202739. lajstromszámú szabadalom • Eljárás öntőformák, különösen fogtechnikai célú öntőformák készítéséhez használható foszfátcement előállítására
HU 202739 A A találmány tárgya eljárás öntőformák, különösen fogtechnikai célú öntőformák készítéséhez használható foszfátcement előállítására. Az öntészetben, közelebbről a precíziós formaöntészetben ismeretes különféle módon előállított foszfátcementek alkalmazása. Ilyen foszfátcement előállítását ismerteti például a 2 061 513 sz. NSZK közzétételi irat, amely szerint szilícium-dioxidot, alumínium-oxidot, kriolitot és fluoritot 950 *C feletti hőmérsékleten kiizzítanak, majd lehűtik és elporítják. Az így kapott alumínium-fluor-szilikátot vízoldható karbonsav-polimerrel és alkáli földfémek és/vagy alumínium és/vagy nehézfémek oxidjaival, hidroxidjaival vagy bázikus sóival, illetve szilikátjaival és foszforsavészterrel keverik össze. Az eljárás abból a szempontból hátrányos, hogy az egyik kiindulási anyag előállítása nagyhőmérsékletű izzítást igényel, és az általa előállított temrék szerves polimereket tartalmaz. Ez utóbbiak égetéskor kiégnek az öntőformából, és rontják annak minőségét, gőzeik pedig ártalmatlanok, tehát az eljárás munkavédelmi problémákat okoz. Az 1 471 198 sz. NSZK közzétételi irat szerint oly módon állítanak elő vízzel szilárduló foszfátcementet, hogy M(H2P04)x általános képle tű dihidrogén-foszfátot, ahol M két- vagy háromvegyértékű fémet, például a Zn, Cd, Mg, Ca, Sr, Ba, Fe vagy A1 egyikét, x pedig a fém vegyértékével azonos számot jelent, 200-250 *C-on hőkezelnek, majd az Uy módon víztelenített foszfátot egy fémszüikáttal, előnyösen 1 -4-szeres mennyiségű cink-szüikáttal keverik össze. Az így előállított foszfátcement gyorsan kikeményedik, és ezért, valamint egyéb sajátságai folytán előnyösen használható fogtöméshez a fogorvosi gyakorlatban. Az öntőformák, különösen a fogtechnikai öntőf ormák készítése az előbbiektől részben el térő követelményeket támaszt a foszfátcementtel szemben. Ahhoz, hogy a fogtechnikusnak elegendő ideje legyen a fogászati csapok, hidak és más fémöntvények kiöntéséhez szükséges formák elkészítéséhez, olyan cementre van szükség, amelynek kötésideje legalább 10 perc, célszerűen azonban nem haladja meg a 30 percet. Magának a formának hőállónak és hőlökésállónak kell lennie, tágulásának ki kell egyenlítenie az öntvény zsugorodását. Az ilyen célra felhasználandó foszfátcement nem tartalmazhat sem szerves komponenst, sem az öntést esetleg károsan befolyásoló fémoxidokat, különösen nehézfém-oxidokat. A találmány célja, hogy eljárást biztosítson a fenti igényeket kielégítő, szobahőmérsékleten szilárduló foszfátcement előállítására. Vizsgálataink során megállapítottuk, hogy a különböző foszfátok - bár önmagában is kötőképesek - nem alkalmasak a kívánt célra, mert kötésük lassú, hosszú ideig kocsonyás állapotban maradnak. A fenti szempontok figyelembevételével olyan kötőkomponenst kell keresnünk, amelynek révén megfelelő kötésidejű foszfátcementet állíthatunk elő. Azt találtuk, hogy ha foszfátként ammónium-dihidrogénfoszfátot használunk, és azt megfelelő arányban 5-30% maradék hidratációsképességű és meghatározott szemcseméretű magnezittel keverjük össze, akkor a fenti igényeket kielégítő foszfát1 cementet kapunk. E felismerés alapján a találmány szerint oly módon állítunk elő öntőformák, különösen fogtechnikai célú öntőformák készítéséhez használható foszfátcementet, hogy ammónium-hidrogénfoszfátot és legalább 851%, előnyösen 10-20 t%maradékhidratációsképességű magnezit őrleményt Iá),8 és 1:1,4 közötti P205^íg0 oxidaránynak megfelelő mennyiségben összekeverünk vagy összeőrlünk, és adott esetben a keverés közben vagy az őrlés után hozzáadjuk a betonkeverék önmagában ismert ásványi alkotóit. A találmány szempontjából maradék hidratációsképességen az alábbi módon meghatározott tulajdonságot értjük. 50-100 g magnezit őrleményt bő vízzel felöntünk és 48 órán át szobahőmérsékleten áztatjuk. Ezután a vizet leöntjük a szemcsékről, majd a nedves magnezit őrleményt szárítószekrénybe helyezzük és 110 ± 5 'C-on tömegállandóságig szárítjuk. Akiszárított anyagból bemérünk 10-15 g-ot négy tizedes pontossággal. A bemért anyagot 600 ’C-on 2 órán át hevítjük, majd exszikkátorban szobahőmérsékletre hűtjük. A lehűlt anyagot négy tizedes pontossággal megmérjük, és kiszámítjuk az izzítás hatására bekövetkező tömegveszteséget százalékban. Ezt az értéket nevezzük maradék hidratációsképességnek tömeg%-ban kifejezve. A kereskedelmi forgalomban a magnezit általában a tűzállóanyagiparban izzított állapotban áll rendelkezésre. Maradék hidratációsképessége méréseink szerint 20-301%. Több hónapos, illetve évekig tartó tárolás alatt a levegő nedvesség- és széndioxid-tartalmával reakcióba lép, és így maradék hidratációsképessége 5-15 t%-ra csökken. A magnezit hidratációsképessége befolyásolja a cement megszilárdulásának sebességét, az tehát a magnezit maradék hidratációsképességének változtatásával jól szabályozható. Ha a maradék hidratációsképesség nő, a kötési idő csökken. A maradék hidratációsképességet a magnezit enyhe izzításával változtathatjuk. Ha a magnezitet 600-1100 *C-on hőkezeljük 40-90 percen át, maradék hidratációsképességét a hőmérséklet és a hőkezelési idő függvényében kisebb vagy nagyobb mértékben megnövelhetjük. E műveletet a szokásos hőkezelő berendezésekben hajtjuk végre. Nem közömbös a találmány szempontjából a magnezit szemcseméret sem. Ha a 0,063 mm-nél kisebb és a 0,63 mm-nél nagyobb szemcsefrakciója a fenti meghatározásból következő mennyiséget meghaladja, vagyis a magnezit a kívánatosnál durvább vagy finomabb, akkor a kapott cement szilárdsági jellemzői romlanak. Ha a szükségesnél durvább magnezit áll rendelkezésünkre, azt az ammóniumdihidrogénfoszfáttal való összekeverés előtt vagy a közben őrléssel a megfelelő szemcseméretre aprítjuk. A foszfátcement találmány szerinti előállításához szükséges foszfátmennyiséget, mint említettük, monoammónium-dihidrogénfoszfát alakjában visszük be. Ily módon ugyanis elkerülhetjük, hogy az izzítás során kialakuló kerámia szerkezet nem kívántos szennyző kationokat tartalmazzon. A találmányt előnyösen oly módon valósítjuk 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
