提供了新颖的制造粒度分布较窄的沉淀二氧化硅和／或硅酸盐材料的方法。这种方法通过采用较为有效的干燥／蒸发部件而显著地降低制造成本，事实上，在一个潜在较好的实施方案中，通过箱式液压机过滤步骤结合真空脱水随后进行所需的所得颗粒的粉碎就可以直接制得这种二氧化硅和／或硅酸盐材料。这样制得的沉淀二氧化硅和／或硅酸盐在粉碎前具有较大的密度，因此与先前普遍使用的喷雾／闪蒸干燥设备相比具有较大的较均匀研磨的倾向。本发明专利技术也包括所制得的沉淀二氧化硅和／或硅酸盐颗粒，包括那些具有极高透光性的颗粒，这样就可能为最终透明使用提供优良的粒度分布窄的二氧化硅材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术的领域本专利技术提供制造粒度分布较窄的沉淀二氧化硅和/或硅酸盐材料的新颖方法。这种方法通过采用更有效的干燥/蒸发组件显著地降低制造成本，事实上，在一个潜在的较好实施方案中，在制得这种二氧化硅和/或硅酸盐材料后，直接采用水压室压机(hydraulic chamber press)过滤步骤并结合真空脱水，结果获得所需的最终颗粒粉碎度。这样制得的沉淀的二氧化硅和/或硅酸盐在粉碎前具有较大的密度，因此，与先前普遍使用的喷雾/闪蒸干燥设备相比，本专利技术方法具有更均匀研磨的倾向。本专利技术还包括制得的沉淀二氧化硅和/或硅酸盐颗粒(包括具有令人惊奇的极高透光性的颗粒)，从而能为最终透明用途提供非常窄粒度分布的二氧化硅材料。专利技术的背景沉淀二氧化硅和/或硅酸盐广泛地用于制造的产品，所述产品包括从化妆品和食品到工业涂料(例如用于纸张的涂料)和弹性体材料如轮胎。二氧化硅特别可用于牙粉产品(例如牙膏)，其作用是作为填料、研磨剂和增稠剂，以及作为食物和药物用途的防结块剂和滑爽剂(glidant)。由于这种功能上的多样性，也由于二氧化硅具有良好的清洁能力、比较安全并且与典型的牙粉成分(如润湿剂、增稠剂、增香剂和治疗剂如防龋剂)有很好的相容性，因此非常希望在牙膏和牙粉制剂的产品中包括二氧化硅。硅酸盐可用作例如活性成分(如吸油剂和吸味剂)以及作为各种物理和化学用途的添加剂(例如粘度改进剂)，用作众多不同制剂(如个人护理组合物、止汗药和其它类似产品)的一个组分，并可作为纸张涂布剂和/或防结块剂。这种硅酸盐(例如铝硅酸钠)具有有效的增稠、吸收等特性，并且与许多上述二氧化硅所列的相同添加成分具有有效的相容性。如大家所知，合成的沉淀二氧化硅通常经下述方法制得在初始形成的初级颗粒(primary particles)趋于相互缔合成许多聚集物(即初级颗粒离散的簇)但未团聚成三维凝胶结构的条件下，加入无机酸和/或酸气，使可溶的碱性硅酸盐去稳定并沉淀出无定形二氧化硅。通过过滤、洗涤和干燥步骤从反应混合物的含水部分中分离出所得的沉淀物，然后将干燥的产物机械粉碎以便达到合适的粒度。硅酸盐通常以同样的方式制得，即使硅酸钠与合适的反应物反应，制得所需的硅酸盐，即由氢氧化钙来制备硅酸钙，由氢氧化镁来制备硅酸镁，由硫酸铝代替无机酸来制备铝硅酸盐。混合的金属硅酸盐也可以用类似的方法制得，其非限定性的例子有，例如使硅酸钠、氢氧化镁和硫酸铝进行反应来制备铝硅酸钠镁，或者使硅酸钠、氢氧化钙和氢氧化镁进行反应来制备硅酸钙镁。二氧化硅和/或硅酸盐的干燥过程通常采用喷雾干燥、喷嘴干燥(例如塔式或喷泉式)、闪蒸干燥、旋转轮干燥、烘箱/流体床干燥等方式完成，所述方式通常需要相当大的设备和操作费用支出。常规的干燥过程往往会降低对最终产品物理性能的控制能力并增加污染的机会。类似的问题也发生在其它合成得到的抛光剂如硅胶和沉淀碳酸钙(PCC)中。另外，用于牙粉的沉淀二氧化硅需要粉碎，以便将干燥的沉淀二氧化硅产物的粒度降至这样的尺寸，即使牙粉使用者的口腔无沙砾的感觉，而又不至于小得缺乏足够的抛光或增稠作用。也就是说，在常规的实践中，在反应器中通过酸化金属硅酸盐形成的二氧化硅，其中值粒度对于牙粉等应用来说是太大了。为了粉碎二氧化硅粒子，需要使用碾压和研磨设备如锤磨机或摆式轧机将其粉碎一次或多次，并且采用如流体能或喷气磨机进行精磨。以前已经发现了粒度分布窄的粉碎的沉淀二氧化硅材料能为牙科应用提供非常有效的清洁、抛光和磨损效果。已证明现有的沉淀二氧化硅的制造方法在某种程度上能制造用于这些目的的优良材料；然而，还发现这种昂贵的喷雾/闪蒸干燥法会制得这样的二氧化硅材料，其在粉碎前具有的外观和构造使得为达到粒度分布窄的结果而进行的均匀研磨成为问题。至少来说，这种制造方法使大量的二氧化硅颗粒的粒度对于这种牙科清洁用途的有效使用来说是太大了。因此，现有制造方法的成本不仅仅是由于增加上述喷雾/闪蒸干燥制造步骤而提高，而且从所得的沉淀材料中分离出无法接受的高粒度二氧化硅颗粒也会使成本提高，从而导致整个制造方法的效率低下。而且，从消费者美学的角度来看也希望在相关的市场提供透明的牙粉制剂。一般来说，二氧化硅颗粒的外观是不透明的，这样在试图获得透明的凝胶或液体牙膏组合物时就产生了困难。过去曾发现某些制造流程有助于制造适当高透光性的沉淀二氧化硅材料，以便在工业上推广这种非常希望的透明牙粉。然而，即便可实现这种可能性，以可靠、恒定的制造过程为基础，由磨料二氧化硅可靠提供的最高透光率也就在70-75％或在该范围附近。因此，通过向透明的牙粉凝胶、糊料和/或液体提供大量的有效二氧化硅颗粒(最好呈现上面描述的窄粒度范围，以便发挥最大的牙科研磨和清洁功效)在本领域仍然存在显著改进的可能性。此外，普遍采用的研磨牙齿的二氧化硅的制造方法业已制得了具有某些缺陷的材料，所述缺陷尽管并无损害性或危险性，但对其仍有改进的余地。这些缺陷包括采用具有至少一步喷雾/闪蒸干燥步骤的方法制得的粉末状二氧化硅具有产生灰尘的倾向；由于制造粉末状二氧化硅需要一系列工艺步骤的缘故，就恒定地制造受控低结构二氧化硅而言，难以提供结构完整性；以及，如果不借助于高成本的不想要粒度二氧化硅材料的分离方法，则再现窄的薄层清洁比范围和/或牙质辐射研磨等特性方面的可靠性令人质疑。其它与这种典型和常规制得的二氧化硅和/或硅酸盐材料有关的问题包括需要确保预喷雾干燥的材料具有足够低的粘度(这样其固体含量就较低)，以防喷雾器和其它喷雾干燥设备发生阻塞。对二氧化硅和/或硅酸盐制造商和/或牙粉(或其它类型的组合物，若包含硅酸盐的话)制造者来说，为所述确保低粘度所付出的成本可能提高，而这可能会转加到消费者身上。因此，对于改进的制造二氧化硅和/或硅酸盐，尤其是制造研磨牙齿二氧化硅材料，的方法来说，克服上述这些问题中的至少某些问题的能力，以及提供在填充密度(用于贮藏和装运)、流动性(至少在加到牙粉制剂中时便于转移)和如上所述粒度分布适当窄方面合适的二氧化硅材料，并且不会提高制造、添加和/或分离的成本，均是非常希望的。因此，对于有关的工业和消费者的审美情趣而言，这样一种制造沉淀二氧化硅和/或硅酸盐材料的方法均是非常有益的，即所述方法不仅能为制造者提高较低的成本和较高的制造效率，而且制得的二氧化硅能达到非常有效的清洁和研磨水平，或增稠能力(所有这些都归因于容易制得的窄粒度范围，而不存在需要扣留并除去的不在此范围的废颗粒)，并且硅酸盐材料也可具有类似的或其它性能，并且所制得的材料具有可能的高透光性。不幸的是，到目前为止，在制造沉淀二氧化硅和/或硅酸盐的工业领域中还没有这样的改进。专利技术的概述上述和其它的目的、优点和益处由本专利技术实现，本专利技术涉及一种制造沉淀二氧化硅组合物的方法，该方法不需要成本高的常规的喷雾干燥、喷嘴干燥、闪蒸干燥、旋转轮干燥、烘箱/流体床干燥等干燥方式。本专利技术的一个方面涉及一种制备沉淀二氧化硅组合物的方法，其包括以下步骤在反应器容器中加入反应混合物内容物，所述反应混合物内容物包含碱金属硅酸盐和酸，将其混合成沉淀二氧化硅的悬浮液；在形成所述沉淀二氧化硅之后，将所述悬浮液加到箱式压滤机中，在所述箱式压滤机中，悬浮液沿多个箱式压滤板进行初始过滤，形成第一滤饼材料，从而使所述反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备粒状材料的方法，所述方法包括如下步骤：ａ）在反应器容器中加入反应混合物，所述反应混合物包含有效地形成水不溶性颗粒悬浮液的反应物，所述水不溶性颗粒选自二氧化硅、硅酸盐或它们的任何混合物；ｂ）将步骤“ａ”所得的悬浮液加到一箱中，在其中使水不溶性颗粒经箱式压滤，以便洗涤所述悬浮液并使其部分脱水，获得过滤的粒状材料；ｃ）在减压下，在与步骤“ｂ”所用同一箱式压滤机的内部，进一步使所述过滤的粒状材料脱水，同时对所述过滤粒状材料进行加热，获得固体含量为１４．５－８５重量％的碎屑材料；和ｄ）将来自步骤“ｃ”的所得碎屑材料粉碎，使所述粒状材料具有预选的粒度分布范围。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄永辉，
申请(专利权)人：JM休伯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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