本發(fā)明屬于牙膏用二氧化硅技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法。

背景技術(shù)：
近年來(lái)，透明牙膏越來(lái)越受到人們的青睞，尤其是高磨擦清潔性的透明型牙膏，其既具有晶瑩剔透、色澤鮮艷的外觀，又具有美白牙齒的功效。目前，二氧化硅是球狀的多孔結(jié)構(gòu)，沒(méi)有尖銳的棱角不會(huì)過(guò)多的磨損牙齒，且具有物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、清潔能力強(qiáng)、與牙膏體系相容性好、能用于透明牙膏的制備等特點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于牙膏行業(yè)中。然而一般情況下，透光率高的二氧化硅磨擦值低，清潔效果不佳，而高磨擦值的二氧化硅透光率較低，不能很好地應(yīng)用，即使同時(shí)具有高透光率（透光率為90%以上）和高磨擦（銅耗值為10mg以上），但其增稠效果不佳，仍需與增稠型二氧化硅復(fù)配使用，這給牙膏配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造帶來(lái)一定的不便，而且牙膏配方中含水量比較低，相對(duì)成本會(huì)增加。RDA值是公認(rèn)衡量二氧化硅磨擦性能大小的重要檢測(cè)指標(biāo)。由于RDA值的測(cè)定操作比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)要求比較高，目前國(guó)內(nèi)幾乎還沒(méi)有檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定RDA值。與RDA值相比較，銅耗值的測(cè)定更加便捷，可操作性更強(qiáng)，而且RDA值和銅耗值之間存在一定的正向關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，普通二氧化硅的銅耗值在2.0mg以?xún)?nèi)；中等磨擦型二氧化硅的銅耗值在2.0~10.0mg之間；高磨擦型二氧化硅的銅耗值則大于10.0mg，一般不超過(guò)20.0mg為宜，否則易磨損牙釉質(zhì)。而二氧化硅的透光率必須大于90%，才可制備透明型透明牙膏。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN105236415A公開(kāi)了一種核殼型沉淀二氧化硅的制備方法，該方法主要以硅酸鈉和硫酸為原料，采取兩步水熱沉淀反應(yīng)，控制反應(yīng)過(guò)程中的原料濃度、反應(yīng)體系的溫度和pH值等工藝條件，制備得到具有核殼型沉淀二氧化硅。該沉淀二氧化硅的RDA值為196、PCR值大于或等于100、吸水量為54ml/20gH2O，具有優(yōu)良的耐磨清潔性能和吸水量，但是該沉淀二氧化硅透光率較低，并不適用于透明牙膏中。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN103274422A也公開(kāi)了一種制備核殼型沉淀二氧化硅的方法，同樣的，該方法制得的二氧化硅具有優(yōu)良的耐磨清潔性能和吸水量，但其透光率仍較低，不適用于透明牙膏。綜上所述，有必要研發(fā)一種制備高磨擦清潔性、高透光率，而且具有增稠作用的透明牙膏用二氧化硅的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法，該方法通過(guò)工藝的改進(jìn)，使得二氧化硅在保持較高磨擦清潔性的同時(shí)具有很高的透光率，而且具有增稠作用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法，包括以下步驟：第一步：將SiO2:Na2O=3.3~3.45的固體硅酸鈉高溫液化后，加水分別調(diào)制濃度為2.5~3.2M硅酸鈉溶液和濃度為1.6~2.2M硅酸鈉溶液，備用；配置重量百分濃度為25~28%的碳酸鈉溶液，然后將其加入濃度為1.6~2.2M的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻，得到混合液，備用；第二步：往反應(yīng)釜中加入4~8m3重量百分濃度為11.0~15.0%的硫酸鈉溶液，加熱至70~80℃，攪拌下同時(shí)滴加濃度為2.5~3.2M硅酸鈉溶液3~5m3和濃度為10.0~12.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為7.5~9.5，硅酸鈉溶液滴加完畢后，繼續(xù)滴加硫酸溶液至pH為6.0~7.0，停止加酸，攪拌10~15min；第三步：往上述反應(yīng)釜中繼續(xù)加入4~6m3的水，加熱至70~80℃，攪拌下同時(shí)滴加所述混合液8~10m3和濃度為10.0~12.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為5.5~7.5，混合液滴加完畢后，控制反應(yīng)終點(diǎn)pH為6.0~7.0，停止加酸，攪拌10~15min，壓濾，洗滌，通過(guò)噴霧干燥后用氣流破碎機(jī)破碎至粒徑為7~15μm，得到二氧化硅。進(jìn)一步的，所述混合液中碳酸鈉的重量含量為0.2~1%。再進(jìn)一步的，所述混合液中碳酸鈉的重量含量為0.6%。進(jìn)一步的，所述第二步、第三步中攪拌的速度為35Hz。進(jìn)一步的，所述第二步中硅酸鈉溶液的滴加速度為15m3/h。在本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法中，采用兩步水熱沉淀法，第一步，使用重量百分濃度為11.0~15.0%的硫酸鈉作為反應(yīng)助劑，在70~80℃的高溫下同時(shí)加入濃度為2.5~3.2M硅酸鈉溶液和濃度為10.0~12.0M的硫酸進(jìn)行酸堿同滴，控制第二步快速反應(yīng)，時(shí)間為10~20min，并且保持過(guò)程pH為7.5~9.5，終點(diǎn)pH為6.0~7.0，制得透明致密的核結(jié)構(gòu)，接著第二步以水作為底液，同樣在70~80℃的高溫下同時(shí)加入含有碳酸鈉的硅酸鈉溶液和濃度為10.0~12.0M的硫酸溶液進(jìn)行酸堿同滴，并且控制過(guò)程pH為5.5~7.5，終點(diǎn)pH為6.0~7.0，制得透明疏松的殼結(jié)構(gòu)，碳酸鈉在反應(yīng)中釋放氣泡，使得殼結(jié)構(gòu)更為疏松，從而保證制得的二氧化硅既有高的磨擦清潔值性和透光率，又具有增稠作用。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：（1）本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法制得的二氧化硅的銅耗值為12~15mg，透光率大于95%，最高可達(dá)98%，吸油值為130~160ml/100g，吸水量26~32ml/20g，且氟相容性＞90%，具有很好的磨擦清潔性和高透明度，并且具有增稠作用。（2）本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法制得的二氧化硅應(yīng)用于透明牙膏中，添加量為15~20%，可單獨(dú)作為磨擦劑，無(wú)需與增稠型二氧化硅復(fù)配，即有很好的清潔效果和增稠效果，且牙膏中用水量增多，在16~21%，牙膏依然晶瑩剔透，透明性很好，顯著降低了牙膏的生產(chǎn)成本。（2）本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法操作簡(jiǎn)單，條件可控，工藝穩(wěn)定，可工業(yè)化生產(chǎn)，有利于推廣應(yīng)用。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明中，RDA值按照DeterminationoftheRelativeDentinAbrasionLevelofPowder的方法進(jìn)行測(cè)試；銅耗值和透光率按照現(xiàn)有通用的方法（如王憲偉等發(fā)表在口腔護(hù)理用品工業(yè)雜志上的題為“高磨擦透明型二氧化硅的研制及其在牙膏中的應(yīng)用”的論文中的相應(yīng)方法）進(jìn)行測(cè)試；吸水量和吸油值按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2346牙膏用二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試；氟相容性按照氟離子選擇電極法進(jìn)行測(cè)試。實(shí)施例1、本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法第一步：將SiO2:Na2O=3.3~3.45的固體硅酸鈉高溫液化后，加水分別調(diào)制濃度為2.5M硅酸鈉溶液和濃度為1.6M硅酸鈉溶液，備用；配置重量百分濃度為25%的碳酸鈉溶液，然后將其加入濃度為1.6M的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻，得到混合液，混合液中碳酸鈉的重量含量為0.2%，備用；第二步：往反應(yīng)釜中加入4m3重量百分濃度為11.0%的硫酸鈉溶液，加熱至80℃，攪拌下同時(shí)滴加濃度為2.5M硅酸鈉溶液3m3和濃度為10.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為7.5，硅酸鈉溶液的滴加速度為15m3/h，硅酸鈉溶液滴加完畢后，繼續(xù)滴加硫酸溶液至pH為6.0，停止加酸，攪拌10min；第三步：往上述反應(yīng)釜中繼續(xù)加入4m3的水，加熱至80℃，攪拌下同時(shí)滴加所述混合液10m3和濃度為10.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為5.5，混合液滴加完畢后，控制反應(yīng)終點(diǎn)pH為6.0，停止加酸，攪拌10min，壓濾，洗滌，通過(guò)噴霧干燥后用氣流破碎機(jī)破碎至粒徑為10μm，得到二氧化硅。所述第二步、第三步中攪拌的速度為35Hz。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為12mg，透光率為96%，吸油值為160ml/100g，吸水量為32ml/20g，氟相容性為95%。實(shí)施例2、本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法第一步：將SiO2:Na2O=3.3~3.45的固體硅酸鈉高溫液化后，加水分別調(diào)制濃度為3.2M硅酸鈉溶液和濃度為2.2M硅酸鈉溶液，備用；配置重量百分濃度為28%的碳酸鈉溶液，然后將其加入濃度為2.2M的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻，得到混合液，混合液中碳酸鈉的重量含量為1%，備用；第二步：往反應(yīng)釜中加入8m3重量百分濃度為15.0%的硫酸鈉溶液，加熱至70℃，攪拌下同時(shí)滴加濃度為3.2M硅酸鈉溶液5m3和濃度為12.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為9.5，硅酸鈉溶液的滴加速度為15m3/h，硅酸鈉溶液滴加完畢后，繼續(xù)滴加硫酸溶液至pH為7.0，停止加酸，攪拌15min；第三步：往上述反應(yīng)釜中繼續(xù)加入6m3的水，加熱至70℃，攪拌下同時(shí)滴加所述混合液8m3和濃度為12.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為7.5，混合液滴加完畢后，控制反應(yīng)終點(diǎn)pH為7.0，停止加酸，攪拌15min，壓濾，洗滌，通過(guò)噴霧干燥后用氣流破碎機(jī)破碎至粒徑為10μm，得到二氧化硅。所述第二步、第三步中攪拌的速度為35Hz。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為15mg，透光率為95%，吸油值為130ml/100g，吸水量為28ml/20g，氟相容性為96%。實(shí)施例3、本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法第一步：將SiO2:Na2O=3.3~3.45的固體硅酸鈉高溫液化后，加水分別調(diào)制濃度為2.8M硅酸鈉溶液和濃度為2.0M硅酸鈉溶液，備用；配置重量百分濃度為26%的碳酸鈉溶液，然后將其加入濃度為2.0M的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻，得到混合液，混合液中碳酸鈉的重量含量為0.6%，備用；第二步：往反應(yīng)釜中加入6m3重量百分濃度為13.0%的硫酸鈉溶液，加熱至75℃，攪拌下同時(shí)滴加濃度為2.8M硅酸鈉溶液4m3和濃度為10.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為8.5，硅酸鈉溶液的滴加速度為15m3/h，硅酸鈉溶液滴加完畢后，繼續(xù)滴加硫酸溶液至pH為7.0，停止加酸，攪拌10min；第三步：往上述反應(yīng)釜中繼續(xù)加入5m3的水，加熱至75℃，攪拌下同時(shí)滴加所述混合液9m3和濃度為10.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為6.5，混合液滴加完畢后，控制反應(yīng)終點(diǎn)pH為7.0，停止加酸，攪拌10min，壓濾，洗滌，通過(guò)噴霧干燥后用氣流破碎機(jī)破碎至粒徑為10μm，得到二氧化硅。所述第二步、第三步中攪拌的速度為35Hz。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為14mg，透光率為98%，吸油值為160ml/100g，吸水量為32ml/20g，氟相容性為96%。實(shí)施例4、本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法第一步：將SiO2:Na2O=3.3~3.45的固體硅酸鈉高溫液化后，加水分別調(diào)制濃度為3.0M硅酸鈉溶液和濃度為1.8M硅酸鈉溶液，備用；配置重量百分濃度為25%的碳酸鈉溶液，然后將其加入濃度為1.8M的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻，得到混合液，混合液中碳酸鈉的重量含量為0.4%，備用；第二步：往反應(yīng)釜中加入8m3重量百分濃度為15.0%的硫酸鈉溶液，加熱至80℃，攪拌下同時(shí)滴加濃度為3.0M硅酸鈉溶液5m3和濃度為11.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為9.5，硅酸鈉溶液的滴加速度為15m3/h，硅酸鈉溶液滴加完畢后，繼續(xù)滴加硫酸溶液至pH為7.0，停止加酸，攪拌10min；第三步：往上述反應(yīng)釜中繼續(xù)加入4m3的水，加熱至80℃，攪拌下同時(shí)滴加所述混合液9m3和濃度為11.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為7.0，混合液滴加完畢后，控制反應(yīng)終點(diǎn)pH為6.0，停止加酸，攪拌10min，壓濾，洗滌，通過(guò)噴霧干燥后用氣流破碎機(jī)破碎至粒徑為10μm，得到二氧化硅。所述第二步、第三步中攪拌的速度為35Hz。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為13mg，透光率為96%，吸油值為150ml/100g，吸水量為30ml/20g，氟相容性為94%。對(duì)比例一、選自中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN103274422A中的實(shí)施例4。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為19mg，透光率為73%，吸油值為100ml/100g，吸水量為34ml/20g，氟相容性為95%。對(duì)比例二、選自中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN105236415A中的實(shí)施例二。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為15mg，透光率為82%，吸油值為120ml/100g，吸水量為54ml/20g，氟相容性為95%。對(duì)比例三、與實(shí)施例3相比，本對(duì)比例的不同在于：第三步：往上述反應(yīng)釜中繼續(xù)加入5m3的水，加熱至75℃，加入濃度為10.0M的硫酸溶液（約2m3），攪拌，加入所述混合液9m3，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，反應(yīng)體系的pH為7.0，攪拌10min，壓濾，洗滌，通過(guò)噴霧干燥后用氣流破碎機(jī)破碎至粒徑為10μm，得到二氧化硅。其他操作和參數(shù)同實(shí)施例3。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為4mg，透光率為64%，吸油值為160ml/100g，吸水量為35ml/20g，氟相容性為92%。對(duì)比例四、與實(shí)施例3相比，本對(duì)比例的不同在于本對(duì)比例不使用碳酸鈉，具體步驟如下：第一步：將SiO2:Na2O=3.3~3.45的固體硅酸鈉高溫液化后，加水分別調(diào)制濃度為2.8M硅酸鈉溶液和濃度為2.0M硅酸鈉溶液，備用；第二步：往反應(yīng)釜中加入6m3重量百分濃度為13.0%的硫酸鈉溶液，加熱至75℃，攪拌下同時(shí)滴加濃度為2.8M硅酸鈉溶液4m3和濃度為10.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為8.5，硅酸鈉溶液的滴加速度為15m3/h，硅酸鈉溶液滴加完畢后，繼續(xù)滴加硫酸溶液至pH為7.0，停止加酸，攪拌10min；第三步：往上述反應(yīng)釜中繼續(xù)加入5m3的水，加熱至75℃，攪拌下同時(shí)滴加濃度為2.0M硅酸鈉溶液9m3和濃度為10.0M的硫酸溶液，保持過(guò)程pH為6.5，混合液滴加完畢后，控制反應(yīng)終點(diǎn)pH為7.0，停止加酸，攪拌10min，壓濾，洗滌，通過(guò)噴霧干燥后用氣流破碎機(jī)破碎至粒徑為10μm，得到二氧化硅。所述第二步、第三步中攪拌的速度為35Hz。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為19mg，透光率為76%，吸油值為90ml/100g，吸水量為26ml/20g，氟相容性為94%。對(duì)比例五、與實(shí)施例3相比，本對(duì)比例的不同在于：所述混合液中碳酸鈉的重量含量為2%其他操作和參數(shù)同實(shí)施例3。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為6mg，透光率為82%，吸油值為150ml/100g，吸水量為30ml/20g，氟相容性為91%。對(duì)比例六、與實(shí)施例3相比，本對(duì)比例的不同在于：控制第二步和第三步反應(yīng)終點(diǎn)的pH為4.0。其他操作和參數(shù)同實(shí)施例3。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為7mg，透光率為86%，吸油值為130ml/100g，吸水量為30ml/20g，氟相容性為90%。對(duì)比例七、與實(shí)施例3相比，本對(duì)比例的不同在于：第二步和第三步中使用濃度為6.0M的硫酸溶液。其他操作和參數(shù)同實(shí)施例3。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為9mg，透光率為85%，吸油值為120ml/100g，吸水量為35ml/20g，氟相容性為93%。對(duì)比例八、與實(shí)施例3相比，本對(duì)比例的不同在于：第二步和第三步中反應(yīng)過(guò)程的溫度為65℃。其他操作和參數(shù)同實(shí)施例3。經(jīng)檢測(cè)，制得的二氧化硅的銅耗值為5mg，透光率為90%，吸油值為100ml/100g，吸水量為24ml/20g，氟相容性為94%。綜上，本發(fā)明實(shí)施例1~4本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法制得的二氧化硅具有高磨擦清潔、高透光率的特性，并且具有增稠作用，其銅耗值為12~15mg，透光率大于95%，最高可達(dá)98%，吸油值為130~160ml/100g，吸水量26~32ml/20g，且氟相容性＞90%，具有很好的配伍性，在牙膏體系的分散性好，適用于各類(lèi)型牙膏，尤其適用于高清潔透明型牙膏。將本發(fā)明實(shí)施例3制得的二氧化硅應(yīng)用于牙膏中，具體配方如下（按照重量百分比計(jì)）：山梨醇60%、水18%、表面活性劑2.3%、粘合劑0.9%、香精0.8%、二氧化硅18%，制得的牙膏透明度高；相比于現(xiàn)有透明牙膏的配方（水量在10~11%），而使用了本發(fā)明實(shí)施例3制得的二氧化硅后，水量增多，在16~21%，山梨醇和二氧化硅的總量減少，牙膏依然透明，顯著降低了牙膏的生產(chǎn)成本。在本發(fā)明技術(shù)方案中，第三步采用堿滴酸的方式加料（對(duì)比例三），其制得制得的二氧化硅是硬的凝膠，銅耗值和透光率下降，不能達(dá)到高磨擦、高透明的目的；反應(yīng)中不使用碳酸鈉（對(duì)比例四），使得二氧化硅的結(jié)構(gòu)過(guò)于致密，導(dǎo)致銅耗值過(guò)大，透光率也下降，而使用過(guò)量的碳酸鈉（對(duì)比例五）則使得二氧化硅的結(jié)構(gòu)過(guò)于松散，銅耗值達(dá)不到要求；反應(yīng)pH值（對(duì)比例六）、物料濃度（對(duì)比例七）以及反應(yīng)溫度（對(duì)比例八）均會(huì)對(duì)二氧化硅的性質(zhì)產(chǎn)生影響，且這些影響數(shù)無(wú)規(guī)律可尋的，說(shuō)明本發(fā)明潔齒透明牙膏用二氧化硅的制備方法各步驟之間相輔相成。上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。