一种基于多维摆动式纳米球磨制备β‑磷酸三钙的方法技术

本发明专利技术属于生物医用材料技术领域，公开了一种基于多维摆动式纳米球磨制备β‑磷酸三钙的方法。所述方法包括以下制备步骤：采用多维摆动式纳米球磨机将含磷原料和含钙原料分别球磨加工，然后将加工后的原料按比例配料并加入可挥发性分散剂，超声和搅拌条件下混合分散均匀，得到料浆；将料浆干燥除去分散剂，然后高温煅烧进行固相反应，得到粉体；将粉体分散于去离子水中，抽滤，干燥后得到β‑磷酸三钙。本发明专利技术采用多维摆动式纳米球磨加工技术，工艺稳定、简单，有利于批量化生产，所得β‑磷酸三钙纯度高，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医用材料
，具体涉及一种基于多维摆动式纳米球磨制备β -磷酸三钙的方法。
技术介绍
β -磷酸三钙不仅具有良好的生物相容性，而且具有优异的生物活性和生物可降解性，在植入体内之后，材料自身通过体液溶解吸收转化为宿主新生骨组织的一部分，最终使缺损的部位完全被新生的骨组织所取代，是一种性能优良的生物可降解材料，在骨组织工程领域发挥着巨大的作用。β -磷酸三钙的制备方法一般来说主要有湿法工艺、水热法工艺和干法工艺等。湿法工艺即通过溶液反应合成，可制得细小晶粒或无定形粉末。湿法工艺主要有化学沉淀法、酸碱中和反应法、醇化合物法等三种方法。湿法工艺的反应物浓度不能太大，滴加速度不能太快，其中化学沉淀法还需用氨水不断调节PH值，工艺较为复杂。水热法工艺是在特制的密闭反应容器里，采用水溶液作为反应介质，对反应容器创造一个高温、高压的反应环境来制备材料的一种方法。水热法工艺对反应条件要求较高，应用较少且不适于大批量生产。干法工艺是通过原料固相反应合成，可制得结晶较好的粉末。干法工艺中比较成熟的主要有固相合成法，传统的固相合成法采用行星球磨机球磨混合原料，球磨后原料的粒径较大，同时在球磨过程中常由于原料粘罐或粘球使原料中钙磷原子比失衡，从而导致制得的磷酸三钙中有杂质相存在。
技术实现思路
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的目的在于提供一种基于多维摆动式纳米球磨制备磷酸三钙的方法。本专利技术目的通过以下技术方案实现:—种基于多维摆动式纳米球磨制备β -磷酸三钙的方法，包括以下制备步骤:采用多维摆动式纳米球磨机将含磷原料和含钙原料分别球磨加工，然后将加工后的原料按比例配料并加入可挥发性分散剂，超声和搅拌条件下混合分散均匀，得到料浆；将料浆干燥除去分散剂，然后高温煅烧进行固相反应，得到粉体；将粉体分散于去离子水中，抽滤，干燥后得到β -磷酸三钙。优选地，所述的含磷原料是指磷酸氢钙和焦磷酸钙中的一种或两种的混合；所述的含钙原料是指碳酸钙和氢氧化钙中的一种或两种的混合。优选地，所述的球磨加工是指在转速为300?500r/min条件下球磨6?12h。优选地，所述的按比例配料是指按Ca/P的摩尔比为1.50?1.64进行配料。优选地，所述的可挥发性分散剂是指无水乙醇或去离子水。优选地，所述的超声和搅拌的时间为2?4h ;搅拌的速度为100?300r/min。优选地，所述的高温煅烧是指在温度为850?1100°C条件下煅烧2?3h。本专利技术所述的多维摆动式纳米球磨机的工作原理图如图1所示(图中α表示摆动角度)。该球磨技术通过罐体高速的多维摆动式运动，使研磨介质在罐内的不规则运动更为剧烈，产生多频率多强度的碰撞冲击力，使粉末原料被球磨得更加细化；同时减少撞击盲点，提高了球磨效率。本专利技术的制备方法具有如下优点及有益效果:(I)本专利技术的制备工艺简单，对制备条件要求不高，有利于批量化生产；(2)本专利技术的制备工艺更为稳定，它采用多维摆动式纳米球磨加工技术，使原料球磨后的粒径更小，在分散剂中分散更稳定，从而使固相反应更充分；(3)本专利技术的制备方法将原料先球磨加工，然后按比例配料的方法避免了球磨过程中粘壁或粘球造成的钙磷原子比失衡，提高了最后制得的磷酸三钙粉体的纯度。【附图说明】图1为本专利技术的多维摆动式纳米球磨机的工作原理图；图2为实施例1采用多维摆动式纳米球磨机球磨后的磷酸氢钙和碳酸钙的平均粒径，与普通行星球磨机球磨后的平均粒径的对比图；图3为实施例1?3所得β -磷酸三钙粉体的XRD谱图与标准谱图的对比图；图4为实施例1?3所得β -磷酸三钙粉体的IR谱图。【具体实施方式】下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1采用多维摆动式纳米球磨机以300r/min的转速，将磷酸氢钙和碳酸钙分别球磨6h，随后按照Ca/P摩尔比为1.50称取球磨后的磷酸氢钙(CaHPO4.2H20) 37.86g和碳酸钙(CaCO3) 11.81g，再加入70mL无水乙醇；将上述混合液在超声下电动搅拌3h，使其充分混合分散均匀，得到料浆；将料浆放于烘箱中干燥，然后放在马弗炉中于900°C下煅烧3h，得到粉体；最后将煅烧后的粉体分散于去离子水中并抽滤干燥，得到磷酸三钙粉体。本实施例采用多维摆动式纳米球磨机球磨后的磷酸氢钙和碳酸钙的平均粒径，与普通行星球磨机球磨后的平均粒径进行对比，结果如图2所示(图中1#为普通行星球磨机球磨后的磷酸氢钙平均粒径，2#为普通行星球磨机球磨后的碳酸钙的平均粒径，3#为本实施例多维摆动式纳米球磨机球磨后的磷酸氢钙的平均粒径，4#为本实施例多维摆动式纳米球磨机球磨后的碳酸钙的平均粒径)。由图2可以看出，多维摆动式纳米球磨加工后的原料的平均粒径明显小于普通行星球磨加工，原料的粒径越小，其在分散剂中混合分散的越均匀，固相反应就会越充分，得到的粉体的纯度也会越高。实施例2采用多维摆动式纳米球磨机以500r/min的转速，将焦磷酸钙和碳酸钙分别球磨12h，随后按照Ca/P摩尔比为1.50称取球磨后的焦磷酸钙(Ca2P2O7)45.91g和碳酸钙(CaCO3) 18.09g，再加入10mL去离子水；将上述混合液在超声下电动搅拌4h，使其充分混合分散均匀，得到料浆；将料浆放于烘箱中干燥，然后放在马弗炉中于100tC下煅烧2h，得到粉体；最后将煅烧后粉体分散于去离子水中并抽滤干燥，得到磷酸三钙粉体。实施例3采用多维摆动式纳米球磨机以400r/min的转速，将焦磷酸钙和氢氧化钙分别球磨9h，随后按照Ca/P摩尔比为1.50称取球磨后的焦磷酸钙(Ca2P2O7) 45.91g和氢氧化钙(Ca (OH) 2) 13.39g，再加入90mL无水乙醇；将上述混合液在超声下电动搅拌4h，使其充分混合分散均匀，得到料浆；将料浆放于烘箱中干燥，然后放在马弗炉中于850°C下煅烧3h，得到粉体；最后将煅烧后粉体分散于去离子水中并抽滤干燥，得到磷酸三钙粉体。实施例1?3所得β -磷酸三钙粉体的XRD谱图与标准谱图的对比图如图3所示；其IR谱图如图4所示。由图3和图4可以看出，本专利技术得到的β-磷酸三钙无杂质相组分，纯度较高。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种基于多维摆动式纳米球磨制备β -磷酸三钙的方法，其特征在于包括以下制备步骤: 采用多维摆动式纳米球磨机将含磷原料和含钙原料分别球磨加工，然后将加工后的原料按比例配料并加入可挥发性分散剂，超声和搅拌条件下混合分散均匀，得到料浆；将料浆干燥除去分散剂，然后高温煅烧进行固相反应，得到粉体；将粉体分散于去离子水中，抽滤，干燥后得到β-磷酸三钙。2.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的含磷原料是指磷酸氢钙和焦磷酸钙中的一种或两种的混合；所述的含钙原料是指碳酸钙和氢氧化钙中的一种或两种的混合。3.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的球磨加工是指在转速为300?500r/min条件下球磨6?12h。4.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的按比例配料是指按Ca/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多维摆动式纳米球磨制备β‑磷酸三钙的方法，其特征在于包括以下制备步骤：采用多维摆动式纳米球磨机将含磷原料和含钙原料分别球磨加工，然后将加工后的原料按比例配料并加入可挥发性分散剂，超声和搅拌条件下混合分散均匀，得到料浆；将料浆干燥除去分散剂，然后高温煅烧进行固相反应，得到粉体；将粉体分散于去离子水中，抽滤，干燥后得到β‑磷酸三钙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任力，王迎军，康军沛，刘卅，杨军忠，卢建熙，王瑧，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44