專利名稱：三乳酸鋁粉末及其制備方法
三乳酸鋁粉^^其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的三乳酸鋁粉末產(chǎn)品的制備方法和產(chǎn)品本身。jH^卜，本 發(fā)明涉及其中可以使用所述乳酸鋁產(chǎn)品的產(chǎn)品應用。
制4^三乳酸鋁l^末的方法描狄A. K. Rai， R. K. Mehrotra and R. C. Mehrotra于1962年的論文(Journal ftir praktischen Chemie， 4 (20)，頁 105-112)中。該論文描述了由氯化鋁或異丙醇鋁與乳g應，通過^^定形^ 乳酸鋁。在兩個反應中沉淀物都用乙醚洗涂，并在大約60-70°C/l. Onm Hg下干)^。
^J^近的賄技術(shù)，Sunahara (1986)的日本專利申請6卜060631,描迷了 制備三乳酸鋁的方法，其中，金屬鋁直接與乳酸溶^^催化劑的存在下反應。 得到的水溶液，有時含有部^^冗淀的乳酸鋁，被^i^ii一步濃縮、過濾和干 燥。
另一篇ramamoto (1997)的日本專利申請09-002999通過向M乳酸 鋁溶液中加入乳棘生成三乳酸鋁。如4^頁域技仏員已知的，堿式乳酸鋁不 是三乳酸鉛，但包含氬氧化鋁乳i^^H^物。在該日本專利申請中的堿式乳酸 4S^iXJr有摩爾比為0. 5-5以上的乳HUM呂。向該^乳酸鋁溶液中加入乳 酸，直到通it^晶形成乳^/氧化鋁的摩爾比為5. 8-6. 2的三乳酸鋁。當以乳酸 與氧化鋁之t昧示時，三乳酸鋁對應于為6的摩爾比。所述日本專利申請描述 到堿式乳酸鋁溶液即氬氧化鋁乳艦溶液可以被噴霧千燥。其進一步描述了 所得到的三乳酸鋁晶體可以通過樹糾的技術(shù)例如烘模干燥、流化床干燥、 轉(zhuǎn)鼓干絲傳送帶干燥等進^汁氣噴霧干銜殳有被a^作為可能的干燥技術(shù)。
4^頁域技^A員知道，三乳酸鋁是與iLlt^^乳酸鹽完全不同的化學產(chǎn)品。 氫氧4b4呂乳^UL定形(amorf )產(chǎn)物，并且例如溶解度至少是三乳酸鋁的兩 倍。三乳酸鋁是結(jié)晶產(chǎn)物，并因jH^高溫下有降解的風險。
本發(fā)明提供了 一種制備三乳酸鋁的新方法。該新方法與上述制備方法相比， 具有多種優(yōu)點。該新的生產(chǎn)方法與沉淀/結(jié)晶法相比是非常高效的，高產(chǎn)品收率， 產(chǎn)物損失小，且生產(chǎn)威本低，且不會生成無用的副產(chǎn)物。沉J定/結(jié)晶方法總是會產(chǎn)生含未結(jié)晶產(chǎn)物的"母液"形式的副產(chǎn)物。在過濾了結(jié)晶/^J定產(chǎn)物后，剩下 了該絲。
jH-卜，##本發(fā)明的新生產(chǎn)方法不需要輔助原粉碌化劑或洗 '〗如乙l
該新的生產(chǎn)方法并不復雜且易于(自動)控制，且因iH^f到穩(wěn)^t量可 控的產(chǎn)物，該產(chǎn)物不同于由結(jié)晶得到的產(chǎn)物。因此，由依據(jù)本發(fā)明的方法獲得 的三乳酸鋁產(chǎn)物可以針對以下特^ii^^制或具有以下特征特定的顆并iX寸， 特定的7jc襯，并與^M目關(guān)的特定的含塵度、粘性、流動性等等，且因此可以 制備適合于特定產(chǎn)品用途的產(chǎn)物。
本發(fā)明進一步提供了一種新的易于加工^1輸?shù)娜樗徜X粉末產(chǎn)品，其不 同于目前市售的三乳酸鋁粉末。市售的三乳酸鋁粉M塵較多且具有粘'f組流 動性不令人滿意。扭口工^:送該粉末產(chǎn)品的過程中，這些不良的粉末性質(zhì)通 常會導致實際問題和妙問題。jH^卜，產(chǎn)物的粘性會導致高的產(chǎn)物損失和低產(chǎn) 率。它還要》樹用過的設備和管線進行大量的、耗時的和成本高昂的清潔。本 發(fā)明的產(chǎn)品B艮了這些問題。
本發(fā)明涉及包M霧干^it程的制備三乳酸鋁的方法，其中含三乳酸鋁的 溶^V或三乳酸鋁j^H皮l^化，且霧化的液滴與加熱了的氣##觸，導致形成 固體三乳酸4彌粒，然后將所述固體顆粒與所述氣體*。該溶M漿料可以 包含10-70wt ^間的三乳酸鋁。
噴霧干^it程可以用^N^的市售的噴霧干燥設備和裝UM^f亍，其中 加熱了的氣體和三乳酸鋁i^^作為干燥器中的混合流體并流流動、逆流流動等。
所i^口熱了的氣體，例如減壓空氣(例如真空度為0. 5-5毫巴)，用于蒸發(fā) 或干燥噴霧的液滴。該干燥過程可以一步完成(是指單禾lit過干燥器)，或多步 完成。
從其中泵出溶液并進行^匕的1W可以位于干燥器的頂部，底部或側(cè)面。 不同類型的M都是有可能的。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，噴嘴位于頂部和 加熱了的空氣主要AUi部引入以與液滴霧沫并流流動。
可以通過^i^旋轉(zhuǎn)霧化器，高壓噴嘴或氣動l^f匕t觜或其組合進行^匕。
已發(fā)現(xiàn)低濃度的三乳酸鋁溶液(包括漿料)M用氣動^f匕t觜^HM壓縮空
^A蒸汽進行l(wèi)^t。 ^L船'J為10-25wt。/。的三乳酸鋁。
更高泉復的三乳酸鋁M(三乳酸鋁M為約2 5-7 0wt。/。且特別是4 0-5 5wt %)也可以用氣動^f匕t觜^H吏用壓縮空^蒸汽進行霧化，但M逸過高壓進行 組
用作噴霧干^t程的,的三乳酸鋁溶M，，可以通過M方法例如 通it^或結(jié)晶/;;c^j^^得。
在本發(fā)明的艇實施方式中，三乳酸鉆i^)"溶液由摩爾比為3: 1 (乳酸
iL^^4呂)的乳酸7j^^液和氳氧^4s粉末在水的存在下反應而獲得。
^ 發(fā)明的艦實施方式中，噴霧的液滴落下，同BW口熱了的空氣干氣
在該第一干燥階度后，顆?？梢酝ㄟ^可M在噴霧塔底部的第二干燥階^i^行
干燥。所il^部則包括集成的床(integrated bed )，加熱了的空氣ii(Ut該床用 于進一步干燥所i^^立。該干燥步驟也可以在夕(^p在單獨的干^i殳備中進行。
在所述第-"^/或第二干燥步驟后，所iW^ii—步經(jīng)由搖動M振動M 送。該搖動M振動床用于進一步調(diào)節(jié)例如^^粒冷卻。然后，如果需^"對顆 粒尺寸進行更精細的調(diào)整，該顆?？梢酝ㄟ^含篩網(wǎng)和磨碾的分級系統(tǒng)獲得。在 *后，細顆?？梢栽傺h(huán)回到噴#^的噴霧歐中。
與市售的三乳酸鋁產(chǎn)品相比，該方法獲得的產(chǎn)物是自由流動的、不顯著多 灰M粘，且其包含完美的幾乎為圓形的或球形的顆粒。市售產(chǎn)品包含的顆粒 具有許多*，看^^更像立方形或錐形的團塊或具有介于立方形^H^形之間 的形狀。這些#^或立方體狀的顆粒說明所述的粒子是由結(jié)晶法制備的。與市 售的三乳酸鋁相比，本發(fā)明的完美的艱R的三乳酸4彌粒具有窄得多的^^立尺 寸分布。在50和1000 ym之間和更M在100和500 /am之間或甚至在100和 300jum之間的顆粒是容易獲得的。本發(fā)明的三乳酸鋁粉末包括顆粒尺寸至多為 lOOOjum的這些顆粒。與市售的三乳酸鋁粉^目比，本發(fā)明的粉^ii具有非常高 的流動,1^JL良塵明顯較少?？梢钥刂票景l(fā)明的粉末以具有小于1.15的豪斯納比 (Hausner ratio)(用于表示流動'l"封呈度的^^錄)。這意味著它更易于運輸 和加工且與市售的三乳酸鋁相比結(jié)M勢更低。豪斯納比大于1. 4表示粉末是 粘性的，并因此更^更不適合除當?shù)丶庸輸。jtW卜，由禍L據(jù)本發(fā)明的方 法獲得的新產(chǎn)品，可以具有為50ml/s和更高(例如60-70ml/s)的非常高的動 態(tài)流速，甚至大于80ml/s，這大約為市售三乳酸鋁粉末的兩倍高。對于溶解速 率同樣適用，由依據(jù)本發(fā)明的噴霧干^it禾l^得的新產(chǎn)品的溶解速率大約是市 售產(chǎn)品的兩倍。所述的高動態(tài)^it和溶解速4MM^末的加工^it輸中是非常有利的。高溶 解速^f吏該粉末非常適^^^t應用。
由于上述的有利的粉末性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)由本發(fā)明獲得的三乳酸鋁粉末非常適合 于^ft產(chǎn)品應用，例如4^^品和個人護理品應用、^用品或口腔護理品應用 和工業(yè)應用。
以下非限制性的實施例舉例說明本發(fā)明。
實施例I:
通過含88wt。/4乳酸的溶液與~ 80wt。/n的干燥的氫氧化鋁凝狡(一種可從 Taurus Chemicals⑧得到的白色無定形粉末產(chǎn)物)在去離子水的存在下^制備 含20wt。/。三乳酸鋁的溶液。該反應在約75-80。C的高溫下進行，且乳酸與IL^化 鋁的摩爾比為3: 1。
將所得到的20wt。/。的溶^W到噴霧干燥嗒。該溶^t過氣動^匕型會觜 (位于該塔的頂部)iWM過^^J壓力為約8-10巴的蒸汽而霧化。液滴的霧 沫與加熱了的空氣(主要從該噴霧干燥塔的上部引入)接觸，加熱了的空氣的 入口溫^約235-245。C。出口溫^約100-120。C。
噴霧干燥了的顆粒進一步引入到集成在塔下部的固t來中用于進一步干 燥，接著經(jīng)由搖動床傳送以^HP。然后，顆并iii過含篩網(wǎng)和磨碾的分級系統(tǒng)。
結(jié)果是自由流動的、無塵的且目測不顯著發(fā)粘的粉末，其包含約97wt。/n的三 乳酸鋁粉末并具有3wtyn的水^t。該粉^1且*的SEM圖顯示出幾乎完4^是圓 形或球形的顆粒(有一些團M-^)，這與與市售的三乳酸鋁粉末例如PURAC Biochem B. V的PURAMEX Al^)形成對比，如

圖1和圖2中所示。
經(jīng)由Malvern咖stersizer 2000@測定的顆粒尺寸分布(PSD)顯示了以下 d0.1為約110 (毫米)，d0.5為約180 (毫米)，d0. 9為約300 (毫米)。
粉末的流動'f封級由^^的豪斯納比;^示，其通過測JiW縮后或,i^ 打后的堆密JL和未敲打的(^￡縮的)柏散的堆密M計算和測定。各#^:的 值顯示于表I中。試驗重復兩次。表I .堆密度結(jié)果
錄的密度(絲打敲打后的密度豪斯納比卡爾等^ia^性
的)(g/cc)(g/cc)
三乳酸鋁0. 6210. 6691. 087. 2'姚秀
三乳酸鋁0.6040. 6711. 1110%優(yōu)秀
市售三乳酸^#"末0. 7060.8171.1613. 6%缺
市售三乳酸45#末0. 7060. 8241.17H 3%岍
"卡爾等級"絲于壓實的已知的指標^jiai.Carr, 1965，固體流動 性的"PH古)，JUD于;^匕比較M粉末的流動性質(zhì)。以該;^jl^為"良好"和 "優(yōu)秀"是指本發(fā)明的粉末具有非常好的甚至優(yōu)秀的自由流動性。i^ii一步表明 在該粉末的加工^J渝中，例如在大袋^中，該I^末不會^L明皿縮。因此， 當大鈔iJiiM客手中時，其不會突然"一半是空的"。
流動性也可以通過測量動態(tài)流i4^示，其也是一種標準方法。該動態(tài)流 i4A通過測量600ml !^末產(chǎn)品流過管道的2cm開口所用的時間來測量的。對于 適合正常加工和傳輸活動的粉末而言，動態(tài)流速等于或大于50，伏選等于或大 于70或80ml/s ;|_可以接受的。對于時間和殘留的賴^末損失而言，動態(tài)流ii^ 高，粉末的加工^i^Nf^易M高效。
測量值顯示于表II中。
表II:動態(tài)流速
樣品動態(tài)i5i^ (ml/s)
三乳酸鋁86.1可接受
三乳酸鋁85.7可接受
市售三乳酸鋁粉末45.9差
市售三乳酸鋁粉末43.4差
兩種粉末的溶解速率通過測量室溫下將5g三乳酸鋁,于200ml Mi 11 i-Q 水中所需的時間來測定。及時測量溶液的電導率。當電導率穩(wěn)定時，認為樣品 已総解。
與溶解速率為約0.125g/s (或每5g粉末用時40秒)的PUR扁X AL財目比， 噴霧干燥的三乳酸鋁粉^示出為約0. 25g/s (或每5g粉末用時20秒)的兩倍 高的溶解速率。實施例II:
約含53wt。/。乳酸鋁的M由以下方法制備在約為75-85'C的高溫下，緩慢 且加以控制地向約55. 8kg乳酸和約25. 4kg去離子水中加入約16kg ~ 80wt。/。的干 燥的氫氧^4呂艦(可從Taurus Chemicals @得到的白色無定形^^末產(chǎn)品)。
三乳酸鋁漿^f絲在原，中，并被不斷攪拌。漿料^^^中i^^到市 售的SLS小^t莫示范噴霧干燥器中。該^Ht過氣動^f匕型^^觜(位于該塔的 頂部)iWHt過依靠壓縮空氣^ft。液滴的霧沫與加熱了的空氣并^U^觸， 該力口熱了的空氣的入口5顯度為約220-2。出口溫度為約120-130匸。
所得到的自由流動的三乳酸鋁l^末的水含量為約1. lwtl
權(quán)利要求
1.包括噴霧干燥過程的制備三乳酸鋁粉末的方法，其中含三乳酸鋁的溶液或漿料被霧化成液滴并使所述液滴與加熱了的氣體接觸，導致形成固體三乳酸鋁顆粒，然后將所述固體顆粒與所述氣體分開。
2. 根據(jù);M'J要求1的方法，其中所述氣體是減壓空氣。
3. 才^^U'J要求1或2的方法，其中通it^壓縮空^^蒸汽^H^II氣動 ^f匕t觜或通ii^加高壓并使用高壓噴嘴將所iii^^M^匕。
4. 才 權(quán)利要求1、 2或3的方法，其中所t乳酸鉛溶^il漿料包含 10-70wt。/。的三乳酸鋁。
5. 由才^^K利^"求1、 2、 3或4的方法獲得的三乳酸鋁粉末。
6. 積別要求5的三乳酸鋁粉末，其豪斯納比小于l. 15。
7. 權(quán)利要求5或6的三乳酸鋁粉末，其動態(tài)^il^少為50ml/s。
8. M'j要求5、 6或7的三乳酸鋁粉末，其在水中在環(huán)境室溫下具有大于 0.125g/s的鏘速率。
9. 4又利要求5、 6、 7或8的三乳酸鋁^^#個/^護理品、^Hc品、##用 品、 或工業(yè)品應用中的用途。
10. 包^K利要求5、 6、 7或8的三乳酸鋁^^末的個/v護理品、4沐品、 餅用品或工業(yè)產(chǎn)品'
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制備新的三乳酸鋁粉末產(chǎn)物的噴霧干燥方法，并涉及所得到的明顯自由流動的且明顯既不粘也不多塵的產(chǎn)物本身。本發(fā)明還涉及其中可以應用所述乳酸鋁產(chǎn)物的產(chǎn)品應用。
文檔編號C07C59/08GK101610990SQ200780045706
公開日2009年12月23日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者K·J·克雷恩, M·J·A·W·沃拉格 申請人:普拉克生化公司