[發明專利]空心球型二氧化硅牙膏磨擦劑的制備方法

無效

• 申請號: 200910070252.0
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN101638236A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 王吉會;董青;毛晶
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12;A61K8/25;A61Q11/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司
• 代理人: 董一寧

技術領域

本發明涉及一種空心球型牙膏磨擦劑的制備方法。

背景技術

磨擦劑是牙膏中含量最多的成分、主要起到清潔牙齒但又不磨損牙齒的作用。限于多種因素，目前絕大多數的牙膏都是用單一成分的磨擦劑制成，如碳酸鈣、二氧化硅、氫氧化鋁、磷酸氫鈣、焦磷酸鈣等。我國廣泛使用輕質碳酸鈣作為牙膏磨擦劑；在美國和歐洲等國家較廣泛采用的是二氧化硅或磷酸氫鈣磨擦劑^[1]。由于單一磨擦劑的綜合性能(主要體現在清潔能力、成本、與氟化物的相容性、對牙齒的磨損度等)不足，近年來開始利用混合磨擦劑或磨擦劑復配等方法來制備牙膏。如某高效脫敏牙膏所使用的磨擦劑就是由42％的方解石粉(碳酸鈣)和5％的沉淀水合二氧化硅混合而成的^[2]。該牙膏的磨擦值降低了40％，減少了對牙齒的磨損；但該牙膏中碳酸鈣與氟化鈉相容性的問題依然存在。又如利用二水磷酸氫鈣與6％SiO₂復配而制成的牙膏^[3]，雖然其對牙齒的磨損很小，但牙膏存在發黃變質等現象。

牙膏磨擦劑的另一發展方向，是對價格低廉的碳酸鈣磨擦劑進行形態和表面的調控與修飾，從而提高碳酸鈣磨擦劑在牙膏中的耐酸性及與氟化物的相容性并降低其對牙面的磨損。在形態方面，以碳酸鈉和氯化鈣為反應物，分別利用聚苯乙烯-丙烯酸和聚苯乙烯磺酸鈉的調控作用合成出粒徑為2～8μm的球形碳酸鈣粒子，但并未對球形碳酸鈣粒子進行表面修飾^[4-5]。在表面修飾方面，可將硬脂酸鈉等疏水性物質涂覆在碳酸鈣粒子的表面，以改善與牙膏中氟化物的相容性；但該方法對碳酸鈣與氟化物相容性問題的解決仍不理想^[6]。將硅酸鹽加入到碳酸鈣懸浮溶液中，制備出由二氧化硅殼和碳酸鈣芯組成的顆粒^[7]，但該方法制備溫度較高、殼層較薄，與氟化物的相容性也不高。有人提出利用2％或4％的硅酸鹽溶液并通入CO₂氣體對碳酸鈣進行表面處理，可提高碳酸鈣粒子的耐酸性及其與氟化物的相容性^[8]。

隨著材料制備技術的發展，核殼結構粒子的制備方法得到不斷完善，并且核殼結構粒子經過煅燒、浸泡等處理去除核模板后可演變為空心微球材料。由于空心微球材料的密度小、比表面積大、熱穩定性和表面滲透性好、較大的內部空間及尺寸和成分的可調節性，因而呈現出常規材料所不具有的功能。文獻[9～11]分別以納米或微米級的碳酸鈣為模板、以硅酸鹽或正硅酸乙酯為硅源，通過溶膠-凝膠方法首先制備出CaCO₃/SiO₂復合結構，接著通過煅燒和稀鹽酸浸泡等過程去除碳酸鈣模板，從而獲得二氧化硅空心微球。但該方法的制備周期較長，且殼層厚度僅為5～50nm，因此其抗壓強度很低，非常容易發生破碎。

除利用無機模板外，二氧化硅空心微球還可通過有機粒子、微乳液滴等模板來制備^[12～18]。這些方法所需的周期均在10h以上，且殼層的厚度處于納米量級，易破碎。與其他模板相比，利用囊泡模板制備空心微球時具有時間短、效率高、粒徑大、反應物少、簡單易行等優點，利用己胺、正辛胺、癸胺和十二烷胺等合成出殼層表面具有介孔結構、及含Ti和Al的二氧化硅空心微球^[19～23]。由于二氧化硅空心球的形狀、成分均與實心的二氧化硅磨擦劑相同，本發明能夠達到制備周期短、成本低、抗壓強度高等，加之空心球本身的特點(密度小、穩定性好等)，因此采用空心球型二氧化硅材料替代實心的二氧化硅用于牙膏的制備是本行業之所求。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單、反應時間短、殼層厚度可控且抗壓強度高的空心球型二氧化硅牙膏磨擦劑的制備方法。

本發明的技術方案說明如下：以正辛胺(Octylamine，OA)為模板、正硅酸乙酯(TEOS)為硅源，在鹽酸的催化下通過溶膠-凝膠法快速制備出二氧化硅及正辛胺的復合結構粒子，隨后經過煅燒獲得高產率的SiO₂空心微球(如圖1)。

空心球型二氧化硅牙膏磨擦劑的制備方法，以正硅酸乙酯、正辛胺、鹽酸以及無水乙醇為原料，具體制備方法及步驟如下：

(1)稱取正硅酸乙酯置于20～50℃的恒溫水浴中加熱保溫3～5min，加入5～15ml的正辛胺，在200～600轉/分的速度下快速攪拌溶液3～5min使正辛胺與正硅酸乙酯混合均勻。

(2)稱取0.1～0.6ml濃度為36％的鹽酸溶液置于105ml的蒸餾水中，配制成低濃度的鹽酸溶液。