一種用于等離子熱噴涂的結(jié)構(gòu)尺寸可控的羥基磷灰石粉末的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于熱噴涂的結(jié)構(gòu)尺寸可控的羥基磷灰石粉末的制備方法。選用納米羥基磷灰石為一次粉末，和加入分散劑聚丙烯酸銨的去離子水混合制備料漿，并加入一定量的聚乙二醇，攪拌均勻后，進(jìn)行噴霧干燥，結(jié)合后續(xù)熱處理，得到的團(tuán)聚燒結(jié)型羥基磷灰石粉末粒徑大小可控、結(jié)晶度高，特別的，所制備的空心粉末壁厚可以調(diào)節(jié)，能夠滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)噴涂粉末結(jié)構(gòu)的不同要求，整個(gè)制備方法過(guò)程操作簡(jiǎn)單，成本較低。所制備的羥基磷灰石粉末可用于人工種植體表面涂層的制備。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于等離子熱噴涂的結(jié)構(gòu)尺寸可控的羥基磷灰石粉末的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可用于熱噴涂的羥基磷灰石粉末的制備方法，具體涉及一種粒徑分布、粉體結(jié)構(gòu)均可控的羥基磷灰石粉末的制備方法，屬于生物材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)和成分與人體和動(dòng)物骨骼及牙齒中的主要無(wú)機(jī)部分類(lèi)似，具有優(yōu)良的生物活性和生物相容性；目前，其作為種植體的生物活性涂層以及骨缺損填充材料已被廣泛應(yīng)用于牙科、骨科、整形外科等的臨床手術(shù)中。
[0003]經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，等離子噴涂制備羥基磷灰石涂層技術(shù)已成功地應(yīng)用于臨床，這項(xiàng)技術(shù)是目前美國(guó)食品藥品管理局(FDA)唯一指定的可用于制備HA涂層的技術(shù)，在人體硬組織的缺損修復(fù)和重建治療中得以廣泛應(yīng)用。目前等離子噴涂羥基磷灰石涂層所面臨的主要問(wèn)題是由于等離子噴涂過(guò)程中焰流溫度高，極易造成噴涂過(guò)程中羥基磷灰石發(fā)生分解以及沉積時(shí)形成的非晶相。在眾多磷酸鈣組成相中，結(jié)晶態(tài)HA在體液中的穩(wěn)定性是最高的，而非晶態(tài)(ACP)在體液中的溶解速度遠(yuǎn)高于TCP、TTCP等分解相。IS013779-2:2000《外科植入物羥基磷灰石第二部分:羥基磷灰石涂層》規(guī)定:羥基磷灰石結(jié)晶相含量不少于45%，其他結(jié)晶相允許的最大含量為5%。[0004]大量實(shí)驗(yàn)和研究表明，噴涂HA粉末的粉體尺寸與結(jié)構(gòu)將直接決定涂層中非晶相的含量及其分布。因?yàn)榈入x子體焰流溫度極高，被加熱的HA顆粒由內(nèi)而外熔化程度有較為明顯的不同。要保證粒子芯部被熔化，勢(shì)必造成粒子外層過(guò)熱，涂層內(nèi)形成大量HA的分解相和非晶相，并且造成涂層組分和和化學(xué)成分的不均勻。。一般來(lái)說(shuō)，較高的噴涂功率易造成涂層非晶相增多，而較低噴涂功率使得顆粒熔化狀態(tài)不良，粉末沉積率低，涂層力學(xué)性能差，為此制備一種空心HA粉末，通過(guò)控制粉末空心程度，在相對(duì)較低的熱輸出條件下，能使空心粉末均勻熔化而表面不被過(guò)度加熱，也可解決熱噴涂HA涂層常見(jiàn)的成分不均勻的問(wèn)題。
[0005]噴霧干燥法是制備團(tuán)聚型熱噴涂粉末的主要方法，采用此方法制備的熱噴涂粉末結(jié)構(gòu)均勻，流動(dòng)性好，利于提高粉末沉積率和涂層性能。在現(xiàn)有檢索到的文獻(xiàn)中，US5858318公開(kāi)了一種由氣動(dòng)式噴霧干燥法制備羥基磷灰石微球的方法，通過(guò)用稀鹽酸和氨水調(diào)節(jié)原始料漿的PH值，防止料漿發(fā)生絮凝，再進(jìn)行噴霧干燥，通過(guò)改變料漿的濃度和粘度以及噴霧干燥參數(shù)，得到了不同形貌的HA微球(實(shí)心球、空心球、油炸圈型微球)，同時(shí)該專(zhuān)利給出了 HA微球粒徑分布與料漿的性質(zhì)(濃度、粘度)和噴霧干燥工藝(壓縮空氣壓強(qiáng)等)之間的關(guān)系。但采用這種方法，需要嚴(yán)格控制原始料漿的濃度，否則很難獲得羥基磷灰石空心微球，并且所得產(chǎn)品中羥基磷灰石的空心率較低。CN1903706A公開(kāi)了一種羥基磷灰石空心微球的制備方法，采用化學(xué)沉淀法制備羥基磷灰石料漿，并加入造孔劑碳酸氫銨(NH4HCO3)進(jìn)行噴霧干燥，得到由納米晶粒組成的羥基磷灰石空心微球，但沒(méi)有說(shuō)明造孔劑含量對(duì)粉末空心率的影響。CNl5976IOA用等離子球化的方法將羥基磷灰石多孔微球噴入冰水混合物中，得到了一種中央空心，球壁多孔的羥基磷灰石空心微球，用該種方法制備的羥基磷灰石粉末結(jié)晶度低。上述兩種方法均未涉如何控制空心微球的壁厚，其主要應(yīng)用于藥物緩釋載體、骨缺損，填充物等領(lǐng)域。CN102807202A用DNA模板法通過(guò)水熱反應(yīng)制備了羥基磷灰石空心微球，通過(guò)改變DNA的加入量，可以有效調(diào)節(jié)羥基磷灰石空心球的空腔大小，但模板法效率低，很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明公開(kāi)了一種可用于熱噴涂的羥基磷灰石粉末的制備方法，所制備的粉末具有粒徑大小可控、空心程度可調(diào)、結(jié)晶度較高等特征，從原材料制備環(huán)節(jié)達(dá)到對(duì)涂層組織調(diào)控的目的，滿(mǎn)足植入體在人體服役的實(shí)際需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)熱噴涂羥基磷灰石涂層對(duì)原材料的實(shí)際要求，本發(fā)明的目的在于提供一種新型、簡(jiǎn)單的熱噴涂用羥基磷灰石粉末的制備方法。
[0007]本發(fā)明專(zhuān)利選用納米羥基磷灰石作為一次粉末制備料漿，并加入一定量的聚丙烯酸銨，做為一種陰離子型聚電解質(zhì)，聚丙烯酸銨可以吸附在納米羥基磷灰石表面，通過(guò)靜電排斥作用和空間位阻效應(yīng)能夠很好的抑制料漿中納米羥基磷灰石粉末發(fā)生團(tuán)聚絮凝，和單純通過(guò)調(diào)節(jié)PH值所制備的料漿相比分散穩(wěn)定性更高，聚丙烯酸銨能夠改善料漿的流變性能，使料漿的屈服應(yīng)力低，保證在霧化過(guò)程中，液滴內(nèi)部的納米羥基磷灰石粒子隨著水分的蒸發(fā)向外遷移，從而形成空心粉末。選用聚乙二醇20000作為粘結(jié)劑，該種粘結(jié)劑粘度高，且水溶性好，而傳統(tǒng)的粘結(jié)劑聚乙烯醇(PVA)需要在高溫下才能溶于水，聚乙二醇大大降低了料漿的制備難度。通過(guò)調(diào)節(jié)有機(jī)添加劑的含量，可以更加靈活的調(diào)整所制備粉末的粒徑分布和空心程度，能夠很好的滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)噴涂粉末的不同要求。本發(fā)明專(zhuān)利所選用的添加劑不和羥基磷灰石發(fā)生反應(yīng)，且受熱易分解，無(wú)殘留，利用本發(fā)明方法所得的產(chǎn)品，粉末純度較高、結(jié)晶度高；粉末流動(dòng)性好，整個(gè)制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低。
[0008]本發(fā)明所述方法是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]以納米羥基磷灰石作為一次粉末，與去離子水混合制備一定固含量的料漿，加入聚電解質(zhì)聚丙烯酸銨(PAANH4)作為分散劑，提高料漿的分散穩(wěn)定性，加入粘結(jié)劑聚乙二醇(PEG20000)調(diào)節(jié)料漿的粘度，經(jīng)球磨后進(jìn)行噴霧干燥，將所得團(tuán)聚粉末置于電阻爐中燒結(jié)，得到所需的羥基磷灰石粉末。
[0010]本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)可控的羥基磷灰石的制備方案具體采用以下步驟完成:
[0011 ] (I)以納米羥基磷灰石粉末為一次粉末，與去離子水混合制備羥基磷灰石料漿，固含量為40wt%-55wt%,加入羥基磷灰石粉末l_8wt%的聚丙烯酸銨,進(jìn)行3-5h球磨,球磨介質(zhì)為氧化鋯球，接著加入羥基磷灰石粉末3wt%_12wt%的聚乙二醇，繼續(xù)球磨5_8h ；
[0012](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行二流式噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為l-3mm，進(jìn)口溫度為130-190°C，出口溫度為80-110°C，進(jìn)料速率為8_13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.3-0.5MPa，壓縮空氣流量為0.8-1.5m3/h ;Mn/M液為1-10 ；
[0013](3)將噴霧干燥所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為50C /min，首先在400-700°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為2_3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到800-1000°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得可用于熱噴涂的羥基磷灰石粉末。
[0014]在上述羥基磷灰石粉末的制備方法中:步驟(1)所述納米羥基磷灰石粒徑約為20_100nm ；
[0015]在上述羥基磷灰石粉末的制備方法中:步驟(1)所述分散劑聚丙烯酸銨(PAANH4)的加入量?jī)?yōu)選4wt% ；
[0016]在上述羥基磷灰石粉末的制備方法中:步驟(2)中，Mn/Ma由進(jìn)料速率、壓縮空氣壓強(qiáng)/流量共同決定，Mn/Ma的值在1-10之間；
[0017]在上述羥基磷灰石粉末的制備方法中:步驟(3)所述的低溫段溫度優(yōu)選650°C，保溫3h。所述的高溫段溫度優(yōu)選950°C，保溫2h。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1所示:為按照本發(fā)明方法制備的羥基磷灰石空心微球的掃描電鏡形貌圖，(a)表面形貌(500倍)，(b)表面形貌(2000倍)(c)截面形貌(500倍)；
[0019]圖2所示:為料漿固含量為50wt%、分散劑含量4%、PEG含量為6wt%時(shí)，制備的羥基磷灰石微球的掃描電鏡形貌圖，Ca)表面形貌(500倍)，(b)截面形貌(500倍)，(c)粒徑分布圖；
[0020]圖3所示:為料漿固含量為50wt%、分散劑含量4%、PEG含量為12wt%時(shí)，制備的羥基磷灰石微球的掃描電鏡形貌圖，Ca)表面形貌(500倍)，(b)截面形貌(500倍)，(c)粒徑分布圖；
[0021]圖4所示:為料漿固含量為40wt%、分散劑含量4%、PEG含量為6wt%時(shí)，制備的羥基磷灰石微球的掃描電鏡形貌圖，Ca)表面形貌(500倍)，(b)截面形貌(500倍)，(c)粒徑分布圖；
[0022]圖5所示:為料漿固含量為55wt%、分散劑含量4%、PEG含量為6wt%時(shí)，制備的羥基磷灰石微球的掃描電鏡形貌圖，Ca)表面形貌(500倍)，(b)截面形貌(500倍)，(c)粒徑分布圖；
[0023]圖6所示:為料漿固含量為50wt%、分散劑含量4%、PEG含量為6wt%、M氣/M液=8.86時(shí)所制備羥基磷灰石粉末的粒徑分布圖；
[0024]圖7所示:為料漿固含量為50wt%、分散劑含量4%、PEG含量為6wt%、M氣/M液=4.98時(shí)所制備羥基磷灰石粉末的粒徑分布圖；
[0025]圖8所示:為料漿固含量為50wt%、分散劑含量2%、PEG含量為6wt%時(shí)，制備的羥基磷灰石微球的掃描電鏡形貌圖，(a)進(jìn)口溫度為130°C的截面形貌(500倍)，(b)進(jìn)口溫度為188°C的截面形貌(500倍)。
[0026]圖9所示:為料漿固含量為50wt%、分散劑含量6%、PEG含量為6wt%時(shí)，制備的羥基磷灰石微球的掃描電鏡形貌圖，
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的制備方法做進(jìn)一步的說(shuō)明:其中實(shí)施例1-4涉及粉末粒徑和空心率的變化，實(shí)施例5-6涉及粉末粒徑的變化，實(shí)施例7-9涉及粉末空心率的變化。
[0028]實(shí)施例1
[0029](I)稱(chēng)量94g去離子水加入球磨罐，添加IOg聚丙烯酸銨溶液(質(zhì)量百分比濃度40%,以下濃度無(wú)特別說(shuō)明的均為質(zhì)量百分比濃度)，取納米羥基磷灰石100g與之混合，配置料漿(固含量50%)，球磨5h，加入6g聚乙二醇，繼續(xù)球磨5h ；
[0030](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為2_，進(jìn)口溫度為170°C，出口溫度為100°C，進(jìn)料速率為13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.5MPa，壓縮空氣流量為1.5m3/h, M氣/M液=6.67 ；
[0031](3)將噴霧干燥所得粉末在80°C下進(jìn)行干燥處理；
[0032](4)將所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C /min，首先在650°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到950°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得羥基磷灰石粉末。
[0033]經(jīng)步驟(2)后所制備羥基磷灰石粉末粒徑分布在15-45微米之間，平均粒徑為30.55微米。如圖2 (c)所示，粉末圓球度好，所制備粉末多為空心球，空心率為22.2%。
[0034]實(shí)施例2
[0035](I)稱(chēng)量94g去離子水加入球磨罐，添加IOg聚丙烯酸銨溶液(濃度40%)，取納米羥基磷灰石100g與之混合，配置料漿(固含量50%)，球磨5h，加入12g聚乙二醇，繼續(xù)球磨5h ；
[0036](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為2_，進(jìn)口溫度為170°C，出口溫度為100°C，進(jìn)料速率為13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.5MPa，壓縮空氣流量為1.5m3/h, M氣/M液=6.67 ；
[0037](3)將噴霧干燥所得粉末在80°C下進(jìn)行干燥處理；
[0038](4)將所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C /min，首先在650°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到950°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得羥基磷灰石粉末。
[0039]經(jīng)步驟(2)后所制備羥基磷灰石粉末粒徑分布在30-80微米之間，平均粒徑為52.54微米。如圖3所示，粉末圓球度好，所制備粉末多為實(shí)心球。
[0040]實(shí)施例3
[0041 ] (1)稱(chēng)量94g去離子水加入球磨罐，添加IOg聚丙烯酸銨溶液(濃度40%)，取納米羥基磷灰石100g與之混合，配置料漿(固含量40%)，球磨5h，加入6g聚乙二醇，繼續(xù)球磨5h ；
[0042](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為2_，進(jìn)口溫度為170°C，出口溫度為100°C，進(jìn)料速率為13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.5MPa，壓縮空氣流量為1.5m3/h, M氣/M液=6.67 ；
[0043](3)將噴霧干燥所得粉末在80°C下進(jìn)行干燥處理；
[0044](4)將所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C /min，首先在650°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到950°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為l_2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得羥基磷灰石粉末。
[0045]經(jīng)步驟(2)后所制備羥基磷灰石粉末粒徑分布在15-50微米之間，平均粒徑為29.85微米。如圖4所示，粉末形貌多為帶開(kāi)孔的空心球，空心率為30.1%[0046]實(shí)施例4
[0047](1)稱(chēng)量94g去離子水加入球磨罐，添加1Og聚丙烯酸銨溶液(濃度40%)，取納米羥基磷灰石100g與之混合，配置料漿(固含量55%)，球磨5h，加入6g聚乙二醇，繼續(xù)球磨5h ；
[0048](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為2mm，進(jìn)口溫度為170°C，出口溫度為100°C，進(jìn)料速率為13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.5MPa，壓縮空氣流量為1.5m3/h, M氣/M液=6.67 ；
[0049](3)將噴霧干燥所得粉末在80°C下進(jìn)行干燥處理；
[0050](4)將所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C /min，首先在650°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到950°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得羥基磷灰石粉末。
[0051]經(jīng)步驟(2)后所制備羥基磷灰石粉末粒徑分布在20-70微米之間，平均粒徑為40.49微米。如圖5所示，粉末圓球度好，所制備粉末多為實(shí)心球。
[0052]實(shí)施例5
[0053](1)稱(chēng)量94g去離子水加入球磨罐，添加1Og聚丙烯酸銨溶液(濃度40%)，取納米羥基磷灰石100g與之混合，配置料漿(固含量50%)，球磨5h，加入6g粘結(jié)劑聚乙二醇20000繼續(xù)球磨5h ；
[0054](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為2_，進(jìn)口溫度為170°C，出口溫度為100°C，進(jìn)料速率為13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.5MPa，改變壓縮空氣流量為0.8m3/h, Mn/Ma=3.59 ；
[0055](3)將噴霧干燥所得粉末在80°C下進(jìn)行干燥處理；
[0056](4)將所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C /min，首先在650°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到950°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得羥基磷灰石粉末。
[0057]經(jīng)步驟(2)后所制備羥基磷灰石如圖6所示粉末粒徑分布在10-40微米之間，平均粒徑為23.35微米。
[0058]實(shí)施例6
[0059](1)稱(chēng)量94g去離子水加入球磨罐，添加1Og聚丙烯酸銨溶液(濃度40%)，取納米羥基磷灰石100g與之混合，配置料漿(固含量50%)，球磨5h，加入6g粘結(jié)劑聚乙二醇20000繼續(xù)球磨5h ；
[0060](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為2mm，進(jìn)口溫度為170°C，出口溫度為100°C，進(jìn)料速率為13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.5MPa，改變壓縮空氣流量為1.125m3/h, M氣/M液=4.98 ；
[0061](3)將噴霧干燥所得粉末在80°C下進(jìn)行干燥處理；
[0062](4)將所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C /min，首先在650°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到950°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為l_2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得羥基磷灰石粉末。[0063]經(jīng)步驟(2)后所制備羥基磷灰石如圖7所示粉末粒徑分布在15-50微米之間，平均粒徑為33.84微米。
[0064]實(shí)施例7
[0065](I)稱(chēng)量94g去離子水加入球磨罐，添加5g聚丙烯酸銨溶液(濃度40%)，取納米羥基磷灰石100g與之混合，配置料漿(固含量50%)，球磨5h，加入6g粘結(jié)劑聚乙二醇，繼續(xù)球磨5h ；
[0066](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為2_，改變進(jìn)口溫度為130°C，出口溫度為100°C，進(jìn)料速率為13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.5MPa，壓縮空氣流量為1.5m3/h, M氣/M液=6.67 ；
[0067](3)將噴霧干燥所得粉末在80°C下進(jìn)行干燥處理；
[0068](4)將所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C /min，首先在650°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到950°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得羥基磷灰石粉末。
[0069]在掃描電子顯微鏡下觀(guān)察所得粉末截面形貌，用圖像法計(jì)算粉末空心率，如圖8所示，粉末空心率為11.84%。
[0070]實(shí)施例8
[0071](I)稱(chēng)量94g去離子水加入球磨罐，添加5g聚丙烯酸銨溶液(濃度40%)，取納米羥基磷灰石100g與之混合，配置料漿(固含量50%)，球磨5h，加入6g粘結(jié)劑聚乙二醇，繼續(xù)球磨5h ；
[0072](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為2_，改變進(jìn)口溫度為188°C，出口溫度為100°C，進(jìn)料速率為13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.5MPa，壓縮空氣流量為1.5m3/h, M氣/M液=6.67 ；
[0073](3)將噴霧干燥所得粉末在80°C下進(jìn)行干燥處理；
[0074](4)將所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C /min，首先在650°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到950°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得羥基磷灰石粉末。
[0075]在掃描電子顯微鏡下觀(guān)察所得粉末截面形貌，用圖像法計(jì)算粉末空心率，如圖9所示，粉末空心率為26.44%ο
[0076]實(shí)施例9
[0077](I)稱(chēng)量94g去離子水加入球磨罐，添加15g聚丙烯酸銨溶液(濃度40%)，取納米羥基磷灰石100g與之混合，配置料漿(固含量50%)，球磨5h，加入6g粘結(jié)劑聚乙二醇，繼續(xù)球磨5h ；
[0078](2)將混合均勻的料漿進(jìn)行噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為2_，改變進(jìn)口溫度為188°C，出口溫度為100°C，進(jìn)料速率為13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.5MPa，壓縮空氣流量為1.5m3/h, M氣/M液=6.67 ；
[0079](3)將噴霧干燥所得粉末在80°C下進(jìn)行干燥處理；
[0080](4)將所得粉末，置于電阻爐(大氣氣氛)中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C /min，首先在650°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為3h，去除粉末中的有機(jī)添加劑，繼續(xù)加熱到950°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻，既得羥基磷灰石粉末。
[0081]在掃描電子顯微鏡下觀(guān)察所得粉末截面形貌，用圖像法計(jì)算粉末空心率，如圖2所示，粉 末空心率為8.57%。
【權(quán)利要求】
1.一種用于熱噴涂的結(jié)構(gòu)尺寸可控的羥基磷灰石粉末的制備方法，由下述步驟組成: (1)以納米羥基磷灰石粉末為一次粉末，與去離子水混合制備羥基磷灰石料漿，固含量為40wt%-55wt%,加入羥基磷灰石粉末l_8wt%的聚丙烯酸銨,進(jìn)行3-5h球磨,球磨介質(zhì)為氧化錯(cuò)球，接著加入羥基磷灰石粉末3wt%-12wt%的聚乙二醇,繼續(xù)球磨5-8h ； (2)將混合均勻的料漿進(jìn)行二流式噴霧干燥，在磁力攪拌的方式下進(jìn)料，噴嘴直徑為1-3_，進(jìn)口溫度為130-190°C，出口溫度為80-110°C，進(jìn)料速率為8_13ml/min，壓縮空氣壓強(qiáng)為0.3-0.5MPa，壓縮空氣流量為0.8-1.5m3/h ;Mn/MaS 1_10，所述Mn/Ma為壓縮空氣與混合均勻的料漿質(zhì)量比； (3)將噴霧干燥所得粉末，置于電阻爐大氣氣氛中進(jìn)行熱處理，加熱速率為5°C/min,首先在400-700°C低溫段保溫，保溫時(shí)間為2-3h，繼續(xù)加熱到800-1000°C高溫段保溫，保溫時(shí)間為2h，然后以10°C /min的速率冷卻至500°C再隨爐冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述用于熱噴涂的結(jié)構(gòu)尺寸可控的羥基磷灰石粉末的制備方法，其特征是:步驟(1)所述納米羥基磷灰石粒徑為20nm-100nm。
3.如權(quán)利要求1所述用于熱噴涂的結(jié)構(gòu)可控的羥基磷灰石粉末的制備方法，其特征是:步驟(1)所述聚丙烯酸銨的加入量為4wt%。
4.如權(quán)利要求1所述用于熱噴涂的結(jié)構(gòu)尺寸可控的羥基磷灰石粉末的制備方法，其特征是:步驟(3)所述的低溫段溫度為650°C，保溫3h，所述的高溫段溫度為950°C，保溫2h。
【文檔編號(hào)】B82Y30/00GK103723699SQ201310741931
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月29日
【發(fā)明者】李輝, 楊海鑫, 谷佳賓, 席曉麗, 祝弘濱, 栗卓新, 魏琪 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)