CN115321545A - 一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法 - Google Patents
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- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
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Abstract
本发明公开了一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，包括以下步骤：S1.进行中和反应：将混酸溶液滴入到硅酸钠溶液中，进行中和反应，得到硅凝胶；S2.老化：将步骤S1得到的硅凝胶，加入蒸馏水进行老化，得到硅溶胶；S3.水洗：将步骤S2得到硅溶胶，使用去离子水进行水洗，然后使用乙醇胺对硅溶胶进行置换处理；S4.二氧化硅半成品制备：对置换后的硅溶胶进行甩干、淋洗、干燥处理，得到二氧化硅半成品；S5.灭菌后高温固化：二氧化硅半成品经过粉碎至合格粒径后，用紫外灯照射15‑20h；灭菌后的二氧化硅再经过高温窑炉煅烧1‑2h，得到二氧化硅成品。本发明制备得到的二氧化硅，纯度高，金属杂质总含量＜0.5ppm。
Description
技术领域
本发明涉及二氧化硅技术领域，具体为一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法。
背景技术
二氧化硅作为一种应用极广的无机材料，在制药领域，同样也是一种非常好用的药用辅料。辅料二氧化硅结构式mSiO2·nH2O，是一种流动性好、纯度高、无污染的白色粉末，具有粒径小，比表面积大、孔隙多等特点，同时表面分布的硅羟基使其有良好的吸附性能。添加药用辅料二氧化硅可有效提高药物制剂尤其是片剂的质量和药品性能，大幅提高了药品的市场竞争力，其在药物制剂中的应用已受到越来越多的关注。
二氧化硅，在片剂制作过程中是极好的流动促进剂，可以极大地改善颗粒流动性，提高松密度，使制得的片剂硬度增加，崩解时限缩短，从而提高药物溶出速度。由于大多数中成药的浸膏有潮湿，吸湿的特性，而硅胶具有吸附水分，促进流动的特性，也非常适合在胶囊等药物中使用。
但是，在目前的二氧化硅制备过程中，通过硅酸钠制备的二氧化硅中，容易残留钠离子、铁离子等金属离子，影响二氧化硅的负载效果以及会造成药品中过量的金属残留。
因此，有必要提出一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，制备得到的二氧化硅，金属离子残留小，纯度高，可以作为药用添加剂使用。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于药用添加剂的二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
S1.进行中和反应
将混酸溶液滴入到硅酸钠溶液中，进行中和反应，得到硅凝胶；
S2.老化
将步骤S1得到的硅凝胶，加入蒸馏水进行老化，得到硅溶胶；
S3.水洗
将步骤S2得到硅溶胶，使用去离子水进行水洗，然后使用乙醇胺对硅溶胶进行置换处理；
S4.二氧化硅半成品制备
对置换后的硅溶胶进行甩干、淋洗、干燥处理，得到二氧化硅半成品；
S5.灭菌后高温固化
二氧化硅半成品经过粉碎至合格粒径后，用紫外灯照射15-20h；灭菌后的二氧化硅再经过高温窑炉煅烧1-2h，得到二氧化硅成品。
进一步的，在步骤S1中，所述中和反应条件为，温度40-45℃，pH＝8.5-9，恒温1-2h。
进一步的，在步骤S1中，混酸溶液包括H2SO4和己二酸，H2SO4的质量分数为15-20％，己二酸的质量分数为1-2％；所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量分数13-15％。
进一步的，在步骤S2中，蒸馏水的加入量为硅酸钠溶液重量的1-2倍；
进一步的，在步骤S2中，老化条件为在50-55℃下老化24-30h；
进一步的，在步骤S3中，去离子水的用量为硅酸钠溶液重量的1倍
进一步的，在步骤S3中，乙醇胺为的用量为硅酸钠溶液重量的2倍；
进一步的，在步骤S4中，所述干燥温度为100-200℃；
进一步的，在步骤S5中，二氧化硅粒度区间包括60-100目、80-120目、70-230目、100-200目、200-300目、300-400目、230-400目。
本发明中，涉及到化学反应方程式有：
H2SO4+Na2SiO3＝H2SiO3↓+Na2SO4
HOOC(CH2)4COOH+Na2SiO3＝H2SiO3↓+NaOOC(CH2)4COONa
mH2SiO3+nH2O＝mSiO2·(m+n)H2O
mSiO2·(m+n)H2O＝mSiO2+(m+n)H2O
在步骤S1中，通过加入己二酸，己二酸可以和硅酸钠，生成己二酸二钠，己二酸二钠，可以作为成核剂，加速硅凝胶的生成速度以及促进更多的H2SiO3生成，可以相对制备得到更多的二氧化硅；且己二酸二钠可以作为络合剂，络合Na2SiO3溶液中存在的铁离子等金属离子，方便金属元素在后续的水洗过程中，被洗出；
在步骤S3中，通过水洗后，可以洗掉硅溶胶中的水溶性杂质；在通过使用乙醇胺对硅溶胶进行醇水置换，可以有效的去除硅溶胶中的钠离子、钾离子等金属离子，大幅度的降低了硅溶胶中的金属含量。
进一步的，在步骤S2中，老化条件为在50-55℃下老化24-30h；通过较长时间的老化过程以及较高的老化温度，可以保证得到较多的H2SiO3析出。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，具有以下有益效果：
1、本发明可以实现药用二氧化硅工业化生产，实现二氧化硅纯度的高纯度，满足药用的标准。
2、制备得到的二氧化硅纯度高，金属杂质总含量＜0.5ppm。
附图说明
图1为本发明所述制备方法中涉及到的部分化学反应方程式。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于药用添加剂的二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
S1.进行中和反应
将混酸溶液滴入到硅酸钠溶液中，边滴入，边搅拌和进行pH测定；进行中和反应，得到硅凝胶；
其中：混酸溶液(1kg)包括H2SO4和己二酸，H2SO4的质量分数为15％，己二酸的质量分数为1％；所述硅酸钠溶液(1kg)中硅酸钠的质量分数13％；中和反应的条件为：温度40℃，pH＝8.5，恒温1h。
S2.老化
将步骤S1得到的硅凝胶，加入硅酸钠溶液重量1kg的蒸馏水进行老化，在50℃下老化24h，得到硅溶胶；
S3.水洗
将步骤S2得到硅溶胶，使用1kg的去离子水进行水洗，进行2次；2kg乙醇胺对硅溶胶进行置换处理；
S4.二氧化硅半成品制备
对置换后的硅溶胶进行甩干(离心机)、淋洗、干燥(干燥温度为100℃)处理，得到二氧化硅半成品；
S5.灭菌后高温固化
二氧化硅半成品经过粉碎至合格粒径后，用紫外灯照射15h；灭菌后的二氧化硅再经过高温窑炉，在400℃下煅烧1h，得到二氧化硅成品；
其中，合格粒径区间为60-100目。
实施例2
一种用于药用添加剂的二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
S1.进行中和反应
将混酸溶液滴入到硅酸钠溶液中，边滴入，边搅拌和进行pH测定；进行中和反应，得到硅凝胶；
其中：混酸溶液(1kg)包括H2SO4和己二酸，H2SO4的质量分数为20％，己二酸的质量分数为2％；所述硅酸钠溶液(1kg)中硅酸钠的质量分数15％；中和反应的条件为：温度45℃，pH＝9，恒温2h。
S2.老化
将步骤S1得到的硅凝胶，加入硅酸钠溶液重量2kg的蒸馏水进行老化，在55℃下老化30h，得到硅溶胶；
S3.水洗
将步骤S2得到硅溶胶，使用1kg的去离子水进行水洗，进行2次；2kg乙醇胺对硅溶胶进行置换处理；
S4.二氧化硅半成品制备
对置换后的硅溶胶进行甩干(离心机)、淋洗、干燥(干燥温度为200℃)处理，得到二氧化硅半成品；
S5.灭菌后高温固化
二氧化硅半成品经过粉碎至合格粒径后，用紫外灯照射20h；灭菌后的二氧化硅再经过高温窑炉，在1000℃下煅烧2h，得到二氧化硅成品；
其中，合格粒径区间为80-120目。
实施例3
一种用于药用添加剂的二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
S1.进行中和反应
将混酸溶液滴入到硅酸钠溶液中，边滴入，边搅拌和进行pH测定；进行中和反应，得到硅凝胶；
其中：混酸溶液(1kg)包括H2SO4和己二酸，H2SO4的质量分数为17％，己二酸的质量分数为1.5％；所述硅酸钠溶液(1kg)中硅酸钠的质量分数14％；中和反应的条件为：温度43℃，pH＝8.6，恒温1.5h。
S2.老化
将步骤S1得到的硅凝胶，加入硅酸钠溶液重量1.5kg的蒸馏水进行老化，在52℃下老化28h，得到硅溶胶；
S3.水洗
将步骤S2得到硅溶胶，使用1kg的去离子水进行水洗，进行2次；2kg乙醇胺对硅溶胶进行置换处理；
S4.二氧化硅半成品制备
对置换后的硅溶胶进行甩干(离心机)、淋洗、干燥(干燥温度为150℃)处理，得到二氧化硅半成品；
S5.灭菌后高温固化
二氧化硅半成品经过粉碎至合格粒径后，用紫外灯照射18h；灭菌后的二氧化硅再经过高温窑炉，在800℃下煅烧1.5h，得到二氧化硅成品；
其中，合格粒径区间包括70-230目、100-200目。
实施例4
一种用于药用添加剂的二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
S1.进行中和反应
将混酸溶液滴入到硅酸钠溶液中，边滴入，边搅拌和进行pH测定；进行中和反应，得到硅凝胶；
其中：混酸溶液(1kg)包括H2SO4和己二酸，H2SO4的质量分数为20％，己二酸的质量分数为1％；所述硅酸钠溶液(1kg)中硅酸钠的质量分数13％；中和反应的条件为：温度40℃，pH＝9，恒温1h。
S2.老化
将步骤S1得到的硅凝胶，加入硅酸钠溶液重量1.8kg的蒸馏水进行老化，在52℃下老化29h，得到硅溶胶；
S3.水洗
将步骤S2得到硅溶胶，使用1kg的去离子水进行水洗，进行2次；2kg乙醇胺对硅溶胶进行置换处理；
S4.二氧化硅半成品制备
对置换后的硅溶胶进行甩干(离心机)、淋洗、干燥(干燥温度为110℃)处理，得到二氧化硅半成品；
S5.灭菌后高温固化
二氧化硅半成品经过粉碎至合格粒径后，用紫外灯照射19h；灭菌后的二氧化硅再经过高温窑炉，在900℃下煅烧1.1h，得到二氧化硅成品；
其中，合格粒径区间包括300-400目、230-400目。
对比例1
步骤S3为：将步骤S2得到硅溶胶，使用1kg的去离子水进行水洗，进行3次；
其余步骤和实施例1一致；
对比例2
S1.进行中和反应
将酸溶液滴入到硅酸钠溶液中，边滴入，边搅拌和进行pH测定；进行中和反应，得到硅凝胶；
其中：酸溶液(1kg)包括H2SO4，H2SO4的质量分数为15％，所述硅酸钠溶液(1kg)中硅酸钠的质量分数13％；中和反应的条件为：温度40℃，pH＝8.5，恒温1h。
其余条件和实施例1一致；
对实施例1-实施例4以及对比例1制备得到的二氧化硅，进行金属元素残留检测，发现，实施例1-实施例4的得到的二氧化硅中，金属元素总残留＜0.5ppm，具体在0.01-0.05ppm之间，说明金属残留量很少，二氧化硅纯度高；
而对比例1制备得到的二氧化硅，金属总残留为151ppm，存在一定的金属残留，如果使用在药用中，可能会给药品带来金属残留的问题。
对实施例以及对比例2制备得到的二氧化硅，进行产率的计算分析，发现对比例2制备得到的二氧化硅，产率上低于实施例15.9％，说明加入己二酸后，可以相对增加二氧化硅的产量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.进行中和反应
将混酸溶液滴入到硅酸钠溶液中，进行中和反应，得到硅凝胶；
S2.老化
将步骤S1得到的硅凝胶，加入蒸馏水进行老化，得到硅溶胶；
S3.水洗
将步骤S2得到硅溶胶，使用去离子水进行水洗，然后使用乙醇胺对硅溶胶进行置换处理；
S4.二氧化硅半成品制备
对置换后的硅溶胶进行甩干、淋洗、干燥处理，得到二氧化硅半成品；
S5.灭菌后高温固化
二氧化硅半成品经过粉碎至合格粒径后，用紫外灯照射15-20h；灭菌后的二氧化硅再经过高温窑炉煅烧1-2h，得到二氧化硅成品。
2.根据权利要求1所述的一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述中和反应条件为，温度40-45℃，pH＝8.5-9，恒温1-2h。
3.根据权利要求1所述的一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，其特征在于，在步骤S1中，混酸溶液包括H2SO4和己二酸，H2SO4的质量分数为15-20％，己二酸的质量分数为1-2％；所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量分数13-15％。
4.根据权利要求1所述的一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，其特征在于，在步骤S2中，蒸馏水的加入量为硅酸钠溶液重量的1-2倍。
5.根据权利要求1所述的一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，其特征在于，在步骤S2中，老化条件为在50-55℃下老化24-30h。
6.根据权利要求1所述的一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，其特征在于，在步骤S3中，去离子水的用量为硅酸钠溶液重量的1倍。
7.根据权利要求1所述的一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，其特征在于，在步骤S3中，乙醇胺为的用量为硅酸钠溶液重量的2倍。
8.根据权利要求1所述的一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述干燥温度为100-200℃。
9.根据权利要求1所述的一种用于药用添加剂的二氧化硅及其制备方法，其特征在于，在步骤S5中，二氧化硅粒度区间包括60-100目、80-120目、70-230目、100-200目、200-300目、300-400目、230-400目。
10.一种用于药用添加剂的二氧化硅，其特征在于，所述二氧化硅根据权利要求1-9任一项进行制备而得，所述二氧化硅金属杂质总含量＜0.5ppm。
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