甘蔗渣/碳酸钙复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术实施例公开了一种甘蔗渣/碳酸钙复合材料及其制备方法与应用。所述复合材料的制备方法：将甘蔗渣干燥并气流粉碎后浸泡于含钙离子源的水溶液中至甘蔗渣吸附达到饱和状态，之后加入碳酸根离子源，直至溶液中的钙离子完全转化为碳酸钙，再进行离心分离、干燥、研磨，得所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料。本发明专利技术提供的碳酸钙包裹甘蔗渣核壳型复合材料，通过内核甘蔗渣中的木质素来提供抗菌、抗病毒功能，通过甘蔗渣中的纤维素、半纤维素来提供复合材料的弹性，通过外壳碳酸钙来提供刚性的摩擦值及良好的生物相容性，该复合材料应用于口腔护理产品中，兼具高效清洁、抗敏感、抗菌、抗病毒；有效减缓牙釉质磨损；生物相容性好；廉价的特点。廉价的特点。

【技术实现步骤摘要】
甘蔗渣/碳酸钙复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术实施例涉及日化、口腔医疗、护理、清洁产品
，具体涉及一种甘蔗渣/碳酸钙复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]碳酸钙是自然界中最广泛存在的无机材料，同时也是水生动物的骨骼、贝壳类的主要成分，具有良好的生物相容性，在口腔护理领域，碳酸钙被用做牙膏、牙粉的磨料及牙齿脱敏剂。碳酸钙的性能跟其结晶形态及形貌直接相关，通常天然碳酸钙矿石是方解石型结晶，具有六面体结构，即使采用物理粉碎工艺进行加工后，仍旧是不规整六面体结构，微观颗粒硬度较大，长期使用对牙釉质具有一定的磨损风险。
[0003]因此，如何研发出一种可替代碳酸钙的磨料和/或牙齿脱敏剂是本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]甘蔗渣是甘蔗产糖后的固体有机废弃物，通常用做燃料发电、造纸、提取纤维素、制备木糖醇等，在这些工艺中深度加工甘蔗渣往往造成二次污染，很难实现节能减排及碳中和的要求。甘蔗渣主要由木质素、纤维素、半纤维素组成，对人体无毒害。木质素具有一定的抗菌、抗病毒性能，食用纤维素可以助消化，半纤维素类多糖是良好的益生元；甘蔗渣中木质素包裹纤维素及半纤维素形成具有一定强度的束状纤维结构；干燥的甘蔗渣常温下在水中易吸水溶胀，体积增大。
[0005]鉴于甘蔗渣的安全性、弹性、在水中的溶胀性能，碳酸钙的良好生物相容性，本专利技术综合利用甘蔗渣与碳酸钙的优势，制备出碳酸钙包裹甘蔗渣核壳型复合材料，通过内核甘蔗渣中的木质素来提供抗菌、抗病毒功能，通过甘蔗渣中的纤维素、半纤维素来提供复合材料的弹性，通过外壳碳酸钙来提供刚性的摩擦值及良好的生物相容性，该复合材料应用于口腔护理用品，兼具高效清洁、抗敏感、抗菌、抗病毒；有效减缓牙釉质磨损；生物相容性好；廉价的特点。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]根据本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例提供一种甘蔗渣/碳酸钙复合材料的制备方法，将甘蔗渣浸泡于含钙离子源的水溶液中至甘蔗渣吸附达到饱和状态，之后加入碳酸根离子源，直至溶液中的钙离子完全转化为碳酸钙，再进行离心分离、干燥、研磨，得所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料。
[0008]其中，“将甘蔗渣浸泡于含钙离子源的水溶液中至甘蔗渣吸附达到饱和状态”是指：甘蔗渣对Ca
2+
达到吸附平衡。
[0009]本专利技术中，所述钙离子源选自氯化钙、硝酸钙、氢氧化钙、氧化钙、葡萄糖酸钙、碳酸氢钙、乳酸钙中的一种或多种。
[0010]本专利技术中，所述浸泡时间指甘蔗渣对Ca
2+
的吸附达到平衡所需要的时间，优选地，
所述浸泡的时间为0.5～24h。
[0011]本专利技术中，所述含钙离子源的水溶液中钙离子浓度为0.01～2mol/L，所述含钙离子源的水溶液与甘蔗渣的体积质量比为10:1～1:100。
[0012]本专利技术中，所述碳酸根离子源选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸二甲酯、二氧化碳中的一种或多种。
[0013]本专利技术中，所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料的粒径为0.1～100微米。
[0014]本专利技术中，所述甘蔗渣的制备方法如下：甘蔗经榨糖后，加入5～30倍体积的水进行球磨，至浸出液澄清透明，过40目以上水筛，去除大颗粒，将筛下物干燥并气流粉碎，得粒径为0.1～50微米的粉体。
[0015]根据本专利技术实施例的第二方面，本专利技术实施例提供一种甘蔗渣/碳酸钙复合材料，其由如上所述的制备方法制得。
[0016]根据本专利技术实施例的第三方面，本专利技术实施例提供如上所述的甘蔗渣/碳酸钙复合材料在口腔护理用品中的应用，所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料作为磨料、抗敏成分中的至少一种。
[0017]本专利技术中，所述口腔护理用品为牙膏、牙粉或牙齿脱敏剂。
[0018]根据本专利技术实施例的第四方面，本专利技术实施例提供一种牙膏，其包括如上所述的甘蔗渣/碳酸钙复合材料，所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料占所述牙膏的质量百分比的0.1％～70％，优选为10％～70％。
[0019]本专利技术中，所述牙膏还包括保湿剂、粘合剂、摩擦剂、香精、防腐剂、甜味剂、发泡剂、水中的至少一种。
[0020]其中，所述保湿剂为本领域常规使用的保湿剂，如甘油、山梨醇、透明质酸钠等；所述粘合剂为本领域常规使用的粘合剂，如黄原胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠、卡波姆等；所述摩擦剂为本领域常规使用的磨料，如碳酸钙、磷酸钙盐类、二氧化硅等；香精为本领域常规使用的香精类型，如薄荷香型、留兰香型、冬青香型、水果香型、茶爽香型、药物香型等；防腐剂为本领域常规使用的防腐剂，如苯甲酸钠、尼泊金酯等；甜味剂为本领域常规使用的甜味剂，如山梨糖醇、木糖醇、糖精钠等。发泡剂为本领域常规使用的发泡剂，如月桂醇硫酸酯钠、月桂酰肌氨酸钠等。
[0021]在本专利技术的一个具体实施方案中，当牙膏以所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料为磨料时，所述牙膏包括如下重量百分含量的组分：山梨醇1％～70％；纤维素胶0.3％～2％；黄原胶0.1％～2％；卡拉胶0.1～2％；甘油1％～50％；甘蔗渣/碳酸钙复合材料0.1％～70％；香精、防腐剂、甜味剂、发泡剂及水补齐100％。
[0022]在本专利技术的另一具体实施方案中，当牙膏以所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料为部分磨料时，所述牙膏包括如下重量百分含量的组分：保湿剂(甘油、山梨醇及其任意比例混合物)15％～80％；粘合剂(黄原胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠、卡波姆及其任意比例混合物)0.4％～3％；磨料(除甘蔗渣/碳酸钙复合材料外，还包括碳酸钙、磷酸钙盐类、二氧化硅中的至少一种)7％～60％；香精、防腐剂、甜味剂、发泡剂及水补齐100％。
[0023]在本专利技术的又一具体实施方案中，当牙体抗敏感牙膏以所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料为磨料及抗敏成分时，所述牙体抗敏感牙膏包括如下重量百分含量的组分：保湿剂(甘油、山梨醇及其任意比例混合物)15％～80％；粘合剂(黄原胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、羟
乙基纤维素钠、卡波姆及其任意比例混合物)0.4％～3％；磨料(除甘蔗渣/碳酸钙复合材料外，还包括碳酸钙、磷酸钙盐类、二氧化硅中的至少一种)7％～60％；硝酸钾0.5～7％；香精、防腐剂、甜味剂、发泡剂及水补齐100％。
[0024]本专利技术实施例具有如下优点：
[0025]1、本专利技术提供的甘蔗渣/碳酸钙复合材料通过内核甘蔗渣中的木质素来提供抗菌、抗病毒功能，通过甘蔗渣中的纤维素、半纤维素来提供复合材料的弹性，通过外壳碳酸钙来提供刚性的摩擦值及良好的生物相容性，该复合材料应用于口腔护理用品，兼具高效清洁、抗敏感、抗菌、抗病毒；有效减缓牙釉质磨损；生物相容性好；廉价的特点。
[0026]2、本专利技术将甘蔗渣应用于口腔护理用品，能充分发挥木质素的抗炎、抗菌性能，为口腔护理用品提供天然、安全的抗菌、抗病毒性能；真正实现碳中和，不需要引入其它有毒害的化学物质；将甘蔗从空气中捕捉的碳在口腔护理用品中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甘蔗渣/碳酸钙复合材料的制备方法，其特征在于，将甘蔗渣浸泡于含钙离子源的水溶液中至甘蔗渣吸附达到饱和状态，之后加入碳酸根离子源，直至溶液中的钙离子完全转化为碳酸钙，再进行离心分离、干燥、研磨，得所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料。2.根据权利要求1所述的甘蔗渣/碳酸钙复合材料的制备方法，其特征在于，所述钙离子源选自氯化钙、硝酸钙、氢氧化钙、氧化钙、葡萄糖酸钙、碳酸氢钙、乳酸钙中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的甘蔗渣/碳酸钙复合材料的制备方法，其特征在于，所述浸泡的时间为0.5～24h；和/或，所述含钙离子源的水溶液中钙离子浓度为0.01～2mol/L，所述含钙离子源的水溶液与甘蔗渣的体积质量比为10:1～1:100。4.根据权利要求1所述的甘蔗渣/碳酸钙复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳酸根离子源选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸二甲酯、二氧化碳中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的甘蔗渣/碳酸钙复合材料的制备方法，所述甘蔗渣/碳酸钙复合材料的粒径为0.1～100微米。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：宁科功，张秋林，高峰，郭家文，刘萍，蔡英，尚慧，潘波，
申请(专利权)人：昆明理工大学云南省农业科学院甘蔗研究所云南省农业科学院农业环境资源研究所，
类型：发明
国别省市：