專利名稱：一種磷酸鈣的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磷酸鈣，尤其是涉及基于微分反應技術的一種磷酸鈣的制備方法。
背景技術：
磷酸鈣因其具有更加優(yōu)良的生物相容性、生物活性、骨誘導性以及生物可降解性，而廣泛應用于生物醫(yī)學骨組織修復領域。最新的應用還包括水處理吸附重金屬、藥物釋放、美容修復、化妝品添加劑以及牙膏添加劑等。中國專利20031010 5951.7以硝酸鈣和磷酸氫二銨和尿素為原料，利用多頻聲化
學發(fā)生器進行聲化學合成，把懸浮液過濾、洗滌、真空干燥得納米羥基磷灰石粉體，且制得的羥基磷灰石粉體粒度小、粒徑均勻、無團聚發(fā)生，由于合成溫度(40 80°C)相對較低，故相結晶度還不夠高，且需要特殊設備多頻聲化學發(fā)生器。中國專利200610055171.X采用水溶性的高分子化合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為模板，以硝酸鈣和磷酸銨為原料，在25°C環(huán)境室溫下靜置7天，將所得沉淀物洗滌、抽濾、干燥即得球狀羥基磷灰石納米晶產品，該方法需要長時間的陳化，生產周期較長，工序繁瑣，不利于實現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)量產。中國專利03142004.4和期刊論文《無機材料學報》，2004，19(01):234-238.均報道了一種無定形納米磷酸鈣的制備方法，該類方法的合成溫度較低范圍為O 20°C，限制了其在室溫或者更高溫度的合成應用，用于降溫的能耗較高，合成周期較長。中國專利201110263963.7公開一種非晶磷酸鈣的合成方法，在0°C超聲環(huán)境下合成，因此無法實現(xiàn)在室溫下合成。另外，需要增加特殊的超聲設備，而且合成時間較長，不利于大批量生產。目前發(fā)現(xiàn)的多種磷酸鈣根據(jù)不同化學計量比分類如表I所示(Dorozhkin SV等.Angewandte Chemie-1nternational Edition,2002,41 (17):3130-3146)。表I
權利要求
1.一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于具體步驟如下: 1)原料液制備:將含鈣化合物、含磷化合物和三乙醇胺3種原料配制成A相清液和B相清液，以水為溶劑調節(jié)以上溶液的濃度，將A相清液和B相清液分別裝在兩個原料罐中；所述A相清液是上述3種原料中的至少I種原料配制而成,所述B相清液是上述3種原料中的至少I種原料配制而成；所述A相清液和B相清液配制的最終原料總種數(shù)必須全部涵蓋上述3種原料；整個體系的鈣磷摩爾比為:(FAXCA_Ca+FBXCB_Ca)/ (FaXCa_p+FbXCb_p)=1.0 2.0 ;兩相總流量:Fa+Fb=10 5000mL/min，其中，F(xiàn)a為A相流量，單位為mL/min ；FB為B相流量，單位為mL/min ；CA_Ca為A相中含鈣化合物的濃度，單位為M ；CB_Ca為B相中含鈣化合物的濃度，單位為M ；CA_P為A相中含磷化合物的濃度，單位為M ；CB_P為B相中含磷化合物的濃度，單位為M ; 2)通過原料輸送系統(tǒng)的計量泵經管路(為以后的引用做鋪墊)將步驟I)中的A相清液和B相清液輸送至微通道連續(xù)混合系統(tǒng)，使得各相流體組分被均勻微分，連續(xù)化積分反應形成磷酸鈣聚集體； 3)將步驟2)得到的磷酸鈣聚集體，輸送到升溫系統(tǒng)； 4)進入保溫系統(tǒng)； 5)再進入降溫系統(tǒng)； 6)降溫后的反應產物輸送到脫水洗滌裝置，將洗滌后的產物進行干燥，獲得產物納米磷酸鈣顆粒粉末。
2.如權利要求1所述一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述含鈣化合物的濃度Cea為0.0l 5M ;含磷化合物的濃度Cp為0.01 5M ;所述三乙醇胺的加入量與鈣離子的加入量的 摩爾比為0.1 10。
3.如權利要求1所述一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述原料配制過程的溫度為15 50°C。
4.如權利要求1所述一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述通過原料輸送系統(tǒng)的計量泵將步驟I)中的A相清液和B相清液輸送至微通道連續(xù)混合系統(tǒng)是在15 50°C環(huán)境條件下通過原料輸送系統(tǒng)的計量泵將步驟I)中的A相清液和B相清液同時平穩(wěn)輸送至微通道連續(xù)混合系統(tǒng)。
5.如權利要求1所述一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述微通道的尺寸為10 200 μ m。
6.如權利要求1所述一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述計量泵的流量重復性誤差最好< 1%，壓力范圍可為14.5 1450psi，壓力脈沖可< 29psi ;管路的材料可采用316不銹鋼、316L不銹鋼或符合ASTM A269或等價標準的不銹鋼管，內徑可為1/16 I英寸，工作壓力可> 6000psi ο
7.如權利要求1所述一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述升溫系統(tǒng)，經熱交換在0.5 IOs內將溫度從室溫提升到100 300°C。
8.如權利要求1所述一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述保溫系統(tǒng)實現(xiàn)恒溫100 300°C，保溫時間為I 30min。
9.如權利要求1所述一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于在步驟5)中，所述降溫系統(tǒng)，經熱交換實現(xiàn)在0.5 IOs內將混合產物的溫度從100 300°C降溫到O 90°C ;在此之前的整個系統(tǒng)內的壓力控制由背壓裝置來實現(xiàn)調節(jié)，系統(tǒng)壓力調節(jié)范圍為14.5 1450psi。
10.如權利要求1所述一種磷酸鈣的制備方法，其特征在于在步驟6)中，所述干燥采用常規(guī)烘干、冷凍干燥、噴霧干燥或真空干燥；所述產物磷酸鈣的物相組成可為:非晶體磷酸鈣、磷酸二氫鈣、磷酸一氫鈣、焦磷酸鈣、磷酸三鈣、磷酸鈣八鈣、缺鈣羥基磷灰石以及羥基磷灰石中的一種或多種物 相復合體。
全文摘要
一種磷酸鈣的制備方法，涉及磷酸鈣。提供可連續(xù)化穩(wěn)定量產，所需原料簡單，反應條件溫和可控，生產周期短，產物品質均一穩(wěn)定的一種磷酸鈣的制備方法。1)原料液制備；2)通過原料輸送系統(tǒng)的計量泵經管路將步驟1)中的A相清液和B相清液輸送至微通道連續(xù)混合系統(tǒng)，使得各相流體組分被均勻微分，連續(xù)化積分反應形成磷酸鈣聚集體；3)將步驟2)得到的磷酸鈣聚集體，輸送到升溫系統(tǒng)；4)進入保溫系統(tǒng)；5)再進入降溫系統(tǒng)；6)降溫后的反應產物輸送到脫水洗滌裝置，將洗滌后的產物進行干燥，獲得納米磷酸鈣顆粒粉末。
文檔編號C01B25/32GK103159198SQ201310121559
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權日2013年4月9日
發(fā)明者謝容泉, 林亞慶, 關濤, 關棟云 申請人:廈門合眾思創(chuàng)生物工程有限公司