CN110088041A - 亚锡相容的二氧化硅 - Google Patents

Abstract

公开了二氧化硅颗粒，其BET表面积为0.1‑7m²/g，堆积密度为35‑55lb/ft³，Einlehner磨损值为8‑25mg损失/100,000转，总压汞孔体积为0.7‑1.2cc/g，亚锡相容性为70％‑99％，及制备这些二氧化硅颗粒的方法。

Description

亚锡相容的二氧化硅

相关申请的引用

本申请是PCT国际专利申请，并要求2017年5月22日提交的美国临时专利申请No.62/509,276和2016年12月19日提交的美国临时专利申请No.62/435,921的优先权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

发明背景

含有亚锡的组合物，包括氟化亚锡，是用于洁齿剂和其它终端应用的非常有效的治疗剂，提供了改善的腔体保护和减少的菌斑、牙龈炎和牙齿敏感性。然而，由于与制剂的其它组分如二氧化硅材料的相互作用，洁齿剂制剂中亚锡的有效性会降低。

因此，提供具有改善的亚锡相容性的二氧化硅材料以改善洁齿剂组合物中亚锡的总体有效性将是有益的。因此，本发明主要涉及此目的。

发明概述

本发明概述用以以简化的形式介绍一些将在下面的详细描述中进一步描述的概念。本概述不旨在指出所要求保护的主题所需的或必要的特征。本概述也不旨在限制所要求保护的主题的范围。

本文公开并描述了具有改善的亚锡相容性的二氧化硅颗粒。根据本发明的一个方面，这种二氧化硅颗粒可具有(i)BET表面积在约0.1至约7m²/g的范围内，(ii)堆积密度(pack density)在约35至约55lb/ft³范围内，(iii)Einlehner磨损值在约8至约25mg损失/100,000转的范围内，(iv)总压汞孔体积(total mercury intrusion pore volume)在约0.7至约1.2cc/g的范围内，和(v)亚锡相容性在约70％至约99％的范围内。

本文还公开和描述了制备二氧化硅颗粒的方法，例如亚锡相容的二氧化硅颗粒。制备二氧化硅颗粒的一种这样方法可包括(a)提供包含水、硫酸钠和基础二氧化硅颗粒的混合物，所述二氧化硅颗粒的特征在于(i)基础堆积密度在约25至约50lb/ft³的范围内，(ii)基础中值粒度(d50)在约1至约10微米的范围内，(iii)基础d95粒度在约1至约20微米的范围内，和(iv)基础总压汞孔体积在约0.8至约3cc/g范围内，(b)在表面积降低的条件下向混合物中添加碱金属硅酸盐和无机酸，其中所述碱金属硅酸盐以每分钟约0.2至约0.8wt％的二氧化硅添加平均速率和/或每分钟小于约1.9wt％的最大二氧化硅添加速率添加到所述混合物中；和(c)停止添加所述碱金属硅酸盐并继续向混合物中添加无机酸，其平均添加速率比步骤(b)中无机酸的平均添加速率高不超过75％，以将所述混合物的pH调节至约5至约8.5的范围内；以制备表面积降低的二氧化硅颗粒，其特征在于(i)BET表面积在约0.1至约7m²/g的范围内，(ii)堆积密度在约35至约55lb/ft³的范围内，(iii)Einlehner磨损值在约8至约25mg损失/100,000转的范围内，(iv)总压汞孔体积在约0.7至约1.2cc/g的范围内，和(v)亚锡相容性在约70％至约99％的范围内。所得到的极低表面积的二氧化硅颗粒出乎意料地含有标准高清洁二氧化硅(例如二氧化硅牙科磨料)的许多性质，但也与氟化亚锡相容。

前述发明概述和下述详细说明都提供了示例并且仅是解释性的。因此，前述发明概述和下述详细说明不应被认为是限制性的。此外，除了这里阐述的特征或变化之外，还可以提供其它特征或变化。例如，某些方面可以涉及详细说明中所描述的各种特征组合和子组合。

附图说明

图1是显示了洁齿剂放射性牙本质磨损(RDA)与表面积降低的二氧化硅颗粒的堆积密度之间的相关性的图。

图2是显示了洁齿剂RDA与表面积降低的二氧化硅颗粒的总压汞孔体积之间的相关性的图。

图3是实施例10的二氧化硅的扫描电子显微照片。

图4是实施例15的二氧化硅的扫描电子显微照片。

图5是实施例19B的二氧化硅的扫描电子显微照片。

图6是实施例22B的二氧化硅的扫描电子显微照片。

图7是实施例25B的二氧化硅的扫描电子显微照片。

图8是实施例28B的二氧化硅的扫描电子显微照片。

图9-10是实施例34B的二氧化硅的扫描电子显微照片。

图11-12是实施例35B的二氧化硅的扫描电子显微照片。

图13-14是实施例36B的二氧化硅的扫描电子显微照片。

定义

为了更清楚地定义本文所使用的术语，提供了下述定义。除非另有说明，否则下述定义适用于本公开。如果在本公开中使用了某术语但在本文中没有具体定义，则可以应用IUPAC Compendium of Chemical Terminology，第2版(1997)中的定义，只要该定义不与本文所应用的任何其它公开或定义冲突，或者对应用该定义的任何权利要求造成不确定性或无法实施。如果通过引用并入本文的任何文件所提供的任何定义或用法与本文所提供的定义或用法相冲突，则以本文所提供的定义或用法为准。

在本文中，描述了主题的特征，使得在特定方面内，可以设想不同特征的组合。对于本文公开的每个方面和每个特征，可以预期所有对本文所描述的设计、组合物、过程、或方法没有不利影响的组合并且可以互换，不论是否对特定组合有明确描述。因此，除非另有明确说明，否则本文所公开的任何方面或特征都可以组合以描述与本公开一致的发明设计、组合物、过程、或方法。

虽然本文使用“包含”各种组分或步骤的方式描述了组合物和方法，但除非另有说明，否则所述组合物和方法也可表述为“基本上由各种组分或步骤组成”或“由各种组分或步骤组成”。

除非另有说明，否则术语“一个”，“一个”和“该”旨在包括多个的可替代物，例如，至少一个。

通常，使用Chemical and Engineering News,63(5),27,1985中发表的元素周期表的版本中指示的编号方案来指示元素族。在一些情况下，元素族可以使用分配给该族的通用名称来表示；例如，用于第1族元素的碱金属，用于第2族元素的碱土金属等。

除非另有说明，否则下文中使用的所有百分比和比例均以总组合物的重量计。除非另有说明，否则本文提及的所有成分的百分比、比例和含量均基于该成分的实际量，并且不包括溶剂，填充剂或作为市售产品而可与该成分组合的其它材料。

除非另有说明，否则本文提及的所有测量均在25℃(即室温)下进行。

如本文所用，词语“包括”及其变体旨在是非限制性的，使得对列表中的物品的叙述不排除其它可能在本发明的材料、组合物、装置、和方法中有用的类似物品。

如本文所用，用作连接两个或更多个要素的词语“或”意味着单独地和组合地包括这些要素；例如X或Y表示X或Y或两者。

如本文所用，“口腔护理组合物”是指一种产品，其在正常使用过程中，不旨在通过吞咽而为全身给予特定治疗剂，而是会在口腔中保留足够长的时间，以接触牙齿表面或口腔组织。口腔护理组合物的实例包括洁齿剂、漱口剂、摩丝、泡沫、口腔喷雾剂、含片、可咀嚼片剂、口香糖、牙齿美白条、牙线和牙线涂层、口气清新可溶解条、或义齿护理或粘合剂产品。所述口腔护理组合物还可以被引入到条带或薄膜上，以直接施用或附着于口腔表面。

除非另有说明，否则本文所用的术语“洁齿剂”包括牙齿或龈下糊剂、凝胶或液体制剂。所述洁齿剂组合物可以是单相组合物，或者可以是两种或更多种单独的洁齿剂组合物的组合。所述洁齿剂组合物可以是任何所需的形式，例如深条纹、表面条纹、多层、具有包围糊剂的凝胶、或其任何组合。包含两种或更多种单独的洁齿剂组合物的洁齿剂中的每种洁齿剂组合物都可以被包含在分配器的物理分隔的隔室中并且并排分配。如本文所述，术语“牙膏”和“洁齿剂”可互换使用。

除非另有说明，否则本文所用的术语“水”是指USP水。

尽管与本文描述的那些类似或等同的任何方法和材料都可用于本发明的实践或测试，但本文描述了典型的方法和材料。

本文提及的所有出版物和专利都通过引用并入本文，用于描述和公开例如在出版物中描述的构造和方法，其可以与目前描述的本发明一起使用。

在本发明中公开了几种类型范围。当公开或要求任何类型的范围时，旨在单独公开或要求保护这样的范围可以合理地包含的每个可能的数字，包括范围的端点以及任何子范围和包括在其中的子范围的组合。作为代表性实例，二氧化硅颗粒的BET表面积可以在本发明的各个方面的某些范围内。通过公开BET表面积在约0.1至约5m²/g的范围内，目的是说明表该面积可以是该范围内的任何表面积，例如可以等于约0.1m²/g，约0.2m²/g，约0.5m²/g，约1m²/g，约2m²/g，约3m²/g，约4m²/g，约4.5m²/g或约5m²/g。另外，该表面积可以在约0.1至约5m²/g的任何范围内(例如，约0.1至约4m²/g)，这还包括约0.1至约5m²/g之间的的任何范围的组合(例如，表面积可以在约0.1至约2m²/g或约3至约4.5m²/g的范围内)。同样地，本文公开的所有其它范围应当以与该示例类似的方式解释。

术语“约”表示数量、尺寸、配方、参数和其它数量和特性不是也不必是精确的，但可以近似和/或更大或更小，根据需要反映公差，转换因子，四舍五入，测量误差等，以及本领域技术人员已知的其它因素。通常，数量、尺寸、配方、参数或其它数量或特征是“约”或“近似”的，无论是否明确说明是这样的。术语“约”还包括由特定初始混合物所产生的组合物的不同平衡条件而不同的量。无论是否由术语“约”修饰，权利要求都包括数量的等同物。术语“约”可以表示在报告的数值的10％内，优选在报告的数值的5％内。

本发明的详细说明

本发明涉及具有改善亚锡相容性的二氧化硅颗粒。作为初始事项，发现二氧化硅性质的先前指标和特征不足以充分预测亚锡相容性。例如，CPC(氯化十六烷基吡啶)与二氧化硅材料的相容性通常是已知的性质，但CPC相容性不一定是亚锡相容性的有用量度。CPC分子比亚锡离子大得多，不能进入二氧化硅颗粒中由小于约500埃(“小孔”)的小孔所产生的表面区域，如美国专利No.7,255,852所述，其全部内容通过引用并入本文。相反，亚锡离子基本上可以进入由这种小孔所产生的所有孔隙，并与小孔内的表面相互作用并结合，从而限制了亚锡离子的可用性和治疗效果。因此，表面积的降低孔径和以促进CPC相容性与表面积的降低孔径以促进亚锡相容性是不同的。

尽管不希望受以下理论的束缚，但据信从所述二氧化硅颗粒内消除小孔孔隙率是实现高亚锡相容性的重要因素。然而，当颗粒内的所有孔无论尺寸或表面积如何都被填充时，所得的二氧化硅颗粒都非常硬，太致密，并且过于磨蚀。出乎意料且有益的是，发现可以通过表面积降低步骤填充并消除由小孔所产生的表面积，而不消除大于约1000埃(“大孔”)的二氧化硅颗粒的孔。由此产生的表面积降低的二氧化硅颗粒-仅(从小于约500-1000埃的孔)消除了小孔孔隙率-被发现与亚锡离子高度相容，而且，它们保持了足够的由大孔造成的孔隙率，使得它们的颗粒堆积密度和磨蚀性没有显著增加。通常，最有效的表面积降低的二氧化硅颗粒具有低BET表面积(例如，由小孔引起的孔隙率最小水平)和低颗粒堆积密度和低磨蚀性(例如，由大孔引起的所需孔隙率量)。

通常，小孔孔隙率可以通过BET表面积来表征或量化，使得低BET表面积值通常与具有较少的小孔隙率相互关联，导致二氧化硅颗粒不吸收亚锡离子，从而得到高亚锡相容性的材料。可以通过总压汞体积(total intrusion mercury volume)和/或堆积密度来表征或量化大孔孔隙率，使得高孔隙体积值和低堆积密度值通常与具有更多大孔孔隙率关联，导致二氧化硅颗粒可用于制备具有适当RDA值的洁齿剂组合物。

通常进行RDA测试以确认洁牙剂组合物(即牙膏)对于消费者使用是安全的，测试的上限设为250。由于该测试方法的可变性，一些产品使用RDA值低于约200的磨料配制，使得正常的测试可变性不会导致牙膏的性能接近或超过最大允许值。出乎意料的是，洁牙剂RDA值与二氧化硅颗粒的孔体积之间以及洁齿剂RDA值与二氧化硅颗粒的堆积密度之间存在强的相关性，如图1和图2分别所示。由于RDA测试在有限数量的外部测试实验室中进行并且昂贵耗时，因此将二氧化硅颗粒的物理性质与洁齿剂RDA相关联，使得可以确定二氧化硅颗粒的关键性质而不仅仅依赖于RDA。随着二氧化硅颗粒的堆积密度增加，洁齿剂RDA增加。相应地，随着二氧化硅颗粒的总压汞孔体积增加，洁齿剂RDA降低。为了制备在所需RDA范围内起作用的二氧化硅颗粒，所述相关性表明堆积密度值最好小于约55lb/ft³，且总压汞孔体积值最好大于约0.70cc/g。由于这些参数可以独立于小孔孔隙率(BET表面积)进行控制，因此通过引入大孔孔隙率来降低RDA，可以制备具有降低的堆积密度的二氧化硅颗粒，同时通过降低小孔孔隙率来保持达到高亚锡相容性所需的低的BET表面积值。

尽管不希望受以下理论的束缚，但据信本发明的改进的表面积降低的二氧化硅颗粒可以至少部分地通过在表面积降低步骤中使用额外的二氧化硅材料缓慢地填充由某些性质所定义的基础二氧化硅颗粒的小孔来制备。在下文中详细描述了所得到的和意想不到的基础二氧化硅颗粒性质和特别理想的表面积降低的二氧化硅颗粒性质的组合。

表面积降低的二氧化硅颗粒

与本发明的方面一致，具有改善的亚锡相容性的表面积降低的二氧化硅颗粒可具有以下特征：(i)BET表面积在约0.1至约7m²/g的范围内，(ii)堆积密度在约35至约55lb/ft³的范围内，(iii)Einlehner磨损值在约8至约25mg损失/100,000转的范围内，(iv)总压汞孔体积在约0.7至约1.2cc/g的范围内，和(v)亚锡相容性在约70至约99％的范围内。在其它方面，与本发明一致的亚锡相容的表面积降低的二氧化硅颗粒也可具有下文提供的任何特性或性质以及任何组合。

在一个方面，所述表面积降低的二氧化硅颗粒可具有非常低的表面积，通常BET表面积在约0.1至约7m²/g的范围内。通常，该BET表面积可在约3至约6，约0.1至约5，约1至约7，或约1.5至约7m²/g的范围内。在其它方面，该BET表面积可在约0.2至约4，约0.2至约3，约0.5至约5，约0.5至约4.5，约0.5至约4，或约0.5至约3.5m²/g的范围内等。该BET表面积也可在约0.01至约10m²/g，约0.05至约8m²/g，约0.1至约9m²/g，或约1至约9m²/g的范围内。BET表面积的其它合适范围根据本公开内容也是显而易见的。

此外，表面积降低的二氧化硅颗粒可以具有较少磨蚀性，如Einlehner磨损值在约8至约25mg损失/100,000转的范围内所反映的。例如，Einlehner磨损值可在约8至约20；或者，约10到约20；或者，约15至约22mg损失/100,000转的范围内。Einlehner磨损值也可以在约30至约60mg损失/100,000转的范围内。Einlehner磨损值的其它合适范围从本公开内容也是显而易见的。

这些表面积降低的二氧化硅颗粒也具有相对低的堆积密度。在一个方面，所述堆积密度可以在约35至约55lb/ft³的范围内。在另一方面，所述堆积密度可以在约40至约55lb/ft³，约45至约55lb/ft³，或约40至约50lb/ft³的范围内。在另一方面，所述堆积密度可在约30至约60lb/ft³的范围内。堆积密度的其它合适范围根据本公开内容也是显而易见的。

根据本发明的一些方面的表面积降低的二氧化硅颗粒可具有优异的亚锡相容性，优异的CPC相容性或两者。出乎意料的是，发现具有良好亚锡相容性的二氧化硅通常也具有良好的CPC相容性，但具有良好CPC相容性的二氧化硅不一定也具有良好的亚锡相容性。通常，本文所述的表面积降低的二氧化硅颗粒具有在约70％至约99％的范围内的亚锡相容性，例如在约70％至约95％，约70％至约98％，约70％至约90％，或约72％至约95％的范围内等。此外，所述表面积降低的二氧化硅颗粒通常具有在约70％至约99％的范围内的CPC相容性，例如，在约80％至约98％，或约75％至约95％的范围内等。根据本公开内容，其它适合的亚锡相容性和CPC相容性的范围也是显而易见的。

虽然不限于此，但是所述表面积降低的二氧化硅颗粒的总压汞孔体积通常可以在约0.7至约1.2cc/g，约0.75至约1.05cc/g，约0.75至约0.9cc/g，或约0.9至约1.1cc/g的范围内。另一方面，所述表面积降低的二氧化硅颗粒的总压汞孔体积可在约0.5至约1.7cc/g，约0.6至约1.5cc/g，或约0.4至约1.2cc/g的范围内。根据本公开内容，总压汞孔体积的其它合适范围也是显而易见的。

在一个方面，所述表面积降低的二氧化硅颗粒可具有相对小的平均粒度。通常，中值粒度(d50)和/或平均粒度(平均值)可以在约1至约20μm，约1至约15μm，约2至约15μm，约2至约12μm，约2至约10μm，或约4至约10μm的范围内等。所述中值粒度(d50)和/或平均粒度(平均值)可在约1至约20μm或约2至约15μm的范围内。根据本公开内容，所述平均粒度和中值粒度的其它合适范围也是显而易见的。

在另一方面，所述表面积降低的二氧化硅颗粒可具有相对低的吸油性，相对低的吸水率和/或非常低的CTAB表面积。例如，所述吸油性可以在约25至约100cc/100g，约25至约75cc/100g，或约27至约60cc/100g的范围内。此外或可替代地，所述吸水率可以在约50至约130cc/100g，约60至约120cc/100g，约65至约110cc/100g，或约75至约105cc/100g的范围内。CTAB表面积的代表性和非限制性范围包括0至约10m²/g，0至约7m²/g，或0至约5m²/g。根据本公开内容，所述吸油性，吸水率和CTAB表面积的其它合适范围也是显而易见的。

另外，所述表面积降低的二氧化硅颗粒可具有基本上中性的pH，其包括例如约5.5至约9，约6至约8，或约6.2至约7.8的pH范围。根据本公开内容，pH的其它合适范围也是显而易见的。

所述表面积降低的二氧化硅颗粒可具有相对窄的粒度分布，325目筛余物的重量百分比(保留在325目筛中的量)通常小于或等于约1.5wt.％。在一些方面，所述325目筛余物可小于或等于约1wt.％，小于或等于约0.6wt.％，小于或等于约0.3wt.％，或小于或等于约0.2wt.％。

在这些和其它方面，任何所述表面积降低的二氧化硅颗粒都可以是无定形的，可以是合成的，或者可以是无定形的和合成的。此外，在本发明的特定方面，所述表面积降低的二氧化硅颗粒可包含沉淀二氧化硅颗粒，但不限于此。

含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂的薄膜清洁比(PCR)是洁齿剂清洁特性的量度。所述平均PCR可以大于约60，大于约70，大于80，大于约100，大于约110，大于约120，和大于130。含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂的平均PCR可在约60至约200，约70至约170，约80至约160，约90至约150，和约100至约140的范围内。

含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂的放射性牙本质磨损(RDA)是洁齿剂清洁特性的量度。所述平均RDA可小于约250，小于约225，小于约210，小于约200。含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂的平均RDA可为约70至约250，约70至约225，约70至约200，约90至约200，和约110至约200。

当掺入洁齿剂中时，含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂的平均PCR/RDA比率可以是至少0.25，至少0.5，至少0.7，至少0.9，和至少1。所述平均PCR/RDA比率也可以至少约为0.5。所述平均PCR/RDA比率随粒度、形状、质地、硬度和浓度变化而变化。

含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂组合物可具有的氟离子为300ppm至1500ppm，450ppm至1050ppm，约500ppm至约990ppm，约700ppm至约935ppm的可溶性氟化物浓度。含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂组合物可具有氟离子大于400ppm，大于600ppm，大于700ppm，大于800ppm，大于900ppm，大于950ppm，大于1000ppm，大于1300ppm，大于1500ppm，大于4500ppm，大于5000ppm，大于10,000ppm，大于15,000ppm，大于20,000ppm，和大于25,000ppm的可溶性氟化物浓度。

所述洁齿剂组合物可以不含或基本上不含氟离子源。

在40℃下30天后可溶性氟化物的百分比可以大于初始氟化物浓度的70％，大于约72％，大于约75％，大于约78％，大于约80％，大于约82％，大于约85％，大于约88％，大于约90％，和大于约95％。

含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂组合物的可提取的亚锡离子浓度可想约500ppm至约4000ppm，约600ppm至约3500ppm，约800ppm至约3000ppm，约900ppm至约2500ppm，约1000pm至约2000ppm，约1200ppm至约1900ppm，和约1400ppm至约1700ppm的范围内。所述洁齿剂组合物含有可提取的亚锡离子浓度可在300ppm至约10,000ppm，约500ppm至约8000ppm，约700ppm至约7000ppm，约1000ppm至约6000ppm的范围内。含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂组合物的可提取的亚锡离子浓度可大于约500ppm亚锡离子，大于约600ppm，大于约700ppm，大于约800ppm，大于约900ppm，大于约1000ppm，大于约1200ppm，大于约1500ppm，大于约1700ppm，大于约2000ppm，大于约2200ppm，大于约2500ppm，大于约2700ppm，大于约3000ppm，大于约3200ppm，大于约3300ppm，大于约3400ppm，和大于约3500ppm。对于本文所述的整个组合物，可使用‘可提取的亚锡离子测试方法’测定可提取的亚锡离子浓度。

在40℃下30天后可提取的亚锡离子浓度百分比可以大于初始可提取的亚锡离子浓度的60％，大于65％，大于70％，大于75％，大于80％，大于83％，大于85％，大于87％，大于90％，大于91％，大于92％，大于93％，大于95％，大于97％，大于98％，和大于99％。在40℃下30天后可提取的亚锡离子浓度百分比可以是初始可提取的亚锡离子浓度的约55％至约100％，约63％至约100％，约68％至约100％，约72％至约100％，约77％至约100％，约83％至约100％，约88％至约100％，约91％至约99％，约93％至约99％，约95％至约99％，和约96％至约98％。对于本文所述的整个组合物，可使用‘可提取的亚锡离子测试方法’测定可提取的亚锡离子浓度。

所述洁齿剂组合物可含有锌盐。所述含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂组合物可具有锌离子为约900ppm至约1750ppm，约1000ppm至约1600ppm，约1200ppm至约1500ppm，和约1300ppm至约1400ppm的可溶性锌离子的浓度。所述含有表面积降低的二氧化硅的洁齿剂组合物可具有锌离子为约300ppm至约650ppm，约400ppm至约600ppm，和约450ppm至约550ppm的可溶性锌离子的浓度。所述含有表面积降低的二氧化硅颗粒的洁齿剂组合物可具有锌离子大于500ppm，大于550ppm，大于600ppm，大于700ppm，大于900ppm，大于1000ppm，更大比1250ppm，大于1400ppm，大于1500ppm的可溶性锌离子的浓度。对于本文所述的整个组合物，可使用Extractable Stannous Ion Test Method(可提取的亚锡离子测试方法)测定可提取的锌离子浓度。

制备二氧化硅颗粒的方法

本文公开和描述了制备表面积降低的二氧化硅颗粒的方法。制备表面积降低的二氧化硅颗粒的这些方法可包括步骤(a)提供包含水、硫酸钠和基础二氧化硅颗粒的混合物，所述二氧化硅颗粒的特征在于(i)基础堆积密度在约25至约50lb/ft³的范围内，(ii)基础中值粒度(d50)在约1至约10微米的范围内，(iii)基础d95粒度在约1至约20微米的范围内，和(iv)基础总压汞孔体积在约0.8至约3cc/g的范围内；步骤(b)在表面积降低条件下向所述混合物中添加碱金属硅酸盐和无机酸，其中所述碱金属硅酸盐以每分钟约0.2至约0.8wt.％范围内的平均二氧化硅添加速率和/或以每分钟小于1.9wt.％的最大二氧化硅添加速率添加到所述混合物中；和步骤(c)，停止添加所述碱金属硅酸盐并继续向所述混合物中添加无机酸，其平均添加速率不高于步骤(b)中无机酸的平均添加速率的75％，将所述混合物的pH调节至在约5至约8.5的范围内；从而制备表面积降低的二氧化硅颗粒，其特征在于(i)BET表面积在约0.1至约7m²/g的范围内，(ii)堆积密度在约35至约55lb/ft³的范围内，(iii)Einlehner磨损值在约8至约25mg损失/100,000转的范围内，(iv)总压汞孔体积在约0.7至约1.2cc/g的范围内，和(v)亚锡相容性在约70％至约99％的范围内。

通常，这些方法的特征(例如，基础二氧化硅颗粒的任何特征，表面积降低的二氧化硅颗粒，碱金属硅酸盐和无机酸材料的任何特征，步骤(b)和步骤(c)的操作条件等)在本文中被单独描述，且这些特征可以以任何组合进行组合以进一步描述所公开的方法。此外，除非另有说明，否则可以在所公开的方法中列出的任何步骤之前、期间和/或之后进行其它工艺步骤。另外，根据所公开的任何方法制备的表面积降低的二氧化硅颗粒都在本公开的范围内并且涵盖在本文中。

基础颗粒–步骤(a)

基础二氧化硅颗粒作为前体，其引导最终的亚锡相容的表面积降低的二氧化硅颗粒的性质。所述基础二氧化硅颗粒是在表面积降低步骤期间在其上沉积二氧化硅材料的框架，因此选择基础二氧化硅颗粒的正确的堆积密度、中值粒度、粒度分布和总压汞孔体积是很重要的。如果基础二氧化硅颗粒的物理性质常常会导致例如洁齿剂应用中过于具有磨蚀性的二氧化硅颗粒，则所得表面积降低的二氧化硅颗粒也可能是不可接受的。例如，如果基础二氧化硅颗粒的粒度和颗粒堆积密度太高，则可能导致不可接受的致密和磨蚀性表面积降低的二氧化硅颗粒。如果孔隙率-通过总压汞孔体积测量-使得大孔太少，则可能导致高密度和具有不可接受的磨蚀性的表面积降低的二氧化硅颗粒。通常，需要正确的基础二氧化硅颗粒以制备可接受的表面积降低的亚锡相容的二氧化硅颗粒。符合本发明的合适的基础二氧化硅颗粒可具有下述任何特征或性质，及其任何组合。

在一个方面中，所述基础二氧化硅颗粒的基础堆积密度在约25至约50lb/ft³，约25至约45lb/ft³，约25至约40lb/ft³，或约30至约45lb/ft³的范围内等。在一个方面中，基础二氧化硅颗粒的特征还在于基础中值粒度(d50)在约1至约10μm，约2至约8μm，约3至约7μm，或约3至约6μm的范围内等。在一个方面中，所述基础二氧化硅颗粒的d95粒度在约1至约20μm，约2至约20μm，约1至约15μm，约5至约20μm，或约5至约15μm的范围内。在一个方面中，所述基础二氧化硅颗粒的基础总压汞孔体积可以在约0.8至约3cc/g，约0.8至约2.5cc/g，约0.9至约2.5cc/g，或约0.9至约2cc/g的范围内。

尽管不限于此，但步骤(a)中的基础二氧化硅颗粒的BET表面积(基础BET表面积)可在约100至约500m²/g，约150至约350m²/g，约25至约150m²/g，或约25至约100m²/g的范围内等。通常，较高的BET表面积范围适用于通过下述连续环管反应器方法制备的基础二氧化硅颗粒，较低的BET表面积范围适用于使用下述球/珠研磨技术制备的基础二氧化硅颗粒。

另外，在本发明的某些方面，所述基础二氧化硅颗粒的吸油量可在约60至约125cc/100g，约70至约110cc/100g，或约80至约115cc/100g的范围内。另外或可替代地，所述基础二氧化硅颗粒的吸水率(AbC)可在约60至约130cc/100g，约70至约110cc/100g，或约80至约135cc/100g的范围内。

参考制备二氧化硅颗粒的方法中的步骤(a)，步骤(a)中混合物的基础二氧化硅颗粒可以通过任何合适的方法(例如沉淀二氧化硅制备方法)以任何方式制备。在本公开的一个特定方面，所述基础二氧化硅颗粒可通过包括在连续环管反应器(例如，一个或多个环管反应器管的连续环管)中形成基础二氧化硅颗粒的方法制备，如美国专利号8,945,517和8,609,068所述，其全部内容通过引用并入本文。通常，所述连续环管方法包括(a)将无机酸和碱金属硅酸盐连续进料到包含液体介质流的环管反应区中，其中在所述环管反应区的液体介质中至少一部分所述无机酸和碱金属硅酸盐反应形成二氧化硅产物(例如，基础二氧化硅颗粒)；(b)使所述液体介质连续地再循环通过所述环管反应区；和(c)从所述环管反应区连续排出一部分含有二氧化硅产物的液体介质。通常，无机酸和碱金属硅酸盐进入环管反应区的进料位置是不同的，酸和硅酸盐的总进料速率与含有二氧化硅产物的液体介质的排出速率成比例，并且通常是相等的。环管反应区内的全部或基本上全部的内容物以，例如，每分钟约50vol.％(再循环速率，每分钟，是内容物总体积的一半)至每分钟约1000vol.％(再循环速率，每分钟，是内容物总体积的十倍)，或以每分钟约75vol.％至约500vol.％的速率再循环。

在本发明的另一方面，步骤(a)的基础二氧化硅颗粒可通过使用传统的沉淀二氧化硅制备方法形成前体基础二氧化硅颗粒的反应湿饼，然后制备前体基础颗粒的浆料，然后通过将湿的前体基础颗粒珠磨至本文所述的所需的基础二氧化硅颗粒参数。在美国专利No.6,419,174中描述了一种示例性方法，该专利全文以引用的方式并入本文。例如，所述前体基础颗粒(具有水、硫酸钠，pH在约6至约8.5的范围内，温度在约80℃至约98℃的范围内，取决于压力)可以在间歇式反应器中制备，例如带夹套的搅拌釜反应器。可以使用任何合适的技术浓缩来自反应器的二氧化硅前体基础颗粒，其实例是通过使用压滤机，以形成前体基础二氧化硅颗粒的反应湿饼。通常，所述二氧化硅前体基础颗粒可具有下述任何特性或性质，及其任何组合。在一个方面，所述二氧化硅前体基础颗粒的中值粒度可以在约10至约60μm，或约15至约30μm的范围内等。另外或可替代地，所述二氧化硅前体基础颗粒的吸油量可在约45至约90cc/100g，或约50至约65cc/100g的范围内。另外或可替代地，所述二氧化硅前体基础颗粒的吸水率(AbC)可在约50至约120cc/100g，或约60至约cc/100g的范围内。在珠磨之前，由所述反应湿饼制备二氧化硅前体基础颗粒的浆料。然后用任何合适的研磨介质将所述前体基础颗粒在浆料中珠磨。合适的研磨介质的代表性实例包括各种陶瓷珠，例如氧化锆珠。

如上所述，用于制备基础二氧化硅颗粒的连续环管反应器方法允许制备具有合适粒度特征的基础二氧化硅颗粒，而无需任何额外的处理。用于制备基础二氧化硅颗粒的其它技术使用连接到间歇式反应器再循环管线的高剪切装置和/或需要在表面积降低步骤之前对二氧化硅浆料进行珠磨的步骤。虽然可以使用珠磨二氧化硅浆料来获得所需的二氧化硅基础颗粒性质，但是该方法需要额外的加工步骤(例如，调整固体以获得适当的珠磨效率，然后在表面积降低步骤之前稀释和调节离子浓度)。使用Silverson高剪切混合器方法，难以实现小而窄的粒度分布，并且可能产生过度磨蚀的颗粒(参见实施例9-17)。

表面积降低–步骤(b)

如本文所公开的，进行表面积降低步骤以使得由基础二氧化硅颗粒内的小孔所产生的表面积选择性地被填充，而不会填充大孔并使表面积降低的二氧化硅颗粒变得致密。所述基础二氧化硅颗粒通常以未团聚的形式用于表面积降低步骤中。未团聚的颗粒可提供小孔的可进入性，允许优先填充小孔孔隙，但使得最终表面积降低的二氧化硅颗粒具有合适的总压汞孔隙体积和堆积密度。相反，团聚的颗粒的表面积降低可导致大的中值粒度和高的颗粒堆密度。

碱金属硅酸盐和无机酸的添加速率、时间、pH和温度是表面积降低步骤中的控制变量，用以获得所需的表面积而不增加粒度或显著增加密度。虽然不希望受下述理论的束缚，但据信当表面积降低步骤以有利于颗粒成核(即，太快)的原料添加速率进行时，将形成具有更高表面积的新二氧化硅颗粒，并且小孔空隙不会被正确地填充。另外，如果表面积降低步骤进行的时间太短，则可能无法充分填充小孔孔隙，基础二氧化硅的表面积不能充分降低以实现与亚锡离子相容的二氧化硅颗粒。此外，如果表面积降低步骤进行的时间太长，则小孔和大孔孔隙都会被填充，导致成品二氧化硅的粒度、堆积密度和磨蚀性(abrasivity)增加。因此，表面积降低步骤的细节可以影响是否可制备与亚锡离子相容的低表面积二氧化硅颗粒，以及这些颗粒是否具有所需的堆积密度、粒度和磨损特性。

在步骤(b)中，在任何合适的表面积降低条件或本文公开的任何表面积降低条件下，将碱金属硅酸盐和无机酸添加到包含水、硫酸钠和基础二氧化硅颗粒的混合物中。与本发明的方面一致，所述碱金属硅酸盐可以以每分钟约0.2至约0.8wt.％的平均二氧化硅添加速率，和/或在每分钟小于1.9wt.％的最大二氧化硅添加速率添加到所述混合物中。所述平均值通过以添加的基础二氧化硅颗粒的重量(以kg计)开始，除以添加时间(以分钟计)，然后用在所述表面积步骤结束时所制备的表面积降低的二氧化硅颗粒的总量(以kg计)进行标准化来确定。所述最大二氧化硅添加速率是在表面积降低步骤中任何5分钟时间内最大的平均二氧化硅添加速率。在一些方面，所述碱金属硅酸盐可以以每分钟约0.25至约0.7wt.％或约0.3至约0.55wt.％的平均二氧化硅添加速率添加到混合物中。另外或可替代地，所述最大二氧化硅添加速率可小于每分钟约1.7wt.％，小于每分钟约1.5wt.％。小于每分钟约1.2wt.％，小于每分钟约1wt.％，或小于每分钟约0.9wt.％。代表性的添加速率数据在下面的实施例中提供。

合适的碱金属硅酸盐的说明性和非限制性实例包括硅酸钠、硅酸钾或其混合物，合适的无机酸的说明性和非限制性实例包括硫酸、盐酸、硝酸、磷酸或其混合物。例如，所述碱金属硅酸盐可包含硅酸钠，所述无机酸可包含硫酸。向所述混合物中添加所述碱金属硅酸盐和所述无机酸的具体方法完全不受限；例如，碱金属硅酸盐和无机酸可以以任何顺序添加，同时、顺序、交替、或是这些方法的组合。

鉴于本公开内容和下文提供的代表性实施例，本领域技术人员将容易地认识可以进行步骤(b)的表面积降低的条件。尽管如此，在本发明的一些方面，步骤(b)的表面积降低条件通常可包括时间在约75分钟至约5小时，约75分钟至约4小时，约90分钟至4小时，约2小时至约5小时，或约2小时至约4小时的范围内；pH范围在约9.2至约10.2，约9.3至约10，或约9.5至约9.8的范围内；温度范围为约85℃至约100℃，约90℃至约100℃，或约95℃至约98℃。

此外，所述表面积降低步骤通常可在足以制备表面积降低的二氧化硅颗粒的条件下进行，所述二氧化硅颗粒的BET表面积比基础二氧化硅颗粒的BET表面积小至少约25％。更常见的是，所述表面积降低的二氧化硅颗粒的BET表面积小于基础二氧化硅颗粒的BET表面积至少约50％，或至少约75％，且在某些方面，减少至少约80％，减少至少约90％，减少至少约95％，减少至少约97％，或减少至少约99％。

出乎意料且有益地发现，在所述表面积降低步骤中，碱性金属硅酸盐在pH(通过无机酸添加控制)和温度的正确条件下以缓慢添加速率添加正确的时间，可以导致表面积降低的二氧化硅颗粒具有意想不到和有益的属性(以BET表面积、堆积密度、Einlehner磨损值、总压汞体积和亚锡相容性表征)组合。

pH调节–步骤(c)

本文公开的方法中的pH调节步骤的一般性目的是通过向所述混合物中仅添加无机酸来将所述混合物(含有表面积降低的二氧化硅颗粒)的pH调节至约5至约8.5的范围内。由于在表面积降低步骤结束时混合物中存在相当大百分比的可溶性碱金属硅酸盐，因此通常小心地控制pH调节步骤以最小化对成品亚锡相容(和表面降低)的二氧化硅颗粒的孔隙分布的任何影响。在一些方面，步骤(c)中无机酸的平均添加速率比步骤(b)中无机酸的平均添加速率高不超过75％，而在其它方面，步骤(c)中无机酸的平均添加速率比步骤(b)中无机酸的平均添加速率高不超过50％，不超过25％，或不超过10％。通常，步骤(c)中无机酸的平均添加速率大致相同于或小于步骤(b)中无机酸的平均添加速率。

虽然不希望受到以下理论的束缚，但如果在pH调节步骤期间酸的速率太快，则可能形成新的二氧化硅颗粒，其表面积高于表面积降低的二氧化硅颗粒的表面积，导致二氧化硅颗粒的BET表面积整体增加。在随后的一些实施例中，在pH调节步骤期间使用了较快的酸流速，将可能导致小孔孔隙率的增加。然而，对于CPC相容性，这种增加的酸速率对CPC相容的二氧化硅颗粒的制备没有不利影响，因为CPC可能无法进入所形成的较小的孔中。

虽然不限于此，但批次结束时反应混合物的pH通常调节至在约5至约8.5的范围内，在一些情况下，调节至在约5.5至约8，或约6至约8的范围内，以适用于最终用途的洁齿剂和其它应用。

在pH调节步骤之后，任选地，本文公开的方法可进一步包括过滤步骤以分离表面积降低的二氧化硅颗粒，洗涤步骤以洗涤所述表面积降低的二氧化硅颗粒，干燥步骤(例如，喷雾干燥)以干燥所述表面积降低的二氧化硅颗粒，或过滤、洗涤和干燥步骤的任何组合，并以任何合适的顺序进行。

洁齿剂组合物

所述表面积降低的二氧化硅颗粒可用于口腔护理组合物，如洁齿剂组合物中。该组合物可含有亚锡离子源和磨料。表面积降低的二氧化硅颗粒可以代替通常用于洁齿剂中的磨料或与其组合使用。

口腔护理组合物可含有亚锡离子源。所述亚锡离子源可以是选自由氟化亚锡、二水合氯化亚锡、乙酸亚锡、葡萄糖酸亚锡、草酸亚锡、硫酸亚锡、乳酸亚锡和酒石酸亚锡所组成的组中的亚锡盐。在一个实例中，所述亚锡离子源是氟化亚锡和/或二水合氯化亚锡。所述组合的亚锡盐的含量可以是，基于总组合物的重量计，约0.1％至约11％。所述亚锡盐的含量基于组合物总重量，在约0.05％至约7％，约0.1％至约5％，约0.25％至约3％，和约0.5％至约1.5％的范围内。制剂可包括的亚锡量(由氟化亚锡和/或包括氯化亚锡的亚锡稳定盐提供)，在总组合物中为在约3,000ppm至约15,000ppm的范围内的亚锡离子。洁齿剂可含有0.454％的氟化亚锡和/或0.56％的氯化亚锡。洁齿剂组合物可含有少于0.454％的氟化亚锡和/或少于0.56％的氯化亚锡。所述组合物可以不含氯化亚锡。含有亚锡盐，特别是氟化亚锡和氯化亚锡的洁齿剂描述于Majeti等人的美国专利No.5,004,597中，其全部内容并入本文。亚锡盐的其它描述可参见Prencipe等人的美国专利No.5,578,293和Lukacovic等人的美国专利No.5,281,410，其全部内容并入本文。除了亚锡离子源之外，还可以包括稳定亚锡所需的其它成分，如Majeti等人和Prencipe等人描述的成分。

口服组合物还可含有能够提供生物可利用和有效氟离子的可溶性氟化物源。可溶性氟离子源可选自由氟化钠、氟化亚锡、氟化铟、单氟磷酸钠、氟化胺、氟化银及其组合所组成的组中。在一个实例中，所述组合物可含有氟化亚锡，该成分可用作亚锡源和氟化物源。Norris等人的1960年7月26日发布的美国专利No.2,946,725和Widder等人的1972年7月18日发布的美国专利No.3,678,154公开了这种氟化物源以及其它氟化物源。这两篇专利都通过引用整体并入本文。

本发明的组合物可含有可溶的氟离子源，其能够提供在约50ppm至约3500ppm，或约500ppm至约3000ppm的范围内的游离氟离子。为了递送所需量的氟离子，氟化物离子源在总口腔组合物中的含量，基于递送至口腔的总组合物的重量计，可以在约0.1％至约5％，约0.2％至约1％，或约0.3％至约0.60％的范围内。

所述口腔护理组合物可包括聚合物表面活性剂(MSA)。

可以掺入本文所述的口腔护理组合物中的聚合物矿物表面活性剂包括聚电解质，如缩合的磷酸化聚合物；多膦酸盐；含磷酸盐或膦酸盐的单体或聚合物与其它单体如烯键式不饱和单体和氨基酸的共聚物或与其它聚合物如蛋白质、多肽、多糖、聚(丙烯酸酯)、聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酸酯)、聚(乙基丙烯酸酯)、聚(羟烷基甲基丙烯酸酯)、聚(乙烯醇)、聚(马来酸酐)、聚(马来酸酯)、聚(酰胺)、聚(亚乙胺)、聚(乙二醇)、聚(丙二醇)、聚(乙酸乙烯酯)和聚(乙烯基苄基氯)的共聚物；羧基取代的聚合物；及其混合物。合适的聚合物表面活性剂包括Degenhardt等人的美国专利No.5,292,501、5,093,170、5,009,882和4,939,284中所述的羧基取代的醇聚合物，以及Benedict等人的美国专利No.5,011,913中所述的二膦酸盐(酯)衍生的聚合物。合适的结构可包括丙烯酸或甲基丙烯酸与膦酸酯的共聚物。且在一个实例中，所述组合物可包括二膦酸盐改性的聚丙烯酸。

合适的含膦酸盐的聚合物描述于Zakikhani等人的美国专利No.5,980,776中，其全部内容并入本文。

在一个实例中，所述聚合物矿物表面活性剂可以是多磷酸盐。多磷酸盐通常被理解为由主要以线性构型排列的两种或更多种磷酸盐分子组成，尽管可以存在一些环状衍生物。无机多磷酸盐可包括四聚磷酸盐和六偏磷酸盐等。大于四聚磷酸盐的多磷酸盐通常为无定形玻璃状材料。在一个实例中，所述组合物可包括具有下式的线性“玻璃状”多磷酸盐：

XO(XPO₃)_nX

其中X是钠或钾，n平均为约6至约125。在一些实例中，多磷酸盐由FMCCorporation(Philadelphia，Pennsylvania，USA)制造，商品名为Sodaphos(n≈6)，Hexaphos(n≈13)和Glass H(n≈21)。在一个实例中，所述组合物可包括Glass H。

所需的矿物表面活性剂的量是将结合亚锡，允许足够的抗微生物活性，减少牙渍和制剂收敛性，并能够减少牙结石的有效量。矿物表面活性剂的有效量通常为约1％至约35％，约2％至约30％，约5％至约25％，或约6％至约20％，基于总口腔组合物的重量。

所述口腔护理组合物还可含有含水载体。这些材料在本领域中是公知的，并且本领域技术人员基于所制备的组合物所需的物理和美学性质可容易地选择。含水载体通常占所述口腔组合物重量的约50％至约99％，优选约70％至约98％，更优选约90％至约95％。

用于制备商业上合适的口腔组合物的水应优选具有低离子含量且不含有机杂质。如果所述口腔组合物包含平均链长为约4或更长的多磷酸盐，则含有所述多磷酸盐的组合物或相将包含较低含量的水，通常至多约20％的总水量。所述总水量为所述口腔组合物重量的约2％至约20％，约4％至约15％，或约5％至约12％。所述组合物可具有更高含量的水，例如约10％至约99％，约20％至约95％，约20％至约90％，约30％至约80％，40％至约70％，约50％至约60％等。所述水的量包括添加的游离水加上与其它材料例如山梨糖醇、二氧化硅、表面活性剂溶液和/或颜色溶液一起引入的游离水。

本发明的组合物可含有缓冲剂。如本文所用的，缓冲剂是指可用于将组合物的pH调节至约pH 3.0至约pH 10的试剂。所述口腔组合物的浆液pH可在约3.0至约7.0，约3.25至约6.0，约3.5至约5.5的范围内。所述口腔护理组合物可具有碱性浆液pH，例如大于约8，大于约9，和大于约10。

所述缓冲剂可包括碱金属氢氧化物、碳酸盐、倍半碳酸盐、硼酸盐、硅酸盐、磷酸盐、咪唑及其混合物。具体的缓冲剂包括磷酸二氢钠、磷酸三钠、苯甲酸钠、苯甲酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碱金属碳酸盐、碳酸钠、咪唑、焦磷酸盐、柠檬酸和/或柠檬酸钠。在一个实例中，所述缓冲剂可包括乙酸、乙酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、乳酸盐、苯甲酸和/或苯甲酸钠。缓冲剂的含量可为所述组合物重量的约0.1％至约30％，约1％至约10％，和约1.5％至约3％。

所述组合物可包括抗牙垢剂(anticalculus agent)，其可包括焦磷酸盐，三聚磷酸盐，和/或合成阴离子聚合物，包括聚丙烯酸盐及马来酸酐或酸和甲基乙烯基醚的共聚物，如Gaffar等人的美国专利4,627,977所述的Gantrez^TM，和聚氨基丙烷磺酸(AMPS)。还包括的是柠檬酸锌三水合物，二膦酸盐如EHDP和AHP及多肽如聚天冬氨酸和聚谷氨酸，及其混合物。

除了所述表面积降低的二氧化硅之外，所述组合物还可包括磨蚀抛光材料。典型的磨蚀抛光材料可包括二氧化硅，包括凝胶和沉淀二氧化硅；氧化铝；磷酸盐包括正磷酸盐、聚偏磷酸盐、和焦磷酸盐；及其混合物。具体实例包括二水合正磷酸二钙、焦磷酸钙、磷酸三钙、聚偏磷酸钙、不溶性聚偏磷酸钠、水合氧化铝、焦磷酸beta钙、碳酸钙，和树脂状磨蚀材料，如尿素和甲醛的颗粒缩合产物，以及其它如Cooley等人在1962年12月25日发布的美国专利3,070,510中公开的，其在此通过引用并入本文。也可以使用磨蚀剂的混合物。如果所述口腔组合物或特定相包含平均链长为约4或更长的多磷酸盐，则含钙磨料和氧化铝不是优选的磨蚀剂。最优选的磨料是二氧化硅。

所述组合物可包括沉淀二氧化硅和/或二氧化硅凝胶，例如Pader等人的1970年3月2日发布的美国专利No.3,538,230和DiGiulio的1975年1月21日发布的美国专利No.3,862,307所述的二氧化硅干凝胶，其通过引用在此并入本文。可用于本发明组合物中的二氧化硅牙齿磨蚀剂(abrasives)的类型在Wason的1982年7月29日发布的美国专利No.4,340,583中有更详细描述，其通过引用在此并入本文。二氧化硅磨蚀剂也描述于Rice的美国专利No.5,589,160、5,603,920、5,651,958、5,658,553和5,716,601中，其通过引用在此并入本文。所述口腔组合物中的总磨料含量可为口腔组合物重量的约0.1％至约70％，约0.5％至约65％，约2％至60％，约6％至约55％等。所述口腔护理组合物可含有所述口腔组合物重量约10％至约50％的磨蚀剂。

所述组合物可包含所述组合物重量的在约1％至约50％，约3％至约40％，约5％至约35％，约5％至约30％，约7％至约27％，约10％至约25％，约11％至约20％，和约13％至约18％的范围内的表面积降低的二氧化硅颗粒。所述组合物可含有所述组合物重量的在约1％至约25％，约3％至约20％，或约5％至约15％的范围内的表面积降低的二氧化硅颗粒。

所述组合物可包括过氧化物源。过氧化物源可选自由过氧化氢、过氧化钙、过氧化脲及其混合物所组成的组中。本发明组合物可含有所述口腔组合物重量的在约0.01％至约10％，约0.1％至约5％，和约0.2％至约3％，和约0.3％至约0.8％的范围内的过氧化物源。

本发明还可包括碱金属碳酸氢盐，例如碳酸氢钠。本发明的组合物可含有所述口腔组合物重量的在约0.5％至约50％，约0.5％至约30％，约2％至约20％，和约5％至约18％的范围内的碱金属碳酸氢盐。

所述组合物可包括增稠剂，如羧乙烯基聚合物、角叉菜胶、羟乙基纤维素和纤维素醚的水溶性盐，如羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素钠。也可以使用天然树胶如刺梧桐树胶、黄原胶、阿拉伯树胶和黄蓍胶。胶体硅酸铝镁或细分散的二氧化硅可用作增稠剂的一部分以进一步改善质地。增稠剂的用量可以是所述口腔组合物重量的约0.1％至约15％。

所述口腔护理组合物可包含保湿剂，其可包括甘油、山梨糖醇、聚乙二醇、丙二醇、木糖醇和其它可食用的多元醇。所述组合物可含有所述口腔组合物重量的约0％至70％，和约15％至55％的保湿剂。

本发明组合物还可包含表面活性剂。所述表面活性剂可以是阴离子、非离子、两性、两性离子、阳离子、或其混合物。可用于本发明的阴离子表面活性剂包括在烷基中具有8-20个碳原子的烷基硫酸盐的水溶性盐(如烷基硫酸钠)和具有8-20个碳原子的脂肪酸的磺化单甘油酯的水溶性盐。

十二烷基硫酸钠和椰油单甘油酯磺酸钠(sodium coconut monoglyceridesulfonate)是这类阴离子表面活性剂的实例。其它合适的阴离子表面活性剂是肌氨酸盐，如月桂酰肌氨酸钠，牛磺酸盐，十二烷基磺基乙酸钠，月桂酰基羟乙基磺酸钠，月桂醇聚醚羧酸钠，和十二烷基苯磺酸钠。也可以使用阴离子表面活性剂的混合物。Agricola等人的1976年5月25日发布的美国专利No.3,959,458公开了许多合适的阴离子表面活性剂，其全部内容通过引用在此并入本文。可用于本发明组合物的非离子表面活性剂可广义地定义为通过氧化烯基团(亲水性)与有机疏水化合物缩合产生的化合物，所述有机疏水化合物可以是脂族或烷基芳族的。合适的非离子表面活性剂的实例可包括泊洛沙姆(以商品名Pluronic销售)，聚氧乙烯，聚氧乙烯脱水山梨糖醇酯(以商品名Tweens销售)，Polyoxyl 40氢化蓖麻油，脂肪醇乙氧基化物，烷基酚的聚环氧乙烷缩合物，衍生自环氧丙烷和乙二胺的反应产物与环氧乙烷的缩合的产物，脂族醇的环氧乙烷缩合物，长链叔胺氧化物，长链叔膦氧化物，长链二烷基亚砜和这些物质的混合物。在一个实例中，可以使用非离子表面活性剂泊洛沙姆407(poloxamer 407)。可用于本发明的两性表面活性剂可广义地描述为脂族仲胺和叔胺的衍生物，其中脂族基团可以是直链或支链的，并且其中一个脂族取代基含有约8至约18个碳原子和一个含有阴离子水溶性基团，如羧酸根，磺酸根，硫酸根，磷酸根或膦酸根。其它合适的两性表面活性剂是甜菜碱，特别是椰油酰胺丙基甜菜碱。也可以使用两性表面活性剂的混合物。Gieske等人的1977年9月27日发布的美国专利4,051,234中公开了许多合适的非离子和两性表面活性剂，其全部内容通过引用在此并入本文。本发明的组合物通常包含一种或多种表面活性剂，各自的含量为所述组合物重量的约0.25％至约12％，约0.5％至约8％，和约1％至约6％。

二氧化钛也可以添加到本发明的组合物中。二氧化钛通常可占所述组合物重量的约0.25％至约5％。

着色剂也可以添加到本发明的组合物中。所述着色剂可以是水溶液的形式，例如在水溶液中的1％着色剂。颜色溶液通常占组合物重量的约0.01％至约5％。

还可以向所述组合物中添加调味剂体系。合适的调味组分包括冬青油，薄荷油，留兰香油，丁香芽油，薄荷醇，茴香脑，水杨酸甲酯，桉叶油素，肉桂，醋酸1-薄荷酯，鼠尾草，丁香酚，欧芹油，覆盆子酮(oxanone)，α-鸢尾酮，墨角蘭，柠檬，橙，丙烯基檀香醇(guaethol)，肉桂，香草醛，乙基香兰素，洋茉莉醛，4-顺式庚烯醛，二乙酰，甲基-对叔丁基苯基乙酸酯，及其混合物。冷却剂也可以是调味体系的一部分。本发明组合物中优选的冷却剂是对位薄荷烷甲酰胺试剂，如N-乙基-对薄荷烷-3-甲酰胺(商业上称为“WS-3”)及其混合物。调味剂体系在所述组合物中的用量通常为所述组合物重量的约0.001％至约5％。

可以将甜味剂添加到所述组合物中。这些包括糖精，右旋糖，蔗糖，乳糖，木糖醇，麦芽糖，左旋糖，阿斯巴甜，环己基氨基磺酸钠，D-色氨酸，二氢查耳酮，安赛蜜，及其混合物。各种着色剂也可以掺入到本发明中。甜味剂和着色剂通常用于牙膏中，其含量为所述组合物重量的约0.005％至约5％。

除了亚锡之外，本发明还可以包括其它试剂以提供抗微生物效果。这些抗微生物剂包括水不溶性非阳离子抗微生物剂，如卤代二苯醚，酚类化合物，包括苯酚及其同系物，单-和多-烷基和芳香卤代酚，间苯二酚及其衍生物，双酚类化合物和卤代水杨酰苯胺，苯甲酸酯，和卤代碳酰二苯胺。水溶性抗微生物剂包括季铵盐和二双胍盐等。三氯生单磷酸盐是另外的水溶性抗微生物剂。季铵试剂包括其中季氮上的一个或两个取代基具有约8至约20，通常约10至约18个碳原子的碳链长度(通常为烷基)，而其余取代基(通常为烷基或苄基)具有较低数目的碳原子，例如约1至约7个碳原子，通常为甲基或乙基。十二烷基三甲基溴化铵，十四烷基氯化吡啶，度米芬溴化物，N-十四烷基-4-乙基吡啶鎓氯化物，十二烷基二甲基(2-苯氧基乙基)溴化铵，氯化苄基二甲基硬脂基铵，氯化十六烷基吡啶鎓，季铵化5-氨基-1,3-二(2-乙基己基)-5-甲基六氢嘧啶，苯扎氯铵，苄索氯铵和甲基苄索氯铵是典型的季铵抗菌剂的示例。其它化合物是双[4-(R-氨基)-1-吡啶鎓]烷烃，如1980年6月3日发布的Bailey的美国专利No.4,206,215中所公开的，其通过引用在此并入本文。还可以包括其它抗微生物剂，如双甘氨酸铜，甘氨酸铜，柠檬酸锌和乳酸锌。酶也是可用的，包括内切糖苷酶，木瓜蛋白酶，葡聚糖酶，齿斑葡聚糖酶，及其混合物。这些试剂公开于1960年7月26日授予Norris等人的美国专利No.2,946,725和授予Gieske等人的美国专利No.4,051,234，其通过引用在此并入本文。具体的抗微生物剂包括氯己定，三氯生，三氯生单磷酸酯和调味油如百里酚。三氯生和这种类型的其它试剂公开在授予Parran,Jr.等人的美国专利No.5,015,466和授予Nabi等人的美国专利No.4,894,220中，其通过引用在此并入本文。这些试剂的含量可以是所述口腔组合物重量的约0.01％至约1.5％。

所述抗微生物效果还可以来自天然来源，例如植物提取物，包括啤酒花、木兰树及其组合。

所述口腔组合物可以帮助防止蛀牙、牙龈炎、牙菌斑、敏感性、牙垢、染色、和酸侵蚀，并还可以提供美白效果和清新口气。治疗方法包括制备含有亚锡离子源和所述表面积降低的二氧化硅颗粒的口腔组合物，并将该组合物施加给受试者。对受试者的施用可以定义为使所述口腔组合物通过用洁牙剂刷牙或用洁齿剂浆液冲洗来接触受试者的牙齿表面。施用还可以通过使局部口腔凝胶、漱口水、假牙产品、口腔喷雾剂、口服片剂、锭剂、或口香糖与牙齿表面接触。所述受试者可以是牙齿表面与所述口腔组合物接触的任何人或低等动物。

下面的实施例A显示了含有表面积降低的二氧化硅颗粒(二氧化硅)的含水洁齿剂制剂。

实施例A	(wt.％)
		水	25.200
山梨醇溶液USP<sup>1</sup>	37.832
		调味剂	1.200
羟乙基纤维素250M 420NF	0.720
		十二烷基硫酸钠溶液(29％)	5.000
氟化亚锡	0.454
		黄原胶	0.540
糖精钠USP颗粒，高水分<sup>2</sup>	0.800
		葡萄糖酸钠	1.064
二氧化硅	15.000
		卡拉胶	1.080
乳酸锌二水合物	1.000
		Gantrez<sup>TM</sup> S-95(35％溶液)<sup>3</sup>	5.71
木糖醇，USP-NF	3.00
		氢氧化钠(稀释50％)FCC	1.40

¹山梨醇溶液USP是含有70％山梨糖醇的水溶液

²糖精钠USP颗粒，高水分含有不超过14％的水

³可从Wilmington,Delaware,USA获得

实施例A如下制备：在一个单独的容器中，将羟乙基纤维素(HEC)分散到调味剂中并混合直至混合物看起来均匀。然后将带夹套的混合罐设定为约30℃，并将第一部分山梨糖醇添加罐中。然后添加HEC/调味剂混合物并搅拌均化，然后添加第二部分山梨糖醇和水，将其均化。然后，将糖精、氟化亚锡、葡萄糖酸钠、黄原胶和卡拉胶在单独的容器中混合，然后将这些粉末添加到所述容器中并均化。均化完成后，停止搅拌器并释放真空。然后，将乳酸锌脱水物、Gantrez^TM S-95和木糖醇添加所述容器中并搅拌和均化，然后将混合物脱气。然后，将二氧化硅添加到混合物中，将混合物混合并脱气。然后，将十二烷基硫酸钠添加容器中，并在尽可能高的真空下搅拌混合物。然后，将氢氧化钠添加容器中并在真空下混合。混合完成后，将批料均化，然后混合并脱气。释放真空并形成实施例A。

下面的实施例B显示了具有表面积降低的二氧化硅颗粒(二氧化硅)的非水性洁齿剂制剂。

实施例B	(wt.％)
		甘油USP(99.7％蔬菜基)	47.244
聚乙二醇300USP-NF	7.000
		丙二醇USP级	7.000
十二烷基硫酸钠溶液(29％)	3.400
		氟化亚锡	0.454
黄原胶	0.250
		糖精钠USP颗粒状，高水分	0.500
葡萄糖酸钠	0.652
		二氧化硅	15.000
卡拉胶	0.600
		乳酸锌二水合物	2.500
六偏磷酸钠<sup>4</sup>	13.00
		染料	0.30
三元磷酸钠十二水合物	1.10
		调味剂	1.00

⁴可从ICL Performance Products,St.Louis,Missouri,USA获得

实施例B如下制备：将甘油预先称重并添加容器中。在均化器运行的情况下，将黄原胶和卡拉胶添加到该容器中并均化。然后，将十二烷基硫酸钠溶液添加容器中并搅拌均化。然后，停止搅拌并释放真空，打开容器盖，将聚乙二醇、丙二醇、剩余的甘油和颜色料和调味剂添加到容器中，盖上盖子，重新启动搅拌器和真空。然后，将二氧化硅添加容器中并混合。然后，将糖精、乳酸锌、氟化亚锡和葡萄糖酸钠添加到容器中并均化。然后，将六偏磷酸钠和磷酸三钠添加到容器中，并在尽可能高的真空下混合该混合物。5分钟后，停止搅拌，释放真空，打开盖子，添加磷酸三钠，盖上盖子，恢复搅拌器和真空，在真空下混合。最后，将产物在尽可能高的真空下混合并脱气至少5分钟。然后将实施例B从产物排出阀排出。

实施例

通过以下实施例进一步说明本发明，这些实施例不应以任何方式解释为是对本发明范围的限制。在阅读本文的描述之后，在不脱离本发明的精神或所附权利要求的范围的情况下，本领域普通技术人员可以想到各种其它方面、修改和等同物。

本文公开的BET表面积和孔体积(总压汞孔体积)在Micromeritics TriStar II3020 V1.03上分别使用Brunaur等人(J.Am.Chem.Soc.,60,309(1938))的BET氮气吸附法和使用Halsey Faas Correction，Halsey，G.D.(J.Chem.Phys.(1948),16,pp.931)的BJH解吸等温线测定，这些技术是本领域技术人员所熟知的。

本文公开的CTAB表面积通过在二氧化硅表面上吸收CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)，离心分离过量的CTAB，并通过使用表面活性剂电极用十二烷基硫酸钠滴定所测定的量来确定。具体而言，将约0.5克二氧化硅颗粒置于含有100mL CTAB溶液(5.5g/L)的250mL烧杯中，在电动搅拌板上混合1小时，然后以10,000RPM离心30分钟。将1mL 10％的Triton X-100添加到100mL烧杯中的5mL澄清上清液中。用0.1N HCl将pH调节至3-3.5，并使用表面活性剂电极(Brinkmann SUR1501-DL)用0.01M十二烷基硫酸钠滴定样品以确定终点。

中值粒度(d50)是指50％的样品具有较小尺寸并且50％的样品具有较大尺寸的粒度。使用Horiba LA 300仪器通过激光衍射法测定中值粒度(d50)、平均粒度(平均值)、d90和d95。将干燥的颗粒送至所述仪器处进行分析，除了基础二氧化硅颗粒，其以在水中的(湿)浆液的形式提供。

对于倾倒密度和堆积密度，将20克样品放入具有平坦橡胶底部的250mL量筒中。记录初始体积并通过将其除以所用样品的重量来计算倾倒密度。然后将所述筒放在振实密度机上，在那里它以60RPM的速度在凸轮上旋转。所述凸轮设计为每秒一次升高和降低所述筒5.715cm的距离，直到样品体积恒定，通常为15分钟。记录该最终体积并通过将其除以所用样品的重量来计算堆积密度。

Einlehner磨损值是二氧化硅颗粒的硬度/磨蚀性的量度，详细描述于美国专利No.6,616,916中，该专利通过引用并入本文，并涉及Einlehner AT-1000Abrader，其通常如下使用：(1)将长网黄铜丝网称重并暴露于10％二氧化硅水悬浮液的作用下一段固定的时间；(2)然后测定磨损量，以每100,000转所述长网丝网损失的黄铜毫克数(mg/100,000转)计。

CPC相容性(％)测定如下。将27.00克0.3％的CPC(氯化十六烷基吡啶)溶液添加到3.00克待测试的二氧化硅样品中。预先将二氧化硅在105℃至150℃下干燥至含水量为2％或更低，并测量样品的pH以确保5％的pH在5.5至7.5之间。将混合物振荡10分钟。加速老化测试需要在140℃下搅拌试样1周。搅拌完成后，将样品离心，使5mL上清液通过0.45μm PTFE毫孔过滤器并弃去。然后将另外2.00g上清液通过相同的0.45μm PTFE毫孔过滤器，然后添加到含有38.00g蒸馏水的小瓶中。混合后，将等分试样置于比色杯(甲基丙烯酸甲酯)中并测量在268nm处紫外吸光度。将水用作空白。所述％CPC相容性通过样品的吸光度与通过该方法制备的但不添加二氧化硅的CPC标准溶液的吸光度的百分比来确定。

亚锡相容性(％)如下测定。制备含有431.11g 70％山梨糖醇、63.62g脱氧去离子水、2.27g氯化亚锡二水合物和3.00g葡萄糖酸钠的原溶液。将34.00g所述原溶液添加到含有6.00g待测试的二氧化硅样品的50mL离心管中。将该离心管置于5RPM的旋转轮上，并在40℃下老化1周。老化后，将离心管以12,000RPM离心10分钟，通过ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱仪)测定上清液中的亚锡浓度。亚锡相容性通过将样品的亚锡浓度表示为通过相同步骤制备但不添加二氧化硅的溶液的亚锡浓度的百分比来确定。

使用亚麻籽油根据ASTM D281中描述的擦除方法测定吸油值(每100g颗粒吸收的cc油)。通常，较高的吸油量表示具有较高水平的大孔孔隙率的颗粒，也被描述为高级的结构。

用C.W.Brabender Instruments,Inc的Absorptometer“C”扭矩流变仪测定吸水值。将大约1/3杯的二氧化硅样品转移到Absorptometer的混合室中并以150RPM混合。然后以6mL/min的速率添加水，记录混合粉末所需的扭矩。当水被粉末吸收时，在粉末从自由流动转变为糊状物时，扭矩将达到最大值。然后将达到最大扭矩时添加的总水量标准化为可被100g粉末吸收的水量。由于粉末是按原样使用(未预先干燥)，因此粉末的游离水分值被用于通过下式计算“水分校正的水AbC值”。

所述Absorptometer通常用于根据ASTM D 2414方法B和C以及ASTM D 3493来确定炭黑的油数。

本文公开的pH值(5％pH)在去离子水中含有5wt.％固体的含水体系中用pH计测定。

使用美国标准筛No.325(具有44微米或0.0017英寸开口(不锈钢丝布))通过称量10.0克样品至最接近的0.1克，将二氧化硅样品的325目筛残余物(wt.％)称量至在1夸脱Hamilton混合器(型号30)的杯中，添加约170mL蒸馏水或去离子水，并搅拌浆液至少7分钟。将混合物转移到325目筛网上，在20psig的压力下将水直接喷到筛网上2分钟，喷头保持距离筛网约4-6英寸。然后将剩余的残余物转移到表面皿上，在150℃的烘箱中干燥15分钟，然后冷却，并在分析天平上称重。

PCR(薄膜清洁率)清洁值通过稍微修改的PCR试验测定，该试验描述于G.K.Stookey，T.A.Burkhard和B.R.Schemerhorn的“In Vitro Removal of Stain withDentifrice”J.Dental Research,61,1236-9,1982中。通过使用改进的薄膜清洁率测试在体外评估清洁。该测试与Stookey等人描述的测试相同。具有以下改进：(1)在涂覆染色薄膜之前，将清亮透明的人造薄膜施加于牛肉片(bovine chips)上，(2)在薄膜施加期间使用溶液加热而不是放射性加热，(3)将刷触次数减少至800触次和(4)浆料浓度为1份洁齿剂至3份水中。重复该试验至少三次，计算平均值以得到平均PCR。

放射性牙本质磨损(RDA)值由国际标准化组织(ISO)11609：2010(E)附件B确定。该测试重复至少三次，计算平均值以得到平均RDA。

使用可提取的亚锡离子和可提取的锌离子测试方法，使用电感耦合等离子体发射光谱法测定上清液中的可提取的亚锡离子浓度(ESCS)和上清液中的可提取的锌离子浓度(EZCS)。出于本发明的目的，通过该方法测量的任何锡都被认为是亚锡离子(Sn²⁺)的形式，且通过该方法测量的任何锌都被认为是可溶性锌离子的形式。单点外标校准被用于锡和锌，镓内标被用于这两个样品和标准。如果已知所述整个洁齿剂组合物中不溶物的分数(w/w)，则也就测定了整个组合物中的可提取的亚锡离子浓度(ESCFC)和整个组合物中的可提取的锌离子浓度(EZCFC)。

将一整个管(或容器)的洁齿剂用实验室速度混合器(如DAC250，Flacktek,Inc.或等同物)在1500rpm下均化120秒。通过将2.00g均化样品和6.00g去离子水添加到含有10个玻璃珠(4mm直径)的离心管(尺寸适合于总样品体积)中，制备1份洁齿剂与3份水(质量)的浆料。将样品用涡旋混合器在1200rpm下混合60分钟。将所得浆液立即在21,000RCF下离心10分钟。在离心完成5分钟内将样品管从离心管中取出。将上清液倒入15-mL螺旋盖样品管中。对于没有明确液体/固体界面的样品，倾析出最大量的上清液，使得任何凝胶状或过渡层都与存在的任何离心物一起保留在离心管中。

通过用手剧烈摇动将倾析的上清液充分混合。将一等分试样(约0.5g，但精确记录质量至±0.001g)转移至50mL锥形聚丙烯管中。向该管中添加2.5mL浓硝酸(～70％w/w)和2.5mL浓盐酸(～35％w/w)。将样品管用聚丙烯表面皿覆盖，并置于预热的热块蒸煮器中，该蒸煮器的尺寸适合于所述锥形聚丙烯管(如DigiPrep，SCP Science)，在90℃下保持30分钟。然后用少于5mL去离子水冲洗所述表面皿3次，将冲洗液添加样品管中。作为内标，将2.00mL的100μg/mL镓标准物(如可从Inorganic Ventures获得或等同物)输送到管中，并用去离子水将管的总体积调至50mL。

使用市售的原溶液(如可从Inorganic Ventures获得或等同物)在5％(v/v)浓硝酸和5％(v/v)的浓盐酸的酸性基质中分别制备锡和锌的10.0ppm标准溶液，含4.00ppm镓作为内标。

使用双视图电感耦合等离子体发射光谱仪(如Optima 8300ICP-OES,PerkinElmer,Inc.或等同物)分析标准品和样品，所述光谱发射光谱仪配备有交叉流雾化器和双通道喷雾室(如Gem tip交叉流雾化器，Perkin Elmer,Inc.或等同物)或增强型平行路径雾化器(如MiraMist,Glass Expansion或等同物)和Tracey旋风喷雾室(如可从GlassExpansion获得的或其等同物)。所述ICP-OES系统针对最大Mg II(280nm)/Mg I(285nm)比率进行了优化。在轴向模式下测定锡为189.9nm。在径向模式下确定锌为213.8nm。在轴向和径向模式下测定镓为417.2nm。使用以镓作为内标以10ppm制备的单点校准曲线进行锡和锌的定量。

根据ICP-OES样品分析，上清液中可提取的亚锡离子浓度(μg/g)由以下公式计算：

根据ICP-OES样品分析，上清液中可提取的锌离子浓度(μg/g)由以下公式计算：

ESCS和EZCS以三位有效数字报告，单位为μg/g。

洁齿剂通常含有基本上不溶于水的颗粒(“不溶物”)，包括但不限于诸如二氧化硅、二氧化钛、云母、十六醇和硬脂醇的化合物。如果已知整个洁齿剂组合物中不溶物的分数(w/w)，则通过下式计算整个组合物中(ppm)可提取的亚锡离子浓度(w/w)

ESCFC[ppm]＝(4-不溶物在整个制剂中的分数)×ESCS并且如果已知整个洁齿剂组合物中不溶物的分数(w/w)，则可通过下式计算整个组合物(ppm)中可提取的锌离子浓度(w/w)

EZCFC[ppm]＝(4-不溶物在整个制剂中的分数)x EZCS

ESCFC和EZCFC以三位有效数字报告，单位为ppm。

通过在制备组合物后不久测定ESCFC，然后将所述组合物在40℃下在标准不透明洁齿剂管中储存30天，然后再次测量ESCFC，来测定％可提取的亚锡离子浓度。

实施例1-8

具有低BET表面积的对比二氧化硅颗粒

表I总结了具有低BET表面积的对比二氧化硅材料的某些性质。尽管BET表面积较低，但这些二氧化硅材料在一种或多种性质方面不足，这些性质选自低CPC相容性、高Einlehner磨损、高总压汞孔体积、高CTAB表面积、高吸油性、高325筛网残留、和/或高堆积密度。

实施例9-17

通过Silverson方法制备的具有低BET表面积的二氧化硅颗粒

制备具有低BET表面积的实施例9-17，但是为了改善实施例1-8中提到的一些缺陷，在硅酸盐添加完成后用于降低pH的酸添加速率保持在与所述批料表面积降低步骤中所使用相同的速率。这样做是为了减少由小孔引起的孔隙率量。

对于实施例9，将38L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在50RPM搅拌下加热至95℃并以80L/min速率循环。连接到所述反应器的再循环管线的Silverson高剪切在线混合器在3600RPM下操作。一旦达到95℃，分别以8.1L/min和3.6L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。48分钟后，停止Silverson在线混合器，并将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的添加速率降至2.3L/min和1.2L/min。在此期间，将pH保持在9.7(+/-0.2)范围内。如果需要，调节酸速率以保持所需的pH。经过198分钟(总计)后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的速率的硫酸(11.4％)的持续流将pH调节至5。然后将该批料在pH 5.0(+/-0.2)下消化20分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS并喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例10，将38L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在50RPM搅拌下加热至95℃。连接到该反应器的再循环管线的Silverson高剪切在线混合器在3600RPM下操作。一旦达到95℃，分别以8.1L/min和3.6L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。48分钟后，停止Silverson在线混合器，并将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的添加速率降至2.3L/min和1.2L/min。在此期间，将pH保持在9.7(+/-0.2)范围内。如果需要，调节酸速率以保持所需的pH。经过198分钟(总计)后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的硫酸(11.4％)的持续流将pH调节至5。然后将该批料在pH 5.0(+/-0.2)下消化20分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。然后通过添加硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，然后喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例11，将38L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在50RPM搅拌下加热至95℃并以80L/min的速率再循环。连接到反应器的再循环管线的Silverson高剪切在线混合器在3600RPM下操作。一旦达到95℃，分别以8.1L/min和3.6L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。48分钟后，停止Silverson在线混合器，并将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的添加速率降至2.3L/min和1.2L/min。在此期间，将pH保持在9.7(+/-0.2)范围内。如果需要，调节酸速率以保持所需的pH。经过168分钟(总计)后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的硫酸(11.4％)的持续流将pH调节至5。然后将该批料在pH5.0(+/-0.2)下消化20分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例12，将38L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在50RPM搅拌下加热至95℃并以80L/min的速率再循环。连接到反应器的再循环管线的Silverson高剪切在线混合器在3600RPM下操作。一旦达到95℃，分别以8.1L/min和3.6L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。48分钟后，停止Silverson在线混合器，并将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的添加速率降至2.3L/min和1.2L/min。在此期间，将pH保持在9.7(+/-0.2)范围内。如果需要，调节酸速率以保持所需的pH。经过138分钟(总计)后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的硫酸(11.4％)的持续流将pH调节至5。然后将该批料在pH5.0(+/-0.2)下消化20分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例13，将38L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在50RPM搅拌下加热至95℃并以80L/min的速率再循环。连接到反应器的再循环管线的Silverson高剪切在线混合器在3600RPM下操作。一旦达到95℃，分别以8.1L/min和3.6L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。48分钟后，停止Silverson在线混合器，并将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的添加速率降至2.3L/min和1.2L/min。在此期间，将pH保持在9.7(+/-0.2)范围内。如果需要，调节酸速率以保持所需的pH。经过108分钟(总计)后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的硫酸(11.4％)的持续流将pH调节至5。然后将该批料在pH5.0(+/-0.2)下消化20分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例14，将38L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在50RPM搅拌下加热至95℃并以80L/min的速率再循环。连接到反应器的再循环管线的Silverson高剪切在线混合器在3600RPM下操作。一旦达到95℃，分别以8.1L/min和3.6L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。48分钟后，停止Silverson在线混合器，并将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的添加速率降至2.3L/min和1.2L/min。在此期间，将pH保持在9.7(+/-0.2)范围内。如果需要，调节酸速率以保持所需的pH。经过78分钟(总计)后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的硫酸(11.4％)的持续流将pH调节至5。然后将该批料在pH 5.0(+/-0.2)下消化(digest)20分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例15，将38L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在50RPM搅拌下加热至95℃并以80L/min的速率再循环。连接到反应器的再循环管线的Silverson高剪切在线混合器在3600RPM下操作。一旦达到95℃，分别以8.1L/min和3.6L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。48分钟后，停止Silverson在线混合器，并将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的添加速率降至2.3L/min和1.2L/min。在此期间，将pH保持在9.7(+/-0.2)范围内。如果需要，调节酸速率以保持所需的pH。经过63分钟(总计)后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的硫酸(11.4％)的持续流将pH调节至5。然后将批料在pH5.0(+/-0.2)下消化20分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例16，将38L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在50RPM搅拌下加热至95℃并以80L/min的速率再循环。连接到反应器的再循环管线的Silverson高剪切在线混合器在3600RPM下操作。一旦达到95℃，分别以8.1L/min和3.6L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。48分钟后，停止Silverson在线混合器，并将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的添加速率降至2.3L/min和1.2L/min。在此期间，将pH保持在9.7(+/-0.2)范围内。如果需要，调节酸速率以保持所需的pH。经过198分钟(总计)后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的硫酸(11.4％)的持续流将pH调节至5。然后将该批料在pH5.0(+/-0.2)下消化20分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例17，将38L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在50RPM搅拌下加热至95℃并以80L/min的速率再循环。连接到反应器的再循环管线的Silverson高剪切在线混合器在3600RPM下操作。一旦达到95℃，分别以8.1L/min和3.6L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。48分钟后，停止Silverson在线混合器，并将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的添加速率降至2.3L/min和1.2L/min。在此期间，将pH保持在9.7(+/-0.2)范围内。如果需要，调节酸速率以保持所需的pH。经过198分钟(总计)后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的硫酸(11.4％)的持续流将pH调节至5。然后将批料在pH 5.0(+/-0.2)下消化20分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，然后喷雾干燥至目标水分为5％。

表II总结了实施例9-17中制备的二氧化硅颗粒的某些性质。实施例9-17中制备的一些二氧化硅得到改进的亚锡相容性值(实施例9-11和16)；然而，这些样品的Einlehner磨损值和堆积密度高得令人无法接受。例如，当Einlehner值太高时-通常，大于25mg损失/100,000转-二氧化硅颗粒对牙本质和用于制备二氧化硅颗粒和洁齿剂/牙膏制剂的加工设备都非常具有磨蚀性。对SEM图像的检查表明具有宽的粒度分布，具有一定范围的大粒子和小粒子，以及非球形粒子形态。对于实施例9-17，图3(实施例10)和图4(实施例15)给出了代表性的SEM图像。

实施例18-22

通过连续环管反应器方法制备的具有低BET表面积的二氧化硅颗粒

在这些实施例中，使用连续环管反应器工艺(例如参见美国专利Nos.8,945,517和8,609,068)来制备基础二氧化硅颗粒，随后将该基础二氧化硅颗粒的表面积降低以制备具有所需范围内的BET表面积的二氧化硅颗粒。所述环管反应器工艺用于制备的基础二氧化硅颗粒具有比先前实施例中的二氧化硅颗粒更球形的形态和更窄的粒度分布(如最终二氧化硅产物中有更少的325目筛网残余物)。

对于实施例18A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至95℃。一旦达到95℃，分别以1.50L/min和0.78L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集300L二氧化硅浆料。

在实施例18B中，表面积被降低。将来自实施例18A的300L基础二氧化硅颗粒的浆料添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。将硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到该反应器中直至pH达到9.5(+/-0.2)。一旦pH达到9.5(+/-0.2)，则分别以1.87L/min和1.0L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持pH为9.5(+/-0.2)。在一起添加硅酸盐和酸开始30分钟后，将硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)的速率分别调节至1.00L/min和0.60L/min。在总共45分钟的时间之后，停止硅酸钠流，并以0.60L/min继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例19A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至95℃。一旦达到95℃，分别以1.70L/min和0.87L/min连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例19B中，表面积被降低。将来自实施例19A的500L基础二氧化硅颗粒的浆料添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。将硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到该反应器中直至pH达到9.5(+/-0.2)。一旦pH达到9.5(+/-0.2)，则分别以1.66L/min和0.80L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持pH为9.5(+/-0.2)。在一起添加开始总共15分钟后，停止硅酸钠流，并以0.80L/min继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化15分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例20A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至95℃。一旦达到95℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例20B中，表面积被降低。将来自实施例20A的500L基础二氧化硅颗粒的浆料添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。将硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到该反应器中直至pH达到9.5(+/-0.2)。一旦pH达到9.5(+/-0.2)，则分别以3.11L/min和1.50L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持pH为9.5(+/-0.2)。在一起添加硅酸盐和酸开始15分钟后，将硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)的速率分别调节至1.66L/min和0.80L/min。在总共30分钟后，停止硅酸钠流，并以0.60L/min继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化15分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例21A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至95℃。一旦达到95℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例21B中，表面积被降低。将来自实施例21A的500L基础二氧化硅颗粒的浆料添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。将硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到该反应器中直至pH达到9.5(+/-0.2)。一旦pH达到9.5(+/-0.2)，则分别以3.11L/min和1.50L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持pH为9.5(+/-0.2)。在一起添加硅酸盐和酸开始30分钟后，将硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)的速率分别调节至1.66L/min和0.80L/min。在总共45分钟的时间之后，停止硅酸钠流，并以0.60L/min继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化15分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例22A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至95℃。一旦达到95℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例22B中，表面积被降低。将来自实施例22A的500L基础二氧化硅颗粒浆料添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。将硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到该反应器中直至pH达到9.5(+/-0.2)。一旦pH达到9.5(+/-0.2)，则分别以3.11L/min和1.50L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持pH为9.5(+/-0.2)。在一起添加硅酸盐和酸开始45分钟后，将硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)的速率分别调节至1.66L/min和0.80L/min。在总共60分钟的时间之后，停止硅酸钠流，并以0.60L/min的速率继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

表III总结了实施例18-22中制备的二氧化硅颗粒的某些性质。实施例18B-22B的堆积密度、Einlehner磨损、325目筛网残余物和粒度与实施例9-17的相比有所降低，同时在很大程度上保持了可接受的亚锡相容性、CPC相容性和BET表面积。有趣的是，总压汞孔体积在0.6-0.7cc/g范围内。查看SEM图像发现窄的粒度分布和球形颗粒形态。对于实施例18-22，图5(实施例19B)和图6(实施例22B)给出了代表性的SEM图像。

实施例23-25

通过连续环管反应器方法制备的具有低BET表面积的二氧化硅颗粒

类似于实施例18-22，这些实施例使用连续环管反应器方法来制备基础二氧化硅颗粒，然后将基础二氧化硅颗粒的表面积降低以制备BET表面积在所需范围内的二氧化硅颗粒。

对于实施例23A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至60℃。一旦达到60℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例23B中，表面积被降低。将来自实施例23A的500L二氧化硅颗粒浆料添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。将硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到该反应器中直至pH达到9.5(+/-0.2)。一旦pH达到9.5(+/-0.2)，则分别以3.11L/min和1.50L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持pH为9.5(+/-0.2)。在一起添加硅酸盐和酸开始60分钟后，将硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)的添加速率分别调节至1.66L/min和0.80L/min。在总共75分钟后，停止硅酸钠流，并以0.80L/min的速率继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例24A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至50℃。一旦达到50℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例24B中，表面积被降低。将来自实施例24A的500L二氧化硅颗粒浆料添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。将硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到该反应器中直至pH达到9.5(+/-0.2)。一旦pH达到9.5(+/-0.2)，则分别以3.11L/min和1.5L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持pH为9.5(+/-0.2)。在一起添加硅酸盐和酸开始60分钟后，将硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)的添加速率分别调节至1.66L/min和0.80L/min。在总共90分钟的时间之后，停止硅酸钠流，并以0.80L/min的速率继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例25A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至60℃。一旦达到60℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例25B中，表面积被降低。将来自实施例25A的500L二氧化硅浆料添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。将硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到该反应器中直至pH达到9.5(+/-0.2)。一旦pH达到9.5(+/-0.2)，则分别以1.66L/min和0.80L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持pH为9.5(+/-0.2)。在总共180分钟后，停止硅酸钠流，并以0.80L/min的速率继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

表IV总结了实施例23-25中制备的二氧化硅颗粒的某些性质。与实施例18B-22B相比，实施例23B-25B具有更高的总压汞孔体积和更低的堆积密度。另外，实施例23B-25B中的每一个都具有优异的亚锡相容性和CPC相容性。而且，如表IV所示，明显具有显著量的表面积降低：从302至0.6m²/g(实施例23A-23B)和从280至1.3m²/g(实施例24A-24B)。在所述表面积降低步骤中，实施例23B-25B的平均二氧化硅添加速率为每分钟0.36-0.66wt％，最大二氧化硅添加速率为每分钟0.50-0.92wt％。查看SEM图像表明窄的粒度分布和球形颗粒形态。对于实施例23-25，图7(实施例25B)给出了代表性的SEM图像。

实施例26-30

通过连续环管反应器方法制备的具有低BET表面积的二氧化硅颗粒

以与实施例23-25类似的方制备实施例26-30。对于实施例26A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至60℃。一旦达到60℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例26B中，表面积被降低。将来自实施例26A的500L基础二氧化硅颗粒的浆料和65L硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。一旦达到95℃，则分别以3.11L/min和1.4L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。在一起添加硅酸盐和酸开始60分钟后，将硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)的速率分别调节至1.66L/min和0.80L/min。在总共75分钟后，停止硅酸钠流，并以0.80L/min的速率继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例27A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至60℃。一旦达到60℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例27B中，表面积被降低。将来自实施例27A的500L基础二氧化硅颗粒的浆料和65L硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。一旦达到95℃，则分别以1.66L/min和0.8L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。在一起添加硅酸盐和酸开始188分钟后，停止硅酸钠流，并以0.80L/min的速率继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例28A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至60℃。一旦达到60℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例28B中，表面积被降低。将来自实施例28A的500L基础二氧化硅颗粒的浆料和65L硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。一旦达到95℃，则分别以1.66L/min和0.8L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。在一起添加硅酸盐和酸开始161分钟后，停止硅酸钠流，并以0.80L/min的速率继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例29A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至60℃。一旦达到60℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例29B中，表面积被降低。将来自实施例29A的500L基础二氧化硅颗粒的浆料和65L硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。一旦达到95℃，则分别以1.66L/min和0.8L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。在一起添加硅酸盐和酸开始150分钟后，停止硅酸钠流，并以0.80L/min的速率继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例30A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管反应器中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至60℃。一旦达到60℃，分别以1.70L/min和0.87L/min的速率连续添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。运行20分钟后，弃去收集的二氧化硅(吹扫材料)，然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例30B中，表面积被降低。将来自实施例30A的500L基础二氧化硅颗粒的浆料和65L硅酸钠(2.65MR，20.0％)添加到间歇式反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃。一旦达到95℃，则分别以1.66L/min和0.8L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，20.0％)和硫酸(17.1％)。在一起添加硅酸盐和酸开始135分钟后，停止硅酸钠流，并以0.80L/min的速率继续添加硫酸(17.1％)将pH调节至7。将批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

表V总结了实施例26-30中制备的二氧化硅颗粒的某些性质。类似于实施例23B-25B，实施例27B-30B表现出了出乎意料且有益的BET表面积、堆积密度、Einlehner磨损、亚锡相容性和/或CPC相容性的组合。而且，如表V所示，明显具有显著量的表面积降低：从232至8m²/g(实施例26A-26B)。在所述表面积降低步骤中，实施例27B-30B的平均二氧化硅添加速率约为每分钟0.37wt％，最大二氧化硅添加率为每分钟0.50wt％。查看SEM图像表面具有窄的粒度分布和球形颗粒形态。对于实施例26-30，图8(实施例28B)给出了代表性的SEM图像

实施例31-33

通过珠磨方法制备具有低BET表面积的二氧化硅颗粒

在实施例31-33中，在反应器中制备了含有前体基础二氧化硅颗粒的批料，然后进行珠磨以制备基础二氧化硅颗粒，然后将该基础二氧化硅颗粒的表面积降低以制备BET表面积在所需的范围内但缺乏其他所需的性质的二氧化硅颗粒。

对于实施例31A，将69L硅酸钠(2.65MR，13.3％)添加到反应器中并在60RPM搅拌下加热至85℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到85℃，分别以14.7L/min和6.5L/min的速率同时添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)47分钟。在47分钟后，停止硅酸钠流，以6.5L/min的速率继续添加硫酸(11.4％)以将pH调节至pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料在93℃下消化20分钟，同时保持pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料在压滤机中脱水并将其珠磨至325目筛网残余物为0％、中值粒度小于10μm。

接下来在实施例31B中，表面积被降低，首先将45L珠磨过的中间体二氧化硅浆料(31％固体)和180L水添加到反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃，在80L/min的速率下再循环。一旦达到95℃，添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)使反应混合物的pH达到9.75(+/-0.2)。一旦达到所需pH，分别以4.5L/min和2.2L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)30分钟。如果需要，调节酸速率以使所述批料的pH保持在9.75(+/-0.2)。在30分钟后，将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的流速分别降至4.2L/min和2.0L/min。在60分钟后，将硅酸钠和硫酸的流速分别降至3.6L/min和1.7L/min。在90分钟后，将硅酸钠和硫酸的流速分别降至3.1L/min和1.5L/min。在120分钟后，将硅酸钠和硫酸的流速分别降至2.3L/min和1.2L/min。在150分钟后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min的硫酸持续流将pH降至6.0(+/-0.2)。一旦达到所需的pH，将批料消化20分钟，同时保持pH 6.0(+/-0.2)。然后过滤该批料并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例32A，将8L硅酸钠(2.65MR，20.0％)和89L去离子水添加到反应器中并在60RPM搅拌下加热至85℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到85℃，分别以12.5L/min和5.0L/min的速率同时添加硅酸钠(2.65MR，20％)和硫酸(17.1％)48分钟。在48分钟后，停止硅酸钠流，以5.0L/min的硫酸(17.1％)的持续流将pH调节至pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料在93℃下消化15分钟，同时保持pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料用压滤机脱水并将其珠磨至325目筛网残余物为0％、中值粒度小于10μm。

在实施例32B中，表面积被降低，将45L实施例32A的珠磨过的中间体二氧化硅浆料(31％固体)和180L水添加到反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃，在80L/min的速率下再循环。一旦达到95℃，添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)使反应混合物的pH达到9.75(+/-0.2)。一旦达到所需pH，分别以4.2L/min和2.0L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)30分钟。如果需要，调节酸速率以使所述批料的pH保持在9.75(+/-0.2)。在30分钟后，将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的流速分别降至3.6L/min和1.7L/min。在60分钟后，将硅酸钠和硫酸的流速分别降至3.1L/min和1.5L/min。在90分钟后，将硅酸钠和硫酸的流速分别降至2.3L/min和1.2L/min。在135分钟后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min硫酸的持续流将pH降至6.0(+/-0.2)。一旦达到所需的pH，将批料消化20分钟，同时保持pH6.0(+/-0.2)。然后过滤该批料并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例33A，将50L硅酸钠(2.65MR，20.0％)和162L去离子水添加到反应器中并在60RPM搅拌下加热至85℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到85℃，分别以11.6L/min和4.7L/min的速率同时添加硅酸钠(2.65MR，20％)和硫酸(17.1％)47分钟。在47分钟后，停止硅酸钠流，以4.7L/min硫酸(17.1％)的持续流将pH调节至pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料在93℃下消化20分钟，同时保持pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料用压滤机脱水并将其珠磨至325目筛网残余物为0％、中值粒度小于10μm。

在实施例33B中，表面积被降低，将45L实施例33A的珠磨过的中间体二氧化硅浆料(31％固体)和180L水添加到反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃，在80L/min的速率下再循环。一旦达到95℃，添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)使反应混合物的pH达到9.75(+/-0.2)。一旦达到所需pH，分别以4.5L/min和2.2L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)30分钟。如果需要，调节酸速率以使所述批料的pH保持在9.75(+/-0.2)。在30分钟后，将硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的流速分别降至4.2L/min和2.0L/min。在60分钟后，将硅酸钠和硫酸的流速分别降至3.6L/min和1.7L/min。在90分钟后，将硅酸钠和硫酸的流速分别降至3.1L/min和1.5L/min。在120分钟后，将硅酸钠和硫酸的流速分别降至2.3L/min和1.2L/min。在165分钟后，停止硅酸钠流，并以1.2L/min硫酸的持续流将pH降至6.0(+/-0.2)。一旦达到所需的pH，将批料消化20分钟，同时保持pH 6.0(+/-0.2)。然后过滤该批料并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，喷雾干燥至目标水分为5％。

表VI总结了实施例31-33中制备的二氧化硅材料的某些性质。实施例31B的二氧化硅颗粒具有改进的粒度分布(较低的325目筛网残余物和较低的Einlehner磨损)，略微降低的亚锡相容性和CPC相容性，但是堆积密度显著增加。在实施例32A和32B中，所述表面积降低步骤没有得到所需的二氧化硅颗粒，因为表面积降低发生得太快(例如，平均二氧化硅添加速率为每分钟0.97wt.％，且最大二氧化硅添加速率为每分钟2.46wt.％)，导致形成新的颗粒，如高BET表面积和低亚锡相容性所示。在实施例33A和33B中，所述表面积降低步骤没有得到所需的二氧化硅颗粒，因为表面积降低得太多，导致高的堆积密度和高的Einlehner磨损值。

实施例34-39

通过珠磨方法生产具有低BET表面积的二氧化硅颗粒

实施例34-39以与实施例32-33类似的方式进行。对于实施例34A，将29L硅酸钠(2.65MR，20.0％)和126L去离子水添加到反应器中并在60RPM搅拌下加热至85℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到85℃，分别以12.1L/min和4.8L/min的速率同时添加硅酸钠(2.65MR，20％)和硫酸(17.1％)47分钟。在47分钟后，停止硅酸钠流，以4.8L/min的硫酸(17.1％)的持续流将pH调节至pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料在93℃下消化20分钟，同时保持pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料用压滤机脱水并将其珠磨至325目筛网残余物为0％、中值粒度小于10μm。

在实施例34B中，表面积被降低。将100L实施例34A的珠磨过的二氧化硅颗粒浆料和380L水添加到反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到95℃，添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)使反应混合物的pH达到9.75(+/-0.2)。一旦达到所需pH，分别以2.3L/min和1.0L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)220分钟。如果需要，调节酸速率以使批料pH保持在9.75(+/-0.2)。在220分钟后，停止硅酸钠流，并以1.0L/min硫酸的持续流将pH降至6.0(+/-0.2)。一旦达到所需的pH，将批料消化20分钟，同时保持pH 6.0(+/-0.2)。然后过滤该批料并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将该表面积降低的二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例35A，将8L硅酸钠(2.65MR，20.0％)和89L去离子水添加到反应器中并在60RPM搅拌下加热至85℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到85℃，分别以12.5L/min和5.0L/min的速率同时添加硅酸钠(2.65MR，20％)和硫酸(17.1％)47分钟。在47分钟后，停止硅酸钠流，以5.0L/min的硫酸(17.1％)的持续流将pH调节至pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料在93℃下消化20分钟，同时保持pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料用压滤机脱水并将其珠磨至325目筛网残余物为0％、中值粒度小于10μm。

在实施例35B中，表面积被降低。将100L实施例35A的珠磨过的二氧化硅颗粒浆料和380L水添加到反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到95℃，添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)使反应混合物的pH达到9.75(+/-0.2)。一旦达到所需pH，分别以2.3L/min和1.0L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)170分钟。如果需要，调节酸速率以使批料pH保持在9.75(+/-0.2)。在170分钟后，停止硅酸钠流，并以1.0L/min硫酸的持续流将pH降至6.0(+/-0.2)。一旦达到所需的pH，将批料消化20分钟，同时保持pH 6.0(+/-0.2)。然后过滤该批料并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将该表面积降低的二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例36A，将50L硅酸钠(2.65MR，20.0％)和162L去离子水添加到反应器中并在60RPM搅拌下加热至85℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到85℃，分别以11.6L/min和4.7L/min的速率同时添加硅酸钠(2.65MR，20％)和硫酸(17.1％)47分钟。在47分钟后，停止硅酸钠流，以5.0L/min硫酸(17.1％)的持续流将pH调节至pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料在93℃下消化20分钟，同时保持pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料用压滤机脱水并将其珠磨至目标粒度5μm。

在实施例36B中，表面积被降低。将100L实施例36A的珠磨过的基础二氧化硅颗粒浆料(31％固体)和380L水添加到反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到95℃，添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)使反应混合物的pH达到9.75(+/-0.2)。一旦达到所需pH，分别以2.3L/min和1.0L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)210分钟。在210分钟后，将硅酸盐(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的速率分别调节至1.15L/min和0.5L/min。如果需要，调节酸速率以使批料pH保持在9.75(+/-0.2)。在总计282分钟后，停止硅酸钠流，并以0.5L/min硫酸的持续流将pH降至6.0(+/-0.2)。一旦达到所需的pH，将批料消化20分钟，同时保持pH 6.0(+/-0.2)。然后过滤该批料并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将该表面积降低的二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，喷雾干燥至目标水分为5％。

在实施例37B中，表面积被降低。将100L实施例36A的珠磨过的基础二氧化硅颗粒浆料和380L水添加到反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到95℃，添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)使反应混合物的pH达到9.75(+/-0.2)。一旦达到所需pH，分别以2.3L/min和1.0L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)165分钟。在165分钟后，停止硅酸钠流，并以1.0L/min硫酸的持续流将pH降至6.0(+/-0.2)。一旦达到所需的pH，将批料消化20分钟，同时保持pH 6.0(+/-0.2)。然后过滤该批料并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将该表面积降低的二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例38A，将71.5L硅酸钠(2.65MR，20.0％)和162L去离子水和3.6kg硫酸钠添加到反应器中并在60RPM搅拌下加热至85℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到85℃，分别以10.9L/min和4.6L/min的速率同时添加硅酸钠(2.65MR，20％)和硫酸(17.1％)47分钟。在47分钟后，停止硅酸钠流，以4.6L/min硫酸(17.1％)的持续流将pH调节至pH 6.0(+/-0.2)。然后将该批料在93℃下消化15分钟，同时保持pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料用压滤机脱水并将其珠磨至目标粒度5μm。

在实施例38B中，表面积被降低。将100L实施例38A的珠磨过的基础二氧化硅颗粒浆料(31％固体)和380L水添加到反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到95℃，添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)使反应混合物的pH达到9.75(+/-0.2)。一旦达到所需pH，分别以2.3L/min和1.0L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)165分钟。在165分钟后，将硅酸盐(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的速率分别调节至1.15L/min和0.5L/min。如果需要，调节酸速率以使批料pH保持在9.75(+/-0.2)。在总计210分钟后，停止硅酸钠流，并以0.5L/min硫酸的持续流将pH降至6.0(+/-0.2)。一旦达到所需的pH，将批料消化20分钟，同时保持pH 6.0(+/-0.2)。然后过滤该批料并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将该表面积降低的二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例39A，将50L硅酸钠(2.65MR，20.0％)和162L去离子水添加到反应器中并在60RPM搅拌下加热至85℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到85℃，分别以11.6L/min和4.7L/min的速率同时添加硅酸钠(2.65MR，20％)和硫酸(17.1％)47分钟。在47分钟后，停止硅酸钠流，以5.0L/min硫酸(17.1％)的持续流将pH调节至pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料在93℃下消化20分钟，同时保持pH 5.8(+/-0.2)。然后将该批料用压滤机脱水并将其珠磨至目标粒度为5μm。

在实施例39B中，表面积被降低。将100L实施例39A的珠磨过的基础二氧化硅颗粒浆料(31％固体)和380L水添加到反应器中，并在80RPM搅拌下加热至95℃，以80L/min的速率再循环。一旦达到95℃，添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)使反应混合物的pH达到9.75(+/-0.2)。一旦达到所需pH，分别以2.3L/min和1.0L/min的速率添加硅酸钠(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)60分钟。在60分钟后，将硅酸盐(2.65MR，13.3％)和硫酸(11.4％)的速率分别调节至1.15L/min和0.5L/min。如果需要，调节酸速率以使批料pH保持在9.75(+/-0.2)。在总计360分钟后，停止硅酸钠流，并以0.5L/min硫酸的持续流将pH降至6.0(+/-0.2)。一旦达到所需的pH，将批料消化20分钟，同时保持pH 6.0(+/-0.2)。然后过滤该批料并洗涤至电导率<1500μS。然后用硫酸将该表面积降低的二氧化硅浆料的pH调节至5.0(+/-0.2)，喷雾干燥至目标水分为5％。

表VII总结了实施例34-39中制备的二氧化硅颗粒的某些性质。出乎意料的是，实施例34B-35B表现出了BET表面积、堆积密度、Einlehner磨损、总压汞孔体积、亚锡相容性和/或CPC相容性的有益组合。此外，这些二氧化硅具有较低的中值粒度和小于1％的325目筛网残余物。而且，如表VII所示，明显具有显著量的表面积降低：从74至4m²/g(实施例35A-35B)。查看实施例34B(图9-10)和实施例35B(图11-12)的SEM图像表明具有适当的开放结构和低表面积，而没有过度致密化，并且与实施例34B相比，实施例35B的粒度分布得到了一般性改善。

与实施例34B-35B类似，实施例36B-39B显示出了意外和有益的BET表面积、堆积密度、Einlehner磨损、总压汞孔体积、亚锡相容性和/或CPC相容性的组合，以及较低的中值粒度和小于1％的325目筛网残余物。另外，如表VII所示，明显具有显著量的表面积降低：从31至2m²/g(实施例36A-36B)和从29至3m²/g(实施例39A-39B)。在所述表面积降低步骤中，实施例34B-39B的平均二氧化硅添加速率为每分钟0.35-0.48wt％，最大二氧化硅添加速率为每分钟0.64wt％。查看SEM图像表明具有适当的开放结构和低表面积而没有过度致密化(例如，低堆积密度)和窄的粒度分布。对于实施例36-39，图13-14(实施例36B)给出了代表性的SEM图像。

表VIII总结了在40℃下30天后，含有所述二氧化硅实施例的洁齿剂组合物(如本文所述的含水洁齿剂实施例A)中的RDA、PCR和％可溶性锡及氟化物。在所述洁齿剂在40℃的恒温下储存30天后收集表VIII中的数据。30天后，通过本文所述的方法测定RDA、PCR、可溶性锡离子浓度和可溶性氟离子浓度。在40℃下30天后的％可溶性锡通过将可溶性锡的浓度(测量的)除以可溶性锡的理论浓度(894ppm)来确定，在40℃下30天后的％可溶性氟化物通过将30天后的可溶性氟化物浓度(测量的)除以可溶性氟化物的理论浓度(1100ppm)确定。

实施例40-43

通过连续环管反应器方法制备具有低BET表面积的二氧化硅颗粒

以与实施例23-25类似的方法进行实施例40-43。对于实施例40A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至65℃。一旦达到65℃，分别以2.55L/min和1.30L/min的速率连续添加硅酸钠(2.55MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例40B中，表面积被降低。将所述二氧化硅浆料在间歇式反应器中在80RPM搅拌下加热至95℃。然后，向该间歇式反应器中添加65L硅酸钠(2.55MR，13.3％)，然后分别以2.3L/min和1.0L/min的速率同时添加硅酸钠(2.55MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。如果需要，调节酸速率以保持pH 9.5(+/-0.2)。从一同添加硅酸盐和酸开始150分钟后，停止硅酸钠流，并以0.85L/min的速率继续添加硫酸(11.4％)将pH调节至7。将该批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例41A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至65℃。一旦达到65℃，分别以2.55L/min和1.30L/min的速率连续添加硅酸钠(2.55MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例41B中，表面积被降低。将所述二氧化硅浆料在间歇式反应器中在80RPM搅拌下加热至95℃。然后，向该间歇式反应器中添加65L硅酸钠(2.55MR，13.3％)，然后分别以2.3L/min和1.0L/min的速率同时添加硅酸钠(2.55MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。如果需要，调节酸速率以保持pH 9.5(+/-0.2)。从一同添加硅酸盐和酸开始165分钟后，停止硅酸钠流，并以0.85L/min的速率继续添加硫酸(11.4％)将pH调节至7。将该批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例42A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至65℃。一旦达到65℃，分别以2.55L/min和1.07L/min的速率连续添加硅酸钠(3.32MR，13.0％)和硫酸(11.4％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例42B中，表面积被降低。将所述二氧化硅浆料在间歇式反应器中在80RPM搅拌下加热至95℃。然后，向该间歇式反应器中添加65L硅酸钠(2.55MR，13.3％)，然后分别以2.3L/min和0.83L/min的速率同时添加硅酸钠(3.32MR，13.3％)和硫酸(11.4％)。如果需要，调节酸速率以保持pH 9.5(+/-0.2)。从一同添加硅酸盐和酸开始165分钟后，停止硅酸钠流，并以0.83L/min的速率继续添加硫酸(11.4％)将pH调节至7。将该批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

对于实施例43A，将约15L预先制备的约10％固体的二氧化硅浆料添加到再循环环管中，并用高剪切Silverson在线混合器在3600RPM下以80L/min的速率循环。然后将所述连续环管反应器加热至65℃。一旦达到65℃，分别以2.55L/min和1.07L/min的速率连续添加硅酸钠(3.32MR，13.0％)和硫酸(11.4％)。如果需要，调节酸速率以保持反应pH为7.5。然后收集500L二氧化硅浆料。

在实施例43B中，表面积被降低。将所述二氧化硅浆料在间歇式反应器中在80RPM搅拌下加热至95℃。然后，向该间歇式反应器中添加65L硅酸钠(2.55MR，13.3％)，然后分别以2.3L/min和0.83L/min的速率同时添加硅酸钠(3.32MR，13.0％)和硫酸(11.4％)。如果需要，调节酸速率以保持pH 9.5(+/-0.2)。从一同添加硅酸盐和酸开始175分钟后，停止硅酸钠流，并以0.83L/min的速率继续添加硫酸(11.4％)将pH调节至7。将该批料在pH 7下消化10分钟，然后过滤并洗涤至电导率<1500μS。在干燥之前，用硫酸将二氧化硅浆料的pH调节至5，喷雾干燥至目标水分为5％。

表IX总结了实施例40-43中制备的二氧化硅颗粒的某些性质。与实施例23B-25B和实施例27B-30B一样，实施例40B-43B显示出了BET表面积、堆积密度、Einlehner磨损、亚锡相容性和孔体积的出乎意料且有益的组合。由于用于制备所述二氧化硅颗粒的环管反应器及表面积降低方法，预期实施例40B-43B具有窄的粒度分布和球形颗粒形态。

表III.实施例18-22

实施例	18B	19A	19B	20B	21B	22B
							Einlehner(mg损失/100,000rev)	11.0	4.4	10.2	9.4	12.4	12.6
CPC相容性(％)	91	0	68	61	89	86
							亚锡相容性(％)	88	---	83	78	91	89
BET表面积(m<sup>2</sup>/g)	1	39	6	10	1	2
							总压汞孔体积(cc/g)	0.60	0.67	0.63	0.62	0.66	0.66
CTAB表面积(m<sup>2</sup>/g)	--	27	10	10	19	17
							油吸收(cc/100g)	33	38	37	36	33	32
水AbC(cc/100g)	59	65	66	66	68	77
							5％pH	6.6	6.6	6	7	6.7	7.3
水分(％)	3.7	5.0	5.2	4.5	4.2	5.0
							浆料-中值粒度(μm)	---	5.3	---	---	---	---
浆料-平均粒度(μm)	---	5.6	---	---	---	---
							浆料-d95(μm)	---	11.0	---	---	---	---
中值粒度(μm)	6.5	---	6.4	7.0	7.1	9.5
							平均粒度(μm)	6.8	---	6.5	7.1	7.1	9.6
325目筛网残余物(wt.％)	0.5	0.3	0.1	0.1	0.1	0.4
							硫酸钠(％)	1.14	2.4	0.9	1.6	2.5	1.2
倾倒密度(lb/ft<sup>3</sup>)	41.2	35.7	39.0	40.3	39.0	37.8
							堆积密度(lb/ft<sup>3</sup>)	60.0	54.3	59.5	59.5	58.1	56.8
平均二氧化硅添加速率(％/min)	0.68	---	0.48	0.65	0.60	0.67
							最大二氧化硅添加速率(％/min)	0.92	---	0.50	0.92	0.92	0.92

表IV.实施例23-25

表V.实施例26-30

实施例	26A	26B	27B	28B	29B	30B
							Einlehner(mg损失/100,000rev)	2.2	14.6	16.1	14.5	16.3	14.4
CPC相容性(％)	--	54	88	82	81	76
							亚锡相容性(％)	6	67	83	83	82	84
BET表面积(m<sup>2</sup>/g)	232	7.7	1.6	2.3	2.8	3.2
							总压汞孔体积(cc/g)	2.21	0.91	0.75	0.79	0.80	0.78
CTAB表面积(m<sup>2</sup>/g)	113	4	0	0	0	1
							油吸收(cc/100g)	102	56	42	42	44	30
水AbC(cc/100g)	125	86	80	80	82	81
							5％pH	7.3	7.1	7.1	7.0	7.0	6.7
水分(％)	6.8	4.6	4.1	4.5	4.9	4.6
							浆料-中值粒度(μm)	5.2	---	---	---	---	---
浆料-平均粒度(μm)	5.2	---	---	---	---	---
							浆料-d95(μm)	10.2	---	---	---	---	---
中值粒度(μm)	---	6.0	6.2	6.0	6.0	6.0
							平均粒度(μm)	---	6.3	6.4	6.2	6.2	6.2
325目筛网残余物(wt.％)	3.5	0.3	0.1	0.0	0.1	0.1
							硫酸钠(％)	1.45	1.45	1.69	1.69	1.61	1.84
倾倒密度(lb/ft<sup>3</sup>)	18.4	31.2	33.4	37.5	36.0	36.0
							堆积密度(lb/ft<sup>3</sup>)	30.2	49.3	52.0	52.0	49.3	49.3
平均二氧化硅添加速率(％/min)	---	0.66	0.37	0.37	0.37	0.38
							最大二氧化硅添加速率(％/min)	---	0.92	0.50	0.50	0.50	0.50

表VI.实施例31-33

实施例	31B	32A	32B	33A	33B
						Einlehner(mg损失/100k rev)	17.7	12.0	11.3	5.0	29.0
CPC相容性(％)	76	0	43	0	85
						亚锡相容性(％)	78	25	58	22	99
BET表面积(m<sup>2</sup>/g)	3	40	11	88	2
						总压汞孔体积(cc/g)	0.86	1.13	1.20	1.57	0.77
CTAB表面积(m<sup>2</sup>/g)	38	13	29	2	1
						油吸收(cc/100g)	30	102	79	80	58
水AbC(cc/100g)	86	79	119	109	80
						5％pH	6.3	7.5	6.4	7.2	6.5
水分(％)	3.6	6.4	4.4	6.9	2.7
						浆料-中值粒度(μm)	---	5.4	---	7.3	---
浆料-平均粒度(μm)	---	6.2	---	8.1	---
						浆料-d95(μm)	---	---	---	14.2	---
中值粒度(μm)	10.8	---	10.0	---	10.9
						平均粒度(μm)	11.0	---	10.1	---	10.6
325目筛网残余物(wt.％)	0.1	1.46	2.03	1.24	0.93
						硫酸钠(％)	<0.35	4.12	0.51	9.4	<0.35
倾倒密度(lb/ft<sup>3</sup>)	44.6	24.0	27.1	18.6	39
						堆积密度(lb/ft<sup>3</sup>)	65.0	49.9	40.3	32.9	56.8
平均二氧化硅添加速率(％/min)	0.97	---	0.97	---	0.92
						最大二氧化硅添加速率(％/min)	2.62	---	2.46	---	2.62

表VIII

*进行了2-4次测量，并计算了平均值

表IX.实施例41-43

实施例	40B	41B	42B	43B
					Einlehner(mg损失/100k rev)	10.9	13.5	14.1	15.9
亚锡相容性(％)	73	77	73	76
					BET表面积(m<sup>2</sup>/g)	6	5	7	5
总压汞孔体积(cc/g)	0.93	0.94	1.04	1.00
					CTAB表面积(m<sup>2</sup>/g)	5	7	---	---
油吸收(cc/100g)	69	71	66	79
					水AbC(cc/100g)	91	94	88	96
5％pH	7.5	6.7	7.0	7.0
					水分(％)	2.6	3.2	2.5	2.6
中值粒度(μm)	4.8	6.1	6.5	6.6
					平均粒度(μm)	5.0	6.2	6.6	6.7
硫酸钠(％)	0.82	1.61	1.45	1.45
					倾倒密度(lb/ft<sup>3</sup>)	32.3	31.2	30.5	30.5
堆积密度(lb/ft<sup>3</sup>)	46.0	44.6	46.2	46.2

以上参考许多方面和具体实施例描述了本发明。鉴于以上详细描述，本领域技术人员将想到许多变化。所有这些明显的变化都在所附权利要求的全部预期范围内。本发明的其它方面可以包括但不限于以下(方面被描述为“包括”，但是，可选地，可以“基本上由......组成”或“由......组成”)：

方面1.二氧化硅颗粒的特征在于：

(i)BET表面积在约0.1至约7m²/g的范围内；

(ii)堆积密度在约35至约55lb/ft³的范围内；

(iii)Einlehner磨损值在约8至约25mg损失/100,000转的范围内；

(iv)总压汞孔体积在约0.7至约1.2cc/g的范围内；和

(v)亚锡相容性在约70％至约99％的范围内。

方面2.方面1中定义的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的BET表面积，或本文公开的任何范围内的BET表面积，例如在约0.5至约3.5m²/g，约1.5至约5m²/g，或约1.5至约7m²/g的范围内。

方面3.前述方面中任一项的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的堆积密度，或本文公开的任何范围的堆积密度，例如在约45至约55lb/ft³，或约40至约50lb/ft³的范围内。

方面4.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的Einlehner磨损值，或本文公开的任何范围内的Einlehner磨损值，例如在约10至约20，或约15至约22mg损失/100,000转的范围内。

方面5.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的总压汞孔体积，或本文公开的任何范围内的总压汞孔体积，例如在约0.75至约0.9，或约0.9至约1.1cc/g的范围内。

方面6.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的亚锡相容性，或本文公开的任何范围内的亚锡相容性，例如在约70％至约98％，或约70％至约95％的范围内。

方面7.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的CPC相容性，或本文公开的任何范围内的CPC相容性，例如在约70％至约99％，或约75％至约95％的范围内。

方面8.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的中值粒度(d50)和/或平均粒度(平均值)，或本文公开的任何范围内的中值粒度(d50)和/或平均粒度(平均值)，例如在约1至约20μm，约2至约12μm，或约4至约10μm的范围内。

方面9.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的吸水率，或本文公开的任何范围的吸水率，例如在约50至约130cc/100g，或约65至约110cc/100g的范围内。

方面10.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的吸油性，或本文公开的任何范围的吸油量，例如在约25至约100cc/100g，或约27至约60cc/100g的范围内。

方面11.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的CTAB表面积，或本文公开的任何范围内的CTAB表面积，例如在0至约10m²/g，或约0至约5m²/g的范围内。

方面12.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的pH，或本文公开的任何范围的pH，例如在约5.5至约9，或约6.2至约7.8的范围内。

方面13.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的325目筛网残余物，或本文公开的任何范围内的325目筛网残余物，例如小于等于约1.5wt％，小于等于约0.6wt％，或小于等于约0.3wt％。

方面14.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒是无定形的，或所述二氧化硅颗粒是合成的，或所述二氧化硅颗粒是无定形的和合成的。

方面15.前述方面中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒是沉淀二氧化硅颗粒。

方面16.一种制备表面积降低的二氧化硅颗粒的方法，该方法包括：

(a)提供包含水、硫酸钠和基础二氧化硅颗粒的混合物，所述基础二氧化硅颗粒的特征在于：

(i)基础堆积密度在约25至约50lb/ft³的范围内；

(ii)基础中值粒度(d50)在约1至约10μm的范围内；

(iii)基础d95粒度在约1至约20μm的范围内；和

(iv)基础总压汞孔体积在约0.8至约3cc/g的范围内；

(b)在表面积降低条件下向所述混合物中添加碱金属硅酸盐和无机酸，其中在每分钟约0.2至约0.8wt％的平均二氧化硅添加速率下和/或在小于每分钟约1.9wt％的最大二氧化硅添加速率下将所述碱金属硅酸盐添加至混合物中；和

(c)停止添加碱金属硅酸盐并继续向混合物中添加无机酸，其平均添加速率比步骤(b)中无机酸的平均添加速率高不超过75％，将混合物的pH调节至约5至约8.5；

以制备表面积降低的二氧化硅颗粒，特征在于：

(i)BET表面积在约0.1至约7m²/g的范围内；

(ii)堆积密度在约35至约55lb/ft³的范围内；

(iii)Einlehner磨损值在约8至约25mg损失/100,000转的范围内；

(iv)总压汞孔体积在约0.7至约1.2cc/g的范围内；和

(v)亚锡相容性在约70％至约99％的范围内。

方面17.方面16中定义的方法，其中，在步骤(a)中，所述基础二氧化硅颗粒是未团聚的形式。

方面18.方面17中定义的方法，其中，在步骤(b)中，在每分钟约0.25至约0.7wt％(或约0.3至约0.55wt％)的平均二氧化硅添加速率下和/或在小于每分钟约1.5wt％(或小于约1wt％)的最大二氧化硅添加速率下将碱金属硅酸盐添加至混合物中。

方面19.方面17或18中定义的方法，其中，在步骤(b)中，所述表面积降低的二氧化硅颗粒的BET表面积小于所述基础二氧化硅颗粒的BET表面积，其小于量为本文公开的任何量，例如小于至少约50％，小于至少约75％，或小于至少约95％。

方面20.方面17-19中任一项所定义的方法，其中步骤(b)的表面积降低条件包括在约75分钟至约5小时，或约75分钟至约4小时的时间的范围内。

方面21.方面17-20中任一项所定义的方法，其中步骤(b)的表面积降低条件包括pH在约9.2至约10.2，或约9.3至约10的范围内。

方面22.方面17-21中任一项所定义的方法，其中步骤(b)的表面积降低条件包括在约90℃至约100℃范围内的温度。

方面23.方面17-22中任一项所定义的方法，其中，在步骤(b)中，将所述碱金属硅酸盐和无机酸以任何顺序添加至混合物中，例如同时、顺序、交替、以及作为其组合添加。

方面24.方面17-23中任一项所定义的方法，其中，在步骤(b)中，所述碱金属硅酸盐包括硅酸钠和/或硅酸钾。

方面25.方面17-24中任一项所定义的方法，其中，在步骤(b)中，所述无机酸包括硫酸、盐酸、硝酸、磷酸或其组合。

方面26.方面17-25中任一项所定义的方法，还包括在步骤(c)之后的过滤以分离所述表面积降低的颗粒的步骤。

方面27.方面17-26中任一项所定义的方法，还包括在步骤(c)之后洗涤所述表面积降低的颗粒的步骤。

方面28.方面17-27中任一项所定义的方法，还包括在步骤(c)之后干燥(如喷雾干燥)所述表面积降低的颗粒的步骤。

方面29.方面17-28中任一项所定义的方法，其中步骤(a)中的混合物通过包括在连续环管反应器中形成所述基础二氧化硅颗粒的方法制备。

方面30.方面17-28中任一项所定义的方法，其中步骤(a)中的混合物通过包括通过将沉淀二氧化硅颗粒的浆料珠磨至所述基础中值粒度来形成所述基础二氧化硅颗粒的方法制备。

方面31.方面17-30中任一项所定义的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的基础堆积密度，或本文公开的任何范围内的基础堆积密度，例如在约25至约45lb/ft³，或约30至约45lb/ft³的范围内。

方面32.方面17-31中任一项所定义的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的基础中值粒度(d50)和/或基础平均粒度(平均值)，或本文公开的任何范围内的基础中值粒度(d50)和/或基础平均粒度(平均值)，例如在约2至约8μm，或约3至约6μm的范围内。

方面33.方面17-32中任一方面所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的d95粒度，或本文公开的任何范围内的d95粒度，例如在约1至约15μm，或约5至约15μm的范围内。

方面34.方面17-33中任一项所定义的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的基础BET表面积，或本文公开的任何范围内的基础BET表面积，例如在约100至约500m²/g，约150至约350m²/g，或约25至约100m²/g的范围内。

方面35.方面17-34中任一项所定义的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的特征还在于任何合适的基础总压汞孔体积，或本文公开的任何范围内的基础总压汞孔体积，例如在约0.8至约2.5，或约0.9至约2cc/g的范围内。

方面36.通过方面17-35中任一项所定义的方法制备的表面积降低的二氧化硅颗粒。

Claims (42)

1.二氧化硅颗粒，特征在于：

(i)BET表面积在约0.1至约7m²/g的范围内；

(ii)堆积密度在约35至约55lb/ft³的范围内；

(iii)Einlehner磨损值在约8至约25mg损失/100,000转的范围内；

(iv)总压汞孔体积在约0.7至约1.2cc/g的范围内；和

(v)亚锡相容性在约70％至约99％的范围内。

2.根据权利要求1所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于CPC相容性在约70％至约99％的范围内。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征在于BET表面积在约1至约7m²/g的范围内。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征在于BET表面积在约1.5至约7m²/g的范围内。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征在于堆积密度在约45至约55lb/ft³的范围内。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征在于堆积密度在约40至约50lb/ft³的范围内。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征在于Einlehner磨损值在约10至约20mg损失/100,000转的范围内。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征在于Einlehner磨损值在约15至约22mg损失/100,000转的范围内。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征在于总压汞孔体积在约0.75至约0.9cc/g的范围内。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征在于总压汞孔体积在约0.9至约1.1cc/g的范围内。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征在于亚锡相容性在约70％至约95％的范围内。

12.根据权利要求1所述的二氧化硅颗粒，其中：

(i)BET表面积在约1至约7m²/g的范围内；

(ii)堆积密度在约40至约55lb/ft³的范围内；

(iii)Einlehner磨损值在约8至约20mg损失/100,000转的范围内；

(iv)总压汞孔体积在约0.75至约1.05cc/g的范围内；和

(v)亚锡相容性在约70％至约95％的范围内。

13.根据权利要求1所述的二氧化硅颗粒，其中：

(i)BET表面积在约3至约6m²/g的范围内；

(ii)堆积密度在约40至约50lb/ft³的范围内；

(iii)Einlehner磨损值在约10至约20mg损失/100,000转的范围内；

(iv)总压汞孔体积在约0.9至约1.1cc/g的范围内；和

(v)亚锡相容性在约70％至约90％的范围内。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于CPC相容性在约75％至约95％的范围内。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于中值粒度(d50)在约4至约10μm的范围内。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒的特征还在于吸水率在约75至约105cc/100g的范围内。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的二氧化硅颗粒，其中所述二氧化硅颗粒是沉淀二氧化硅颗粒。

18.一种制备表面积降低的二氧化硅颗粒的方法，该方法包括：

(a)提供包含水、硫酸钠和基础二氧化硅颗粒的混合物，所述基础二氧化硅颗粒的特征在于：

(i)基础堆积密度在约25至约50lb/ft³的范围内；

(ii)基础中值粒度(d50)在约1至约10μm的范围内；

(iii)基础d95粒度在约1至约20μm的范围内；和

(iv)基础总压汞孔体积在约0.8至约3cc/g的范围内；

(b)在表面积降低条件下，向所述混合物中添加碱金属硅酸盐和无机酸，其中在每分钟约0.2wt％至约0.8wt％的平均二氧化硅添加速率下和/或在每分钟小于约1.9wt％的最大二氧化硅添加速率下将所述碱金属硅酸盐添加至混合物中；和

(c)停止添加碱金属硅酸盐，并在平均添加速率比步骤(b)中无机酸的平均添加速率高不超过75％下继续向混合物中添加无机酸，以将混合物的pH调节至在约5至约8.5的范围内；

以制备表面积降低的二氧化硅颗粒，其特征在于：

(i)BET表面积在约0.1至约7m²/g的范围内；

(ii)堆积密度在约35至约55lb/ft³的范围内；

(iii)Einlehner磨损值在约8至约25mg损失/100,000转的范围内；

(iv)总压汞孔体积在约0.7至约1.2cc/g的范围内；和

(v)亚锡相容性在约70％至约99％的范围内。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述基础二氧化硅颗粒是未团聚的形式。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，在步骤(b)中，在每分钟约0.25至约0.7wt％的平均二氧化硅添加速率下和/或在每分钟小于约1wt％的最大二氧化硅添加速率下将碱金属硅酸盐添加至混合物中。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的方法，其中步骤(b)的表面积降低条件包括在约75分钟至约4小时的范围内的时间。

22.根据权利要求18-21中任一项所述的方法，其中步骤(b)的表面积降低条件包括在约9.2至约10.2范围内的pH。

23.根据权利要求18-22中任一项所述的方法，其中步骤(b)的表面积降低条件包括在约90℃至约100℃范围内的温度。

24.根据权利要求18-23中任一项所述的方法，其中，在步骤(b)中，将所述碱金属硅酸盐和无机酸同时加入到所述混合物中。

25.根据权利要求18-24中任一项所述的方法，其中所述碱金属硅酸盐包括硅酸钠。

26.根据权利要求18-25中任一项所述的方法，其中所述无机酸包括硫酸。

27.根据权利要求18-26中任一项所述的方法，还包括在步骤(c)之后的过滤以分离所述表面积降低的二氧化硅颗粒的步骤。

28.根据权利要求18-27中任一项所述的方法，还包括在步骤(c)之后的洗涤所述表面积降低的二氧化硅颗粒的步骤。

29.根据权利要求18-28中任一项所述的方法，还包括在步骤(c)之后干燥所述表面积降低的二氧化硅颗粒的步骤。

30.根据权利要求18-29中任一项所述的方法，其中步骤(a)中的混合物通过包括在连续环管反应器中形成所述基础二氧化硅颗粒的方法制备。

31.根据权利要求18-29中任一项所述的方法，其中步骤(a)中的混合物通过下述方法制备，所述方法包括通过将沉淀二氧化硅颗粒的浆料珠磨至所述基础中值粒度来形成所述基础二氧化硅颗粒。

32.根据权利要求18-31中任一项所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的基础堆积密度在约25至约45lb/ft³的范围内。

33.根据权利要求18-32中任一项所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的基础堆积密度在约30至约45lb/ft³的范围内。

34.根据权利要求18-33中任一项所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的基础中值粒度在约3μm至约6μm的范围内。

35.根据权利要求18-34中任一项所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的基础d95粒度在约1μm至约15μm的范围内。

36.根据权利要求18-35中任一项所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的基础d95粒度在约5μm至约15μm的范围内。

37.根据权利要求18-36中任一项所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的基础总压汞孔体积在约0.9至约2cc/g的范围内。

38.根据权利要求18-31中任一项所述的方法，其中：

(i)所述基础堆积密度在约25至约40lb/ft³的范围内；

(ii)所述基础中值粒度(d50)在约3至约7μm的范围内；

(iii)所述基础d95粒度在约5至约20μm的范围内；和

(iv)所述基础总压汞孔体积在约0.9至约2cc/g的范围内。

39.根据权利要求18-38中任一项所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的基础BET表面积为约100至约500m²/g。

40.根据权利要求18-38中任一项所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的基础BET表面积为约150至约350m²/g。

41.根据权利要求18-38中任一项所述的方法，其中所述基础二氧化硅颗粒的基础BET表面积为约25至约100m²/g。

42.通过根据权利要求18-41中任一项所述的方法制备的表面积降低的二氧化硅颗粒。