головок к хвостовику, Н
144
151
156
100
Из таблиц 2,4 видно, что прочность крепления рабочей части головок к хвостовику на 31-50% выше прототипа, что позволяет использовать их для изготовления инструмента, работающего при вращении 8-10 тыс. об./мин. Испытания инструмента по предлагаемому изобретению показали их высокие эксплуатационные свойства, не уступающие лучшим зарубежным образцам фирм-производителей аналогичной продукции «Kenda», «Edenta» и др. (составы головок инструментов, изготавливаемых фирмами не публикуются).