Способ получения гидроксиапатита кальция Советский патент 1993 года по МПК C01B25/32 

роксиапэтита кальция содержится только примесь оксида кальция. Избыток оксида кальция способствует достижению поставленной цели на протяжении всего процесса получения гироксиапатита кальция. Уже на первой стадии проведения процесса в водной среде благодаря избытку Са(ОН)а не создаются локальные условия для образования примеси трикальций фосфата. Завершение реакции при сушке и прокаливаний продукта при избытке СаО также происходит в условиях сильного уменьшения вероятности образования трикальций фосфата. При этом температуру прокаливания можно снизить до 950-970°С (в отличие от 1000- 1200°С в известном способе).

Предложенный интервал соотношений компонентов является.оптимальным,

Если взять молярное соотношение СаО:(МНфНР04 меньше 1,75 (например 1,7), то результаты характеризуются нестабильностью, и при проведении серии опы- тов иногда получаются образцы, содержащие примеси не только СаО, но и трикальций фосфата. .

Увеличение мольного отношения CaO:(NH4)HPO-i более 2,0 нецелесообразно, т.к. приводит к увеличению расхода.реактивов и дистиллированной воды и продолжительности процесса промывки.

Промывка дистиллированной водой избыточного оксида кальция (а точнее Са(ОН2)) декантацией до рН 6-7 гарантирует получение чистого гидроксиапатита кальция . без примесей. Если в процессе промывки в водном растворе образуется в виде неосаждающейся взвеси карбонат кальция, то он легко удаляется декантацией. Удаляются при промывке декантацией также плохо осаждающиеся частицы гидроксиапатита малого размера, что позволяет получить порошок гидроксизпатита, близкий к монодисперсному. Прокаливание помытого дистиллированной водой порошка при 350- 970°С способствует дальнейшему увеличению размеров частиц.

Способ осуществляется следующим образом.

Оксид кальция прокаливают при 950- 1000°Q, охлаждают в сухой атмосфере до температуры , езвешивают и помещают в аппарат для проведения реакции. Затем в аппарат загружают необходимое количество двузамещенного фосфата аммония (на одну весовую часть СаО берут 1,18- 1,345 мас.ч. (NH/OaHPOi). Смесь перемешивают, добавляют дистиллированную воду (на одну весовую часть СаО берут 5-7 весовых частей воды) при интенсивном перемешивании в течение 10-15 мин, полученную массу высушивают досуха при 140-160°С. Высушенный порошок растирают и прокаливают при 950-970°С в течение 1.5-2 часов, охлаждают и промывают несколько раз дистиллированной водой декантацией до рН промывных вод 6-7. Промытый порошок прокаливают при 950- 970°С втечение 1-1,5 ч.

Пример 1. Оксид кальция марки чда

прокаливают в муфельной печи при температуре 1000°С втечение 0,5 часа и охлаждают в эксикаторе в сухсгй атмосфере до 25°С, Взвешивают 30 г прокаленного оксида кальция 40,35 г двузамещенного фосфата ам5 мония марки хч.

Весовое соотношение СаО:(МН4)аНР04 . 1:1,345. Сухие реагенты помещают в фарфоровую чашку, перемешивают их и добавляют при интенсивном перемешивании 150

0 мл дистиллированной воды. Перемешивание смеси продолжают в течение 0,25 ч. Полученную массу высушивают досуха при температуре 160°С, растирают, прокаливают при температуре 950°С в течение 2 ч,

5 охлаждают и промывают дистиллированной водой декантацией до рН промывных вод 6-7, прокаливают при температуре 950°С в течение 1ч.

По данным химического анализа в пол0 ученном гидроксиапатите молярное отношение Са:Р 1,67:1. Средний размер частиц 21 мкм. Примеси оксида кальция и трикальций фосфата отсутствуют.

Пример 2. Оксид кальция марки чда

5 предварительно прокаливают в печи при температуре 950°С и охлаждают в сухой атмосфере до температуры 30°С. 40 г прокаленного оксида кальция переносят в фарфоровую чашку, добавляют 50,92 г дву0 замещенного фосфата аммония марки хч. Весовое соотношение СаО:(МН4)2НР04 1:1,273. Твердые фазы перемешивают, добавляют при интенсивном перемешивании 240 мл дистиллированной воды. Перемеши5 вают в течение 0,25 ч. Образовавшуюся массу высушивают досуха при температуре 160°С, растирают и прокаливают 1,5 часа при температуре 960°С, охлаждают, промывают дистиллированной водой декантацией

0 до рН промывных вод 6-7 и снова прокаливают при температуре 960°С в течение 0,5 ч.

Химический анализ показывает молярное отношение СаО:Р 1,67:1. Примеси ок5 сида кальция и трикальций фосфата отсутствуют.

П р и м е р 3. Прокаливают СзО и охлаждают в эксикаторе в сухой атмосфере как описано в примере 1. 50 г прокаленного оксида кальция помещают в фарфоровую

чашку, добавляют 59 г двузамещенногофосфата аммония марки хч. Весовое соотношение CaO:(NhU)2HP04 1:1,18. Компоненты смешивают и добавляют 350 мл дистиллированной воды. Смесь интенсивно перемешивают в течение 0,25 часа. Реакционную смесь высушивают досуха при температуре 160°С, растирают и прокаливают при температуре 970°С в течение 1,5 ч, охлаждают, промывают декантацией дистиллированной водой до рН промывных вод 6-7 и снова прокаливают при температуре 970°С в течение 0,5 ч. Химический анализ показывает молярное отношение Са:Р -1,67:1. Примеси оксида кальция и трикаль- ций фосфата в гидроксиапатите отсутствуют.

Пр и м е р 4. Прокаливают СаО и охлаждают в эксикаторе в сухой атмосфере как описано в примере 1. 60 г прокаленного оксида кальция и 83,2 г двузамещенного фосфата аммония марки хч помещают в фарфоровую чашку. Весовое соотношение СаО:(.НР04 1:1.385. Твердые фазы перемешивают, добавляют при интенсивном перемешивании 360 мл дистиллиров.ан- ной воды. Перемешивают в течение 0,25 часа. Образовавшуюся массу высушивают досуха при температуре 160°С, растирают и прокаливают 1,5 часа при температуре 960°С, охлаждают, промывают дистиллированной водой декантацией до рН промывных вод 6-7 и вновь прокаливают при температуре 960°С в течение 0,5 ч.

Химический анализ показывает молярное отношение Са:Р 1,65:1. Рентгенофазо- вый анализ, показывает, что в гидроксиапатите присутствует примесь три- кальций.фосфата.

Пример 5. Прокаливают СаО и эксикаторе в сухой атмосфере как описано в

примере 1. 50 г прокаленного оксида кальция и 56 г двузамещенного фосфата аммония помещают в фарфоровую чашку. Весовое соотношение СаО:(МН4)2 НР04

1:1,12. Твердые фазы перемешивают, добавляют при интенсивном перемешивании 300 мл дистиллированной воды. Перемешивают в течение 0,25 ч. Образовавшуюся массу высушивают досуха при температуре

160°С, растирают и прокаливают 1,5 ч при температуре 960°С в течение 0,5 часа.

Химический анализ гидроксиапатита показывает молярное отношение СаО:Р 1,67:1. Образуется чистый гидроксиапатит,

но увеличивается расход СаО и дистиллированной воды, а также продолжительность процесса промывки.

Результаты проведенных опытов приведены в таблице.

Таким образом предложен оригинальный, ранее не описанный, способ получения гидроксиапатита, не содержащий примесных фаз оксида кальция и трикальций фосфата, который можно охарактеризовать, как

особо чистый, отвечающий мировым стандартам.

Формула изобретения 1. Способ получения гидроксиапатита кальция, включающий прокаливание оксида кальция, его охлаждение и смешение с ди- аммоиийфосфатом и водой, сушку и прокаливание продукта, отличающийся тем, что оксид кальция, диаммонийфосфат и воду берут в массовом отношении 1,0:(1,18- -1,345):(5-7), а прокаленный продукт промывают дистиллированной водой.

.2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что прокаливание осуществляют при 950-970°С.