一种添加表面活性剂辅助球磨制备β-磷酸三钙粉体的方法技术

本发明专利技术公开了一种添加表面活性剂辅助球磨制备β‑磷酸三钙粉体的方法：(1)将表面活性剂聚酯高分子化合物KW‑300加入分散剂中并超声分散；(2)按钙/磷摩尔比为1.40～1.60，称量磷酸氢钙和碳酸钙作为原料；(3)将含表面活性剂的分散剂和原料转入球磨罐中进行球磨，得到混合料浆；(4)将混合料浆，置于烘箱中干燥，除掉分散剂，得到干燥后的粉料；(5)将干燥后的粉料研磨过筛后于850℃～1000℃进行煅烧，即得到β‑磷酸三钙粉体。本发明专利技术的粉体，球磨后的粒径更小，分布更均匀，使固相反应更充分，同时解决了原料球磨过程因粘罐粘球造成的钙磷原子比失衡，进而提高了制得的β‑磷酸三钙粉体纯度。

A method of adding surfactant assisted ball milling preparation beta tricalcium phosphate powder

The invention discloses a method for adding a surfactant assisted ball milling preparation beta tricalcium phosphate powder: (1) the surfactant polyester polymer compound KW 300 dispersant and ultrasonic dispersion; (2) according to the Ca / P ratio was 1.40 ~ 1.60, weighing dicalcium phosphate and calcium carbonate as raw materials; (3) dispersant and material conversion goals for ball milling milling tank containing surfactant, mixed slurry; (4) the mixed slurry is placed, drying in the oven, get rid of dispersant, get powder after drying; (5) the powder grinding after dry sieving after 850 to 1000 DEG C is calcined to obtain beta tricalcium phosphate powder. The powder of the invention, the milled particle size is smaller and more uniform distribution, the solid state reaction more fully, and solve the raw material milling process caused by viscous tank ball ratio of calcium and phosphorus imbalance, thus improving the prepared beta tricalcium phosphate powder purity.

【技术实现步骤摘要】
一种添加表面活性剂辅助球磨制备β-磷酸三钙粉体的方法
本专利技术涉及β-磷酸三钙的制备方法，特别涉及一种添加表面活性剂辅助球磨制备β-磷酸三钙粉体的方法。
技术介绍
β-磷酸三钙是一种生物活性优良的生物可降解材料，具有良好的生物相容性，在骨组织工程等领域发挥着巨大的作用。目前β-磷酸三钙的制备方法主要有湿法、水热法以及干法等。湿法的工艺较为复杂，对反应物浓度、PH值等反应条件的要求较高。水热法要求高温高压的反应条件，应用较少且不适于大批量生产。干法是通过原料固相反应合成，制备工艺简单，制得的粉末结晶形态较好。干法中比较成熟的主要为固相合成法，但传统工艺球磨后原料的粒径较大，粒度分布范围广，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β-磷酸三钙中存在较多的杂质相。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种工艺简单稳定、纯度较高的β-磷酸三钙粉体的制备方法，球磨后的粒径更小，分布更均匀，使固相反应更充分，同时解决了原料球磨过程因粘罐粘球造成的钙磷原子比失衡，进而提高了制得的β-磷酸三钙粉体纯度。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种添加表面活性剂辅助球磨制备β-磷酸三钙粉体的方法，包括以下步骤：(1)将表面活性剂聚酯高分子化合物KW-300加入分散剂中并超声分散，得到含表面活性剂的分散剂；(2)按钙/磷摩尔比为1.40～1.60，称量磷酸氢钙和碳酸钙作为原料；(3)将步骤(1)的含表面活性剂的分散剂和步骤(2)的原料转入球磨罐中进行球磨，得到混合料浆；所述分散剂添加量是原料总重量的0.5％～5％；(4)将步骤(3)所得的混合料浆，置于烘箱中干燥，除掉分散剂，得到干燥后的粉料；(5)将步骤(4)得到的干燥后的粉料研磨过筛后于850℃～1000℃进行煅烧，即得到β-磷酸三钙粉体。步骤(1)所述分散剂为乙醇。步骤(1)所述超声分散的时间为5～30min。步骤(3)所述球磨，具体为：球磨速度为200～800r/min，球磨时间为2～18h。步骤(3)所述球磨为行星球磨或多维摆动纳米球磨。步骤(4)所述干燥的温度为40～90℃。步骤(5)所述煅烧的时间为2～5h。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：(1)本专利技术的方法工艺简单且稳定，对制备工艺条件要求不高，有利于批量化生产。(2)本专利技术采用在分散剂中添加适量表面活性剂的工艺，使原料球磨后的粒径更小，分布更均匀，从而使固相反应更充分。(3)本专利技术解决了原料球磨过程因粘罐粘球造成的原料比例失衡，提高了制得的β-磷酸三钙粉体的纯度。附图说明图1为本专利技术的实施例所添加表面活性剂KW-300的TG-DSC分析。图2为未添加表面活性剂的原料球磨后的粒度分布图。图3为添加了表面活性剂的原料球磨后的粒度分布图。图4为本专利技术所制备的β-磷酸三钙粉体XRD谱图与标准谱图对比。图5为本专利技术所制备的β-磷酸三钙粉体IR谱图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1(1)量取1％的表面活性剂KW-300加入乙醇中并超声分散10min，乙醇的配比为钙磷原料总重量的0.5％。之后按照Ca/P摩尔比为1.50称取49.58g磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O)和14.42g碳酸钙(CaCO3)；(2)将原料和含有表面活性的乙醇一同转入球磨罐中，并在行星球磨机上以300r/min的速度球磨混合3h，混合后粉体原料无粘罐粘球现象；(3)将混合后的料浆置于烘箱中以50℃的温度干燥除掉乙醇，然后过50目筛；(4)将过筛后的粉体放入马弗炉中于850℃下煅烧5h，得到β-磷酸三钙粉体。图1为本实施例所添加的面活性剂KW-300的TG-DSC曲线，从图中可以看出该表面活性剂在500℃时的质量损失为99.5％，经过高温基本上可完全烧除，不会引入新的杂质。图2为未添加表面活性剂的原料球磨后的粒度分布图(平均粒径为527nm)，图3为添加5％表面活性剂的原料球磨后的粒度分布图(平均粒径为450nm)。通过对比可以看出添加表面活性剂辅助球磨后原料的平均粒径更小，且粒度分布范围更窄。实施例2(1)量取2.5％的表面活性剂KW-300加入乙醇中并超声分散30min，乙醇的配比为钙磷原料总重量的1.5％。之后按照Ca/P摩尔比为1.50称取49.58g磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O)和14.42g碳酸钙(CaCO3)；(2)将原料和含有表面活性的乙醇一同转入球磨罐中，并在多维摆动纳米球磨机上以400r/min的速度球磨混合9h，混合后粉体无粘罐粘球；(3)将混合后的料浆置于烘箱中以60℃的温度干燥除掉乙醇，然后过50目筛；(4)将过筛后的粉体放入马弗炉中于900℃下煅烧3h，得到β-磷酸三钙粉体。图4为本实施例所制备的β-磷酸三钙粉体XRD谱图与标准谱图对比。通过对比可以看出，本实施例所制备粉体的主要物相为β-磷酸三钙，几乎无杂质相的衍射峰，纯度较高。图5为本实施例所制备的β-磷酸三钙粉体IR谱图。样品在1123cm-1、1043cm-1、970cm-1、944cm-1处为—PO43-的伸缩振动峰，607cm-1、553cm-1处为—PO43-的弯曲振动峰，样品无明显的杂质相吸收峰。实施例3(1)量取5％的表面活性剂KW-300加入乙醇中并超声分散25min，乙醇的配比为钙磷原料总重量的3％。之后按照Ca/P摩尔比为1.50称取49.58g磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O)和14.42g碳酸钙(CaCO3)；(2)将原料和含有表面活性的乙醇一同转入球磨罐中，并在行星球磨机上以500r/min的速度球磨混合6h，混合后粉体无粘罐粘球；(3)将混合后的料浆置于烘箱中以70℃的温度干燥除掉乙醇，然后过50目筛；(4)将过筛后的粉体放入马弗炉中于950℃下煅烧3h，得到β-磷酸三钙粉体。本实施例制备的β-磷酸三钙粉体的测试结果与实施例1、实施例2类似，在此不再赘述。实施例4(1)量取8％的表面活性剂KW-300加入乙醇中并超声分散30min，乙醇的配比为钙磷原料总重量的5％。之后按照Ca/P摩尔比为1.50称取49.58g磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O)和14.42g碳酸钙(CaCO3)；(2)将原料和含有表面活性的乙醇一同转入球磨罐中，并在行星球磨机上以700r/min的速度球磨混合12h，混合后粉体无粘罐粘球；(3)将混合后的料浆置于烘箱中以80℃的温度干燥除掉乙醇，然后过50目筛；(4)将过筛后的粉体放入马弗炉中于1000℃下煅烧2h，得到β-磷酸三钙粉体。本实施例制备的β-磷酸三钙粉体的测试结果与实施例1、实施例2类似，在此不再赘述。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所述实施例的限制，其他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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加表面活性剂辅助球磨制备β‑磷酸三钙粉体的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将表面活性剂聚酯高分子化合物KW‑300加入分散剂中并超声分散，得到含表面活性剂的分散剂；(2)按钙/磷摩尔比为1.40～1.60，称量磷酸氢钙和碳酸钙作为原料；(3)将步骤(1)的含表面活性剂的分散剂和步骤(2)的原料转入球磨罐中进行球磨，得到混合料浆；所述分散剂添加量是原料总重量的0.5％～5％；(4)将步骤(3)所得的混合料浆，置于烘箱中干燥，除掉分散剂，得到干燥后的粉料；(5)将步骤(4)得到的干燥后的粉料研磨过筛后于850℃～1000℃进行煅烧，即得到β‑磷酸三钙粉体。

【技术特征摘要】
1.一种添加表面活性剂辅助球磨制备β-磷酸三钙粉体的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将表面活性剂聚酯高分子化合物KW-300加入分散剂中并超声分散，得到含表面活性剂的分散剂；(2)按钙/磷摩尔比为1.40～1.60，称量磷酸氢钙和碳酸钙作为原料；(3)将步骤(1)的含表面活性剂的分散剂和步骤(2)的原料转入球磨罐中进行球磨，得到混合料浆；所述分散剂添加量是原料总重量的0.5％～5％；(4)将步骤(3)所得的混合料浆，置于烘箱中干燥，除掉分散剂，得到干燥后的粉料；(5)将步骤(4)得到的干燥后的粉料研磨过筛后于850℃～1000℃进行煅烧，即得到β-磷酸三钙粉体。2.根据权利要求1所述的添加表面活性剂辅助球磨制备β-磷酸三钙粉体的方法，其特征在于，步骤(1)所述分散剂为乙醇...

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