一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法与流程

1.本发明涉及牙膏增稠剂技术领域，具体为一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法。


背景技术：

2.牙膏是日常生活中常用的清洁用品，是一种洁齿剂，一般呈凝胶状，通常会抹在牙刷上，用于清洁牙齿，保持牙齿美观和亮白，牙膏有着很悠久的历史,要选择牙膏首先要知道牙膏并不是健康牙齿的法宝，它只是刷牙的辅助用品，具有磨擦作用和去除菌斑，清洁抛光牙面，使口腔清爽的作用
3.牙膏其功能主要包括两部分，其一为清除口臭及异味，抑菌消炎，使口气清新、口腔清爽；其二为健齿防蛀，保护牙齿。
4.例如现有技术公开号为cn 105267080 b，本技术公开本发明提供一种叶酸牙膏及其制备方法。叶酸牙膏内含质量分数为0.005％-0.1％的叶酸、质量分数为0.01％-10％的生姜挥发油或提取液和质量分数为0.01％-10％的紫苏叶挥发油或提取液，配以制备牙膏的常用辅料，按一定的牙膏制备工艺制成。本发明还提供了叶酸牙膏制备方法。本发明的叶酸牙膏，具有缓解孕期及产后牙龈炎、牙龈出血的作用，是一种特别适用于预防孕期刷牙引起恶心、呕吐的复方牙膏。
5.我国是牙膏生产和消费大国，但目前二氧化硅作为牙膏的组成成分用量却不多，牙膏产品面临更加激烈的市场竞争，市场对牙膏质量的重视程度也将随之加大，二氧化硅作为性能优良的牙膏增稠剂，有望得到更大范围的应用。
6.基于此，我们提出了一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法，希冀解决现有技术中的不足之处。


技术实现要素：

7.(一)解决的技术问题
8.针对现有技术的不足，本发明提供了一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法。
9.(二)技术方案
10.为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：
11.一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法，包括：
12.(1)首先，配制水玻璃溶液，将硅酸钠添加到去离子水中，以200-250r/min转速搅拌40min，得到13-18wt％的水玻璃溶液；
13.配制硫酸溶液，将硫酸缓慢添加到去离子水中，边添加边搅拌，直到溶液混合均匀，得到质量分数为40-50％的硫酸溶液；
14.(2)将硫酸溶液添加到反应釜中，调节反应釜温度至80℃，然后在搅拌的条件下，先添加焦磷酸四钠，再滴加水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，控制反应ph在8.0-9.0，
反应50-60min，然后再继续添加硫酸溶液，直至反应ph至4.0-5.0，然后调节温度至85-95℃，保温；
15.(3)在ph值保持在4.5-5.0范围内的条件下，将反应釜内抽至真空，然后进行二次加料，向反应釜中滴加与步骤(2)等量的水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，继续加入硫酸溶液，直至反应ph控制在4.0-4.2范围内，搅拌陈化30min，再经过压滤、洗涤、制浆、喷雾干燥，得到二氧化硅颗粒；
16.(4)将得到的二氧化硅颗粒粉碎至平均粒度为8-10微米，得到牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅。
17.作为进一步的技术方案，所述水玻璃溶液的模数为3.3-3.5，透明度大于210mm。
18.作为进一步的技术方案，所述去离子水的电导率为15μs/cm。
19.作为进一步的技术方案：所述焦磷酸四钠添加量为水玻璃溶液质量的0.8-1.2％。
20.作为进一步的技术方案，所述抽真空的真空度为0.02-0.05pa。
21.作为进一步的技术方案，所述牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的rda摩擦值在100-150之间。
22.作为进一步的技术方案：所述牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的ph在5.5-8.5之间。
23.作为进一步的技术方案：所述牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅中二氧化硅纯度≥96％。
24.作为进一步的技术方案：所述牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅吸水量＜50ml/20g。
25.作为进一步的技术方案：所述牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅折光指数为1.43-1.46n。
26.本发明通过控制反应条件，能够提高反应生成的二氧化硅在反应母液中的过饱和度，提高反应速率和反应进程，使二氧化硅小的原级粒子迅速溶解增长成大的规则的球形粒子，降低二氧化硅的比表面积，增大制备的沉淀二氧化硅的透光率、流动性，从而提高其摩擦系数和颗粒强度，改善摩擦值rda，作为增稠剂引入到牙膏中，能够提高牙膏的去除牙菌斑和牙垢的能力，并且，其还能够满足牙膏用二氧化硅摩擦剂的各项技术指标。
27.本发明通过在反应过程中，抽真空进行二次反应，能够对二氧化硅合成反应进行结构的控制，组成立体空间网络结构，从而提高产品的摩擦系数和颗粒强度，同时，能够保证磨蚀适中，不会对牙龈造成明显的伤害，并能够有效的吸收和释放牙膏内的活性成分，其与牙膏中多种活性成分均具有优异的相容性。
28.本发明制备的牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅具有较低的折光率，当牙膏的液相与本发明制备牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的折光率相近，就可以制成透明牙膏，可以根据实际需求对牙膏的液相折光率进行调整，得到不同透明程度的牙膏，采用本发明制备的牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅不仅起到了增稠的效果，同时，由于其为软性磨料，不会损伤牙釉质，并且与氟化物的相容性特别好，可以成为牙膏的主要摩擦原料。
29.(三)有益效果
30.与现有技术相比，本发明提供了一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法，具备以下有益效果：
31.本发明制备的牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅，产品摩擦值rda在100-150范围内，牙膏上的rda指代牙膏的摩擦值,数值越高代表的摩擦力也就越高，去除牙菌斑和牙垢的能力
也就越强，吸水量高于50ml/20g，比表面积在70-110m2/g范围内。
32.通过加入焦磷酸四钠作为调节剂，调节聚基体聚集程度，同时，还有助于改善提高牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的摩擦值rda。
33.通过引入的牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅，不仅能够改善牙膏的清洁性能，同时具有优异的增稠效果。
附图说明
34.图1为对比不同反应真空度对于牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅折光率的影响图；
35.图2为对比不同焦磷酸四钠添加量对于rda摩擦值的影响图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.以下为具体实施例：
38.实施例1
39.一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法，包括：
40.(1)首先，配制水玻璃溶液，将硅酸钠添加到去离子水中，以200r/min转速搅拌40min，得到13wt％的水玻璃溶液；
41.配制硫酸溶液，将硫酸缓慢添加到去离子水中，边添加边搅拌，直到溶液混合均匀，得到质量分数为40％的硫酸溶液；
42.(2)将硫酸溶液添加到反应釜中，调节反应釜温度至80℃，然后在搅拌的条件下，先添加焦磷酸四钠，再滴加水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，控制反应ph在8.0-9.0，反应50min，然后再继续添加硫酸溶液，直至反应ph至4.0-5.0，然后调节温度至85℃，保温；
43.(3)在ph值保持在4.5-5.0范围内的条件下，将反应釜内抽至真空，然后进行二次加料，向反应釜中滴加与步骤(2)等量的水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，继续加入硫酸溶液，直至反应ph控制在4.0-4.2范围内，搅拌陈化30min，再经过压滤、洗涤、制浆、喷雾干燥，得到二氧化硅颗粒；
44.(4)将得到的二氧化硅颗粒粉碎至平均粒度为8微米，得到牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅。
45.水玻璃溶液的模数为3.3，透明度大于210mm。
46.去离子水的电导率为15μs/cm。
47.焦磷酸四钠添加量为水玻璃溶液质量的0.8％。
48.抽真空的真空度为0.02pa。
49.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的rda摩擦值在100之间。
50.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的ph在5.5之间。
51.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅中二氧化硅纯度≥96％。
52.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅吸水量＜50ml/20g。
53.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅折光指数为1.43n。
54.实施例2
55.一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法，包括：
56.(1)首先，配制水玻璃溶液，将硅酸钠添加到去离子水中，以220r/min转速搅拌40min，得到14wt％的水玻璃溶液；
57.配制硫酸溶液，将硫酸缓慢添加到去离子水中，边添加边搅拌，直到溶液混合均匀，得到质量分数为42％的硫酸溶液；
58.(2)将硫酸溶液添加到反应釜中，调节反应釜温度至80℃，然后在搅拌的条件下，先添加焦磷酸四钠，再滴加水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，控制反应ph在8.0-9.0，反应55min，然后再继续添加硫酸溶液，直至反应ph至4.0-5.0，然后调节温度至88℃，保温；
59.(3)在ph值保持在4.5-5.0范围内的条件下，将反应釜内抽至真空，然后进行二次加料，向反应釜中滴加与步骤(2)等量的水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，继续加入硫酸溶液，直至反应ph控制在4.0-4.2范围内，搅拌陈化30min，再经过压滤、洗涤、制浆、喷雾干燥，得到二氧化硅颗粒；
60.(4)将得到的二氧化硅颗粒粉碎至平均粒度为8.5微米，得到牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅。
61.水玻璃溶液的模数为3.4，透明度大于210mm。
62.去离子水的电导率为15μs/cm。
63.焦磷酸四钠添加量为水玻璃溶液质量的0.9％。
64.抽真空的真空度为0.03pa。
65.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的rda摩擦值在110。
66.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的ph在6.5。
67.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅中二氧化硅纯度≥96％。
68.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅吸水量＜50ml/20g。
69.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅折光指数为1.44n。
70.实施例3
71.一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法，包括：
72.(1)首先，配制水玻璃溶液，将硅酸钠添加到去离子水中，以250r/min转速搅拌40min，得到13-18wt％的水玻璃溶液；
73.配制硫酸溶液，将硫酸缓慢添加到去离子水中，边添加边搅拌，直到溶液混合均匀，得到质量分数为50％的硫酸溶液；
74.(2)将硫酸溶液添加到反应釜中，调节反应釜温度至80℃，然后在搅拌的条件下，先添加焦磷酸四钠，再滴加水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，控制反应ph在8.0-9.0，反应60min，然后再继续添加硫酸溶液，直至反应ph至4.0-5.0，然后调节温度至95℃，保温；
75.(3)在ph值保持在4.5-5.0范围内的条件下，将反应釜内抽至真空，然后进行二次加料，向反应釜中滴加与步骤(2)等量的水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，继续加入硫酸溶液，直至反应ph控制在4.0-4.2范围内，搅拌陈化30min，再经过压滤、洗涤、制浆、喷雾干燥，得到二氧化硅颗粒；
76.(4)将得到的二氧化硅颗粒粉碎至平均粒度为8-10微米，得到牙膏增稠剂用沉淀
二氧化硅。
77.水玻璃溶液的模数为3.5，透明度大于210mm。
78.去离子水的电导率为15μs/cm。
79.焦磷酸四钠添加量为水玻璃溶液质量的1.0％。
80.抽真空的真空度为0.05pa。
81.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的rda摩擦值在150。
82.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的ph在8.5。
83.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅中二氧化硅纯度≥96％。
84.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅吸水量＜50ml/20g。
85.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅折光指数为1.43n。
86.实施例4
87.一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法，包括：
88.(1)首先，配制水玻璃溶液，将硅酸钠添加到去离子水中，以230r/min转速搅拌40min，得到15wt％的水玻璃溶液；
89.配制硫酸溶液，将硫酸缓慢添加到去离子水中，边添加边搅拌，直到溶液混合均匀，得到质量分数为45％的硫酸溶液；
90.(2)将硫酸溶液添加到反应釜中，调节反应釜温度至80℃，然后在搅拌的条件下，先添加焦磷酸四钠，再滴加水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，控制反应ph在8.0-9.0，反应55min，然后再继续添加硫酸溶液，直至反应ph至4.0-5.0，然后调节温度至89℃，保温；
91.(3)在ph值保持在4.5-5.0范围内的条件下，将反应釜内抽至真空，然后进行二次加料，向反应釜中滴加与步骤(2)等量的水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，继续加入硫酸溶液，直至反应ph控制在4.0-4.2范围内，搅拌陈化30min，再经过压滤、洗涤、制浆、喷雾干燥，得到二氧化硅颗粒；
92.(4)将得到的二氧化硅颗粒粉碎至平均粒度为9微米，得到牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅。
93.水玻璃溶液的模数为3.4，透明度大于210mm。
94.去离子水的电导率为15μs/cm。
95.焦磷酸四钠添加量为水玻璃溶液质量的1.1％。
96.抽真空的真空度为0.04pa。
97.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的rda摩擦值在130。
98.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的ph在7.5。
99.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅中二氧化硅纯度≥96％。
100.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅吸水量＜50ml/20g。
101.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅折光指数为1.46n。
102.实施例5
103.一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法，包括：
104.(1)首先，配制水玻璃溶液，将硅酸钠添加到去离子水中，以250r/min转速搅拌40min，得到13-18wt％的水玻璃溶液；
105.配制硫酸溶液，将硫酸缓慢添加到去离子水中，边添加边搅拌，直到溶液混合均
匀，得到质量分数为50％的硫酸溶液；
106.(2)将硫酸溶液添加到反应釜中，调节反应釜温度至80℃，然后在搅拌的条件下，先添加焦磷酸四钠，再滴加水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，控制反应ph在8.0-9.0，反应55min，然后再继续添加硫酸溶液，直至反应ph至4.0-5.0，然后调节温度至90℃，保温；
107.(3)在ph值保持在4.5-5.0范围内的条件下，将反应釜内抽至真空，然后进行二次加料，向反应釜中滴加与步骤(2)等量的水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，继续加入硫酸溶液，直至反应ph控制在4.0-4.2范围内，搅拌陈化30min，再经过压滤、洗涤、制浆、喷雾干燥，得到二氧化硅颗粒；
108.(4)将得到的二氧化硅颗粒粉碎至平均粒度为9微米，得到牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅。
109.水玻璃溶液的模数为3.4，透明度大于210mm。
110.去离子水的电导率为15μs/cm。
111.焦磷酸四钠添加量为水玻璃溶液质量的1.2％。
112.抽真空的真空度为0.04pa。
113.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的rda摩擦值在130。
114.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的ph在6.0之间。
115.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅中二氧化硅纯度≥96％。
116.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅吸水量＜50ml/20g。
117.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅折光指数为1.44n。
118.实施例6
119.一种牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的制备方法，包括：
120.(1)首先，配制水玻璃溶液，将硅酸钠添加到去离子水中，以200r/min转速搅拌40min，得到17wt％的水玻璃溶液；
121.配制硫酸溶液，将硫酸缓慢添加到去离子水中，边添加边搅拌，直到溶液混合均匀，得到质量分数为48％的硫酸溶液；
122.(2)将硫酸溶液添加到反应釜中，调节反应釜温度至80℃，然后在搅拌的条件下，先添加焦磷酸四钠，再滴加水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，控制反应ph在8.0-9.0，反应58min，然后再继续添加硫酸溶液，直至反应ph至4.0-5.0，然后调节温度至92℃，保温；
123.(3)在ph值保持在4.5-5.0范围内的条件下，将反应釜内抽至真空，然后进行二次加料，向反应釜中滴加与步骤(2)等量的水玻璃溶液，待水玻璃溶液滴加结束后，继续加入硫酸溶液，直至反应ph控制在4.0-4.2范围内，搅拌陈化30min，再经过压滤、洗涤、制浆、喷雾干燥，得到二氧化硅颗粒；
124.(4)将得到的二氧化硅颗粒粉碎至平均粒度为10微米，得到牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅。
125.水玻璃溶液的模数为3.5，透明度大于210mm。
126.去离子水的电导率为15μs/cm。
127.焦磷酸四钠添加量为水玻璃溶液质量的1.2％。
128.抽真空的真空度为0.03pa。
129.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的rda摩擦值在120。
130.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅的ph在7.2之间。
131.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅中二氧化硅纯度≥96％。
132.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅吸水量＜50ml/20g。
133.牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅折光指数为1.45n。
134.对比例1：与实施例1区别为将不添加焦磷酸四钠；
135.对比例2：与实施例1区别为不进行二次加料；
136.试验：
137.对实施例与对比例试样用美国麦克公司tristar3000型比表面分布仪测定sio2粉体的比表面积：
138.表1
[0139] 比表面积/m2/g实施例192.5实施例290.2实施例391.8实施例490.5实施例591.7实施例692.1
[0140]
由表1可以看出，本发明制备的牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅具有较为适宜的比表面积。
[0141]
采用国际公认的氮气物理吸附原理测量实施例与对比例试样的孔容，对比；
[0142]
表2
[0143] 孔容cm3/g实施例10.856实施例20.850实施例30.853实施例40.847实施例50.851实施例60.855对比例10.715对比例20.604
[0144]
由表2可以看出，本发明制备的牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅具有较高的孔容，通过其孔容的增加，能够吸附更多的牙膏活性物质，不仅提高了牙膏的增稠效果，同时，还能够提高牙膏的清洁效果。
[0145]
对实施例与对比例试样进行折光率检测：
[0146]
取0.5g实施例与对比例试样，添加到15g的山梨醇/水混合溶液中，搅拌均匀，然后抽真空，保持真空30min，在589nm的波长测试分散液的折光率，绘制透射率-折光率曲线，曲线最大峰值处的透光率即为二氧化硅的折光率：
[0147]
表3
[0148][0149][0150]
由表3可以看出，本发明制备的牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅具有较低的折光率。
[0151]
用colortouchpc白度仪进行白度对实施例与对比例试样白度进行检测：
[0152]
表4
[0153] 白度实施例198实施例298实施例398实施例498实施例598实施例698对比例195对比例296
[0154]
由表4可以看出，本发明制备的牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅具有较高的白度。
[0155]
以实施例1为基础试样，对比不同反应真空度对于牙膏增稠剂用沉淀二氧化硅折光率的影响，如图1。
[0156]
以实施例1为基础试样，对比不同焦磷酸四钠添加量对于rda摩擦值的影响，按焦磷酸四钠占水玻璃质量比(％)来统计，如图2。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。