[发明专利]纳米羟基磷灰石甘油胶及其制备方法和在牙膏中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米羟基磷灰石甘油胶及其制备方法和在牙膏中的应用。

背景技术

龋病和牙周病是两种多发口腔疾病，严重危害人类的健康。利用牙膏来防治口腔疾病是一条便捷有效的途径。但目前市场上的防龋牙膏绝大多数是含氟牙膏，氟可降低牙釉质溶解度、促进釉质再矿化、影响口腔细菌生长和糖的代谢、对防治龋病和牙周病有明显作用。可氟也是人体对其含量很敏感的微量元素，从满足需要到导致中毒的量之间相差不大，过量的氟摄入会导致黄褐色的氟斑牙，严重时还会引起氟中毒和氟骨症。我国是地氟病高发区，除上海以外，氟中毒地区几乎在各个省份都有。根据卫生部疾病控制司统计：2004年全国水型氟中毒县共有1117个、燃煤污染型氟中毒县有201个。高氟地区的人们经常使用含氟牙膏无疑是非常不合适的，因此迫切需要寻求氟替代材料用于生产无氟抗龋牙膏。羟基磷灰石是脊椎动物骨骼和齿的主要成分，具有良好的化学稳定性和生物相容性。纳米羟基磷灰石具有高表面能、高静电场、强极化力等特性，对牙釉质和牙骨质有极高的亲和力，可促进牙釉质表面再矿化，提高牙釉面显微硬度，增强对酸的抵抗力，美白牙齿；另外纳米羟基磷灰石还能吸附氨基酸和蛋白质、葡聚糖等多糖，破坏致龋菌斑的形成。纳米羟基磷灰石的这些突出的性能，引起了人们对其在牙膏中的应用的普遍关注。其中，孟祥才等发明的“纳米羟基磷灰石及制备方法和在牙膏中的应用”(专利申请号02160058.9)采用氢氧化钙和磷酸二氢钙为原料，通过加入形核剂制备粒度小于100nm的羟基磷灰石溶胶和粉体加入牙膏中。而在另一专利“针状纳米羟基磷灰石在牙膏中的应用”(专利申请号200410043880.7)中，发明者将尺寸小于50nm的针状纳米羟基磷灰石加入到牙膏中，达到了更好地修补牙齿、防龋、脱敏效果，但是其未公开纳米羟基磷灰石的制备方法。张超武等发明的“一种活性羟基磷灰石牙膏的制备方法”(专利申请号200510096305.8)，以氢氧化钙和磷酸为原料制备得到羟基磷灰石粉体，经高温煅烧加入到牙膏中。刘杰发明的“一种纳米级牙膏添加剂及合成方法”(专利申请号200410046143.2)，采用溶胶-凝胶法制备了一种锶取代纳米羟基磷灰石牙膏添加剂。按上述技术虽然都能制备含纳米羟基磷灰石的牙膏，但均不能同时满足原料便宜、制备简单、粒径细小(最大尺寸小于50nm)、分散良好、加入方便的要求。牙膏是一种大众消费品，价格低廉，复杂的制备和分散技术，以及使用牙膏不必要的添加剂都会增加产品成本，影响其推广应用。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明公开了一种纳米羟基磷灰石甘油胶的制备方法，该方法工艺简单，根据该方法制备出来的纳米羟基磷灰石甘油胶中含有粒径小于50nm的羟基磷灰石和牙膏常用补钙防龋剂——甘油磷酸钙，不需进行特殊分散处理便可方便地加入牙膏中。

为实现本发明的目的采用如下技术方案：一种纳米羟基磷灰石甘油胶的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将钙剂粉碎，过300目筛，得钙剂粉末；按质量比为0.1～1.5∶1的比例混合乙醇与甘油，得乙醇甘油混合液；在乙醇甘油混合液中加入所述钙剂粉末，搅拌均匀制成A组分，其中A组分中钙剂的含量为1～20wt％；所述钙剂是指下述任一种：(1)氧化钙或氢氧化钙；(2)锶的氧化物、锌的氧化物和镁的氧化物中的一种与氧化钙或氢氧化钙的混合物，混合物中，锶、锌或镁与钙的摩尔比为0.02～0.5∶1；(3)锶的氢氧化物、锌的氢氧化物和镁的氢氧化物中的一种与氧化钙或氢氧化钙的混合物；混合物中，锶、锌或镁与钙的摩尔比为0.02～0.5∶1；

第二步，按质量比为0～1∶1的比例混合甘油与乙醇，得甘油乙醇混合液；将质量百分比浓度为85％的浓磷酸溶液加入甘油乙醇混合液中，搅拌均匀制成B组分，其中磷酸与甘油乙醇混合液的质量比为1∶2～10；

第三步，将A组分装入反应釜中，搅拌升温至微沸，20～30分钟后，将B组份缓慢加入到反应釜中，直至反应釜中混合液的pH值稳定在8.0～8.5时停止加入B组分，微沸下继续反应3～6小时；

第四步，将所述反应釜中的混合液抽入蒸馏装置中，蒸馏至乙醇含量≤0.5wt％，得纳米羟基磷灰石甘油胶。

为了更好地实现本发明，所述第一步中按质量比为0.5～1∶1的比例混合乙醇与甘油，A组分中钙剂的含量为5～15wt％。

所述第四步中的蒸馏装置为蒸馏塔；所述蒸馏指的是常压蒸馏或减压蒸馏。

所述常压蒸馏时塔顶温度为78～78.5℃。