无定形二氧化硅的制备方法技术

适宜于用作透明牙膏磨蚀剂的无定型二氧化硅，可用沉淀法制得。这些二氧化硅区别于其它二氧化硅的特征为：其ＢＥＴ表面积为１００～４５０ｍ＋［２］／ｇ，重均粒径为５～１５μｍ，塑料磨蚀值为１６～２６，平均微孔直径为２～１２μｍ。在折射率范围１．４３０～１．４４３内其透光率至少为７０％以及其吸油量为约７０至１３０ｍ＋［３］／１００ｇ。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合成的无定形二氧化硅，特别是沉淀的二氧化硅及其用途，例如，用作透明牙膏组合物中的磨蚀剂。牙膏组合物在文献中已被很好地论述，许多组合物在专利说明书及其它文献都已公开。牙膏组合物含有一系列特别的组分，如磨蚀剂、氟化物、粘合剂、防腐剂、润湿剂、防蚀斑剂、着色剂、水食用香料和其它任意的成分，其中磨蚀剂要求有请洁和去蚀斑的作用，而又不使牙齿本身遭受过多的磨损。一般地，一种牙膏组合物中含约5%到50%（重量）最好是30%的磨蚀剂。通常用作磨蚀剂的有氧化铝、碳酸钙和磷酸钙。最近采用合成二氧化硅，因为它们有效的清洁能力，能与其它组分相容并具有良好的物理特性。用于透明牙膏配方中的二氧化硅的一个重要特性是表观折射率。而在选定的水/润湿剂系统中，此值越小，配方设计师在透明牙膏中就可以加入越多的水分。以水代替较昂贵的润湿剂如山梨醇导致制造费用的大幅度减少。本专利技术者指出无定形二氧化硅的表观折射率可以通过在制造二氧化硅过程中小心选择过程条件来得到控制。改变这些条件就可以改变无定形二氧化硅的总体微孔大小分布情况的基本特征，而它又是表观折射率的决定因素。特别值行一提的是，超微孔（直径小于0.7nm）的程度被认为起着决定性的作用。当二氧化硅与润湿剂/水系统接触时，超微孔可以选择吸收水分。超微孔可归为微孔一类小至可以排斥氧分子（《多孔固体的特性》一个介绍性的概述-Kenneth.SW，Sing“多孔固体的特性Ⅱ”1991.Elsevier科学出版社，BV阿姆斯特丹）。-->关于小到中等结构的沉淀二氧化硅用作牙膏磨蚀剂的例子可见于GB  1482354和GB  1482355（Huber），EPA  0227334和EPA  0236070（Unilever）EPA  0143848和EPA  0139754（Taki）.GB  1482354和GB  1482355一般性地公开了二氧化硅用于牙膏但没谈及用于透明牙膏，EPA  0227334与EPA0236070则表明所定义的二氧化硅不宜制成透明牙膏组合物。EPA1043848和EPA0139754描述了可用于透明牙膏中的二氧化硅的结构及表观折射率。专利中公开了一种制造无定形二氧化硅的方法。此无定形二氧化硅表观折射率范围从1.455到1.47，灼烧到1100℃时可获得一种X-射线照得为无定形的相态，BET表面积在指定范围内。EP0143848公开的BET表面积从270至500m2/g，而EP0139754BET表面积从5到60m2/g。本专利技术的无定形沉淀二氧化硅有着一系列新奇的特性，当与牙粉制剂混合时，既有高水平的磨蚀性又有低表观折射率的较好的透明性。本专利技术所获得的二氧化硅，从该二氧化硅所拥有的结构上高度敞开和及油量以及孔隙度测量角度来看，其磨蚀性水平不寻常地高。特别是，如此高的磨蚀性水平连同在低表观折射率下良好的牙粉透明性在以前的沉淀二氧化硅从来没有获得过。本专利技术的二氧化硅甚至在对较小的粒径（即5到10微米）以及当对这些微粒分布严密地控制以去除粗糙的特别是那些大于30μm的微粒时都可以提供高度磨蚀性。无定形二氧化硅的磨蚀性可通过包括较大百分率的大于20微米的微粒来拓宽微粒大小分布，但当这些大微粒加入牙膏中时可带来人们不能接受的口感。含少量的阳离子如钙与镁离子的这种二氧化硅，可经去离子水选涤滤饼，如此的干品当加入含有氟离子的牙膏时可提供额外的稳定性。一般而言，用氮吸收技术表征含有较高敞开度及较大微孔的二氧-->化硅的微孔结构没有多大的意义。因为该技术仅对直径大至约60nm即微孔（至2nm）和中孔（2～50nm）的微孔才有用。为计量这种物质微孔率的所有范围有必要采用其它的方法如吸油量或水银孔度计。因为本专利技术的产品大量微孔结构超过60nm即为大孔，故有必要用这些方法来定义说明它们。与无定形二氧化硅同等重要的是微孔（直径小于2nm）的存在，尤其是不能用氮吸收法测定的超微孔（直径小于0.7nm）。在这个范围内的微孔决定着微孔大小分布，这可由无定形二氧化硅接触润湿剂/水系统后的表观折射率的变动来证实。有人假设该无定形二氧化硅对氮的密度可视为超微孔存在的依据。而这些测量手段可用来进一步表征二氧化硅。本专利技术提供了一种无定形二氧化硅，特别是一种沉淀二氧化硅，它有着如下特性：ⅰ）BET表面积在约100～450m2/g范围内（ⅱ）重均粒径在5～15μm范围内少于10%的重量粒径分布大于20μm，较好的是少于5%的粒径大于25μm。（ⅲ）塑料磨蚀值从约16较好的从20开始，到约26，较好的至24。ⅳ）平均微孔直径从约2nm，较好从3nm开始，到约12nm，较好至至9nm。ⅴ）透光率至少约70%。其中折射率范围：从1.430到1.443。ⅵ）吸油量从70到130cm3/100g。经1100℃灼烧后本专利技术的二氧化硅有着α-方英石的晶体结构。这些塑料磨蚀值对应于放射牙齿磨蚀（RDA）平均值从117（PAV16）到平均值195（PAV26）、平均值179（PAV24）、平均值148（PAV20）。这些值是从15个二氧化硅试样的PAV与RDA的关联中得出的。二氧化硅PAV的值：从7.5到31，相关系数为0.91（置信度为99%）。通常二氧化硅的水分含量约低于25%（重量比），较好的低于15%（重量比）。本专利技术的透明牙膏组合物中含有约5%到50%（重量比），最好-->到约30%的本专利技术无定形沉淀二氧化硅。本专利技术的二氧化硅用其物理化学特性来定义。对这些特性的标准测试方法有：ⅰ）表面积表面积用标准的Brilnauer，Emmett，和Teller（BET）氮吸收方法来测定，用意大利Carlo  Erba公司提供的Sorpty  1750装置采用单点方法测定。测量前样品于270℃下真空脱气1小时。ⅱ）吸油量：吸油量可经ASTM的刮勺磨耗（spatula  rubont）法（美国材料试验标准，D.281）该试验基于如下原则：将亚麻子油与二氧化硅按下法混合：用一刮勺在一平滑面上摩擦至稠厚的油灰状浆糊出现。直到用刮勺刮时，浆状糊应不出现断裂或分离为至。所用的油体积如下等式：吸油量＝(cm3吸油量×100)/(二氧化硅样品的重量（克）)＝cm3油／100g二氧化硅ⅲ）重均粒径二氧化硅的重均粒径由Malvern的45nm长透镜标准分档整理器来测定。由Malvern设备公司（Malvern，Worcestershire）制造的这种机器利用一台低动率的He/Ne激光器采用Fraunhoffer衍射的原理。测量前样品用超声波分散于水中，7分钟形成水悬浮液。Malvern标准分档整理器测定二氧化硅的重量粒径分布情况。重均粒径（d50），-->10分布百分数（d）和90分布百分数（d）可很容易地从仪器测得的数据中获得。ⅳ）塑料磨蚀值（PAV）该试验基于用一牙刷头刷一个与山梨醇甘油混合物中的二氧化硅悬浮液接触的有机玻璃盘。一般地浆料的组成如下：二氧化硅  2.5克甘油  10.0克山梨醇糖浆  23.0克糖浆中含有70%山梨醇/30%水。所有组分称重后量于一个烧杯内，用一简单搅拌器以1500转/分钟搅拌2分钟，试验中使用一块110mm×55mm×3mm标准干净的有机玻璃板，由帝国化学工业公司PLC提本文档来自技高网...

【技术保护点】
适宜于用作透明牙膏磨蚀剂的无定型二氧化硅，可用沉淀法制得。这些二氧化硅区别于其它二氧化硅的特征为：其ＢＥＴ表面积为１００～４５０ｍ↑［２］／ｇ，重均粒径为５～１５μｍ，塑料磨蚀值为１６～２６，平均微孔直径为２～１２μｍ。在折射率范围１．４３０～１．４４３内其透光率至少为７０％以及其吸油量为约７０至１３０ｍ↑［３］／１００ｇ。

【技术特征摘要】
EP 1991-10-2 91309047.81、一种无定形二氧化硅，它的ⅰ)BET表面积在约100～450m2/g范围内，ⅱ)重均粒径在5～15μm范围内，其中大于20μm的重量粒径分布低于10%，ⅲ)塑料磨蚀值在16～26范围内，ⅳ)平均微孔直径在2～12μm范围内，ⅴ)在折射率范围1.430～1.443内其透光率至少为70%，ⅵ)级油量在70-130cm3/100g范围内。2、如权利要求1的无定形二氧化硅，其中塑料磨蚀值至少为20。3、如权利要求1或2的无定形二氧化硅，其中塑料磨蚀值达24。4、如前述任意一项权...

【专利技术属性】
技术研发人员：IP麦基翁，PW施塔尼尔，
申请(专利权)人：克罗斯菲尔德有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]