一种骨质瓷用合成骨粉的制备方法与流程

文档序号:11503113阅读:2265来源:国知局

本发明属于陶瓷领域,具体涉及一种骨质瓷用合成骨粉的制备方法。



背景技术:

骨质瓷器是高级日用细瓷,具有瓷质细腻、白度高、透明度、釉面光滑、机械强度高等优良特性。骨粉是骨质瓷的主要原料,用量可达整个坯料的40%~50%,骨粉的质量和用量对骨质瓷制品的色调、透明度以及烧成温度、强度等有较大的影响。传统的骨质瓷一般使用动物骨粉作原料,由于动物骨灰供应困难、质量低且不稳定,严重影响了骨质瓷器的生产和发展。

目前在陶瓷生产中常用的骨粉只有两种,一种是天然骨粉,即各种牛、羊、猪、狗、鸡等杂骨,各种动物骨化学成分差异较大,导致天然骨粉化学成分波动较大,因而用天然骨粉配制的陶瓷坯体化学成分不稳定;另外一种是人工合成骨粉,化学成分比较稳定,但是烧成收缩比较大,用人工合成骨粉配制的陶瓷坯体干燥强度比较低,在成型过程中易开裂,烧成后瓷胎易炸裂,产品热稳定性较差。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对人工合成骨粉成型过程中易开裂,烧成后瓷胎易炸裂,产品热稳定性较差的问题,本发明提供了一种骨质瓷用合成骨粉的制备方法。

为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:

一种骨质瓷用合成骨粉的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:

(1)取蚕丝和质量分数为10%磷酸溶液混合均匀,进行加热,再加入胃蛋白酶,酶解3~4h,得酶解混合物,使用氢氧化钠溶液调节酶解混合物ph至8.5~9.5,静置,对酶解混合物进行过滤,收集过滤液,得酶解液;

(2)按重量份数计,取60~70份酶解液、30~35份二氯甲烷、13~15份聚乳酸、8~11份氯化钙、3~6份十二烷基磷酸单酯及0.9~2.1份氯化钇,放入反应釜中,在氮气保护下搅拌反应,收集反应釜中的反应混合物;

(3)将反应釜中的反应混合物进行蒸馏回收二氯甲烷,再对蒸馏剩余物进行喷雾干燥,收集干燥物;

(4)将干燥物、氧化钙、磷酸氢钙和水进行球磨,得球磨混合物,并进行磁选除铁,将磁选除铁后的球磨混合物放入压机中进行挤压,得压块,将压块放入煅烧炉中进行煅烧,收集煅烧物,即可得骨质瓷用合成骨粉。

优选的,所述步骤(1)蚕丝和质量分数为10%磷酸溶液的质量比为1:3。

优选的,所述步骤(1)胃蛋白酶的添加量为蚕丝质量的4~6%。

优选的,所述步骤(1)加热温度为38~42℃。

优选的,所述步骤(1)静置时间为40~50min。

优选的,所述步骤(2)中反应釜的温度为110~120℃,压力为1.2~1.4mpa,搅拌反应时间为7~9h。

优选的,所述步骤(3)中喷雾干燥的进口温度为95℃,空气流速为450~500l/h。

优选的,所述步骤(4)中干燥物、氧化钙、磷酸氢钙和水的质量比为8:3:2:1。

优选的,所述步骤(4)中煅烧流程为先以3℃/min升温至70~80℃,保温2~4h后,升温至333~352℃,保温4~6h,再以8℃/min升温至1120~1180℃,煅烧1~3h,随炉冷却至室温,即可。

本发明有益技术效果是:本发明采用高蛋白含量的蚕丝作为氨基酸供应源,丰富氨基酸的种类,使用十二烷基磷酸单酯对聚乳酸进行活化,并与获得的氨基酸进行混合,负载钇离子,增加热稳定性,进而提高骨质瓷用合成骨粉原料的热稳定性,并与氧化钙和磷酸氢钙提供的钙源挤压混合,通过高温煅烧,形成稳定的结构,增加热稳定性,使制备的复合骨粉化学成分稳定,具有较好的成型性能,热稳定性高。

具体实施方式

一种骨质瓷用合成骨粉的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:

先按质量比为1:3,取蚕丝和质量分数为10%磷酸溶液混合均匀,进行加热,加热温度为38~42℃,再加入蚕丝质量4~6%的胃蛋白酶,酶解3~4h,得酶解混合物,使用氢氧化钠溶液调节酶解混合物ph至8.5~9.5,静置40~50min,对酶解混合物进行过滤,收集过滤液,得酶解液;按重量份数计,取60~70份酶解液、30~35份二氯甲烷、13~15份聚乳酸、8~11份氯化钙、3~6份十二烷基磷酸单酯及0.9~2.1份氯化钇,放入反应釜中,反应釜的温度为110~120℃,压力为1.2~1.4mpa,在氮气保护下搅拌反应7~9h,收集反应釜中的反应混合物;将反应釜中的反应混合物进行蒸馏回收二氯甲烷,再对蒸馏剩余物进行喷雾干燥,进口温度为95℃,空气流速为450~500l/h,收集干燥物;最后按质量比为8:3:2:1,将干燥物、氧化钙、磷酸氢钙和水进行球磨,得球磨混合物,并进行磁选除铁,将磁选除铁后的球磨混合物放入压机中进行挤压,得压块,将压块放入煅烧炉中进行煅烧,先以3℃/min升温至70~80℃,保温2~4h后,升温至333~352℃,保温4~6h,再以8℃/min升温至1120~1180℃,煅烧1~3h,随炉冷却至室温,收集煅烧物,即可得骨质瓷用合成骨粉。

实例1

先按质量比为1:3,取蚕丝和质量分数为10%磷酸溶液混合均匀,进行加热,加热温度为38℃,再加入蚕丝质量4%的胃蛋白酶,酶解3h,得酶解混合物,使用氢氧化钠溶液调节酶解混合物ph至8.5,静置40min,对酶解混合物进行过滤,收集过滤液,得酶解液;按重量份数计,取60份酶解液、30份二氯甲烷、13份聚乳酸、8份氯化钙、3份十二烷基磷酸单酯及0.9份氯化钇,放入反应釜中,反应釜的温度为110℃,压力为1.2mpa,在氮气保护下搅拌反应7h,收集反应釜中的反应混合物;将反应釜中的反应混合物进行蒸馏回收二氯甲烷,再对蒸馏剩余物进行喷雾干燥,进口温度为95℃,空气流速为450l/h,收集干燥物;最后按质量比为8:3:2:1,将干燥物、氧化钙、磷酸氢钙和水进行球磨,得球磨混合物,并进行磁选除铁,将磁选除铁后的球磨混合物放入压机中进行挤压,得压块,将压块放入煅烧炉中进行煅烧,先以3℃/min升温至70℃,保温2h后,升温至333℃,保温4h,再以8℃/min升温至1120℃,煅烧1h,随炉冷却至室温,收集煅烧物,即可得骨质瓷用合成骨粉。

实例2

先按质量比为1:3,取蚕丝和质量分数为10%磷酸溶液混合均匀,进行加热,加热温度为40℃,再加入蚕丝质量5%的胃蛋白酶,酶解4h,得酶解混合物,使用氢氧化钠溶液调节酶解混合物ph至9.0,静置45min,对酶解混合物进行过滤,收集过滤液,得酶解液;按重量份数计,取65份酶解液、33份二氯甲烷、14份聚乳酸、9份氯化钙、5份十二烷基磷酸单酯及1.5份氯化钇,放入反应釜中,反应釜的温度为115℃,压力为1.3mpa,在氮气保护下搅拌反应8h,收集反应釜中的反应混合物;将反应釜中的反应混合物进行蒸馏回收二氯甲烷,再对蒸馏剩余物进行喷雾干燥,进口温度为95℃,空气流速为470l/h,收集干燥物;最后按质量比为8:3:2:1,将干燥物、氧化钙、磷酸氢钙和水进行球磨,得球磨混合物,并进行磁选除铁,将磁选除铁后的球磨混合物放入压机中进行挤压,得压块,将压块放入煅烧炉中进行煅烧,先以3℃/min升温至75℃,保温3h后,升温至343℃,保温5h,再以8℃/min升温至1150℃,煅烧2h,随炉冷却至室温,收集煅烧物,即可得骨质瓷用合成骨粉。

实例3

先按质量比为1:3,取蚕丝和质量分数为10%磷酸溶液混合均匀,进行加热,加热温度为42℃,再加入蚕丝质量6%的胃蛋白酶,酶解4h,得酶解混合物,使用氢氧化钠溶液调节酶解混合物ph至9.5,静置50min,对酶解混合物进行过滤,收集过滤液,得酶解液;按重量份数计,取70份酶解液、35份二氯甲烷、15份聚乳酸、11份氯化钙、6份十二烷基磷酸单酯及2.1份氯化钇,放入反应釜中,反应釜的温度为120℃,压力为1.4mpa,在氮气保护下搅拌反应9h,收集反应釜中的反应混合物;将反应釜中的反应混合物进行蒸馏回收二氯甲烷,再对蒸馏剩余物进行喷雾干燥,进口温度为95℃,空气流速为500l/h,收集干燥物;最后按质量比为8:3:2:1,将干燥物、氧化钙、磷酸氢钙和水进行球磨,得球磨混合物,并进行磁选除铁,将磁选除铁后的球磨混合物放入压机中进行挤压,得压块,将压块放入煅烧炉中进行煅烧,先以3℃/min升温至80℃,保温4h后,升温至352℃,保温6h,再以8℃/min升温至1180℃,煅烧3h,随炉冷却至室温,收集煅烧物,即可得骨质瓷用合成骨粉。

将上述实施例所得的骨质瓷用合成骨粉进行检测,结果如表一所示。

检测仪器及方法为:收缩率测试仪,高温灰化法,火焰原子吸收法。

表一:骨质瓷用合成骨粉

上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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