专利名称：三乳酸铝粉末及其制备方法
三乳酸铝粉^^其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种新的三乳酸铝粉末产品的制备方法和产品本身。jH^卜，本 发明涉及其中可以使用所述乳酸铝产品的产品应用。
制4^三乳酸铝l^末的方法描狄A. K. Rai， R. K. Mehrotra and R. C. Mehrotra于1962年的论文(Journal ftir praktischen Chemie， 4 (20)，页 105-112)中。该论文描述了由氯化铝或异丙醇铝与乳g应，通过^^定形^ 乳酸铝。在两个反应中沉淀物都用乙醚洗涂，并在大约60-70°C/l. Onm Hg下干)^。
^J^近的贿技术，Sunahara (1986)的日本专利申请6卜060631,描迷了 制备三乳酸铝的方法，其中，金属铝直接与乳酸溶^^催化剂的存在下反应。 得到的水溶液，有时含有部^^冗淀的乳酸铝，被^i^ii一步浓缩、过滤和干 燥。
另一篇ramamoto (1997)的日本专利申请09-002999通过向M乳酸 铝溶液中加入乳棘生成三乳酸铝。如4^页域技仏员已知的，碱式乳酸铝不 是三乳酸铅，但包含氩氧化铝乳i^^H^物。在该日本专利申请中的碱式乳酸 4S^iXJr有摩尔比为0. 5-5以上的乳HUM吕。向该^乳酸铝溶液中加入乳 酸，直到通it^晶形成乳^/氧化铝的摩尔比为5. 8-6. 2的三乳酸铝。当以乳酸 与氧化铝之t昧示时，三乳酸铝对应于为6的摩尔比。所述日本专利申请描述 到碱式乳酸铝溶液即氬氧化铝乳舰溶液可以被喷雾千燥。其进一步描述了 所得到的三乳酸铝晶体可以通过树糾的技术例如烘模干燥、流化床干燥、 转鼓干絲传送带干燥等进^汁氣喷雾干銜殳有被a^作为可能的干燥技术。
4^页域技^A员知道，三乳酸铝是与iLlt^^乳酸盐完全不同的化学产品。 氢氧4b4吕乳^UL定形(amorf )产物，并且例如溶解度至少是三乳酸铝的两 倍。三乳酸铝是结晶产物，并因jH^高温下有降解的风险。
本发明提供了 一种制备三乳酸铝的新方法。该新方法与上述制备方法相比， 具有多种优点。该新的生产方法与沉淀/结晶法相比是非常高效的，高产品收率， 产物损失小，且生产威本低，且不会生成无用的副产物。沉J定/结晶方法总是会产生含未结晶产物的"母液"形式的副产物。在过滤了结晶/^J定产物后，剩下 了该絲。
jH-卜，##本发明的新生产方法不需要辅助原粉碌化剂或洗 '〗如乙l
该新的生产方法并不复杂且易于(自动)控制，且因iH^f到稳^t量可 控的产物，该产物不同于由结晶得到的产物。因此，由依据本发明的方法获得 的三乳酸铝产物可以针对以下特^ii^^制或具有以下特征特定的颗并iX寸， 特定的7jc衬，并与^M目关的特定的含尘度、粘性、流动性等等，且因此可以 制备适合于特定产品用途的产物。
本发明进一步提供了一种新的易于加工^1输的三乳酸铝粉末产品，其不 同于目前市售的三乳酸铝粉末。市售的三乳酸铝粉M尘较多且具有粘'f組流 动性不令人满意。扭口工^:送该粉末产品的过程中，这些不良的粉末性质通 常会导致实际问题和妙问题。jH^卜，产物的粘性会导致高的产物损失和低产 率。它还要》树用过的设备和管线进行大量的、耗时的和成本高昂的清洁。本 发明的产品B艮了这些问题。
本发明涉及包M雾干^it程的制备三乳酸铝的方法，其中含三乳酸铝的 溶^V或三乳酸铝j^H皮l^化，且雾化的液滴与加热了的气##触，导致形成 固体三乳酸4彌粒，然后将所述固体颗粒与所述气体*。该溶M浆料可以 包含10-70wt ^间的三乳酸铝。
喷雾干^it程可以用^N^的市售的喷雾干燥设备和装UM^f亍，其中 加热了的气体和三乳酸铝i^^作为干燥器中的混合流体并流流动、逆流流动等。
所i^口热了的气体，例如减压空气(例如真空度为0. 5-5毫巴)，用于蒸发 或干燥喷雾的液滴。该干燥过程可以一步完成(是指单禾lit过干燥器)，或多步 完成。
从其中泵出溶液并进行^匕的1W可以位于干燥器的顶部，底部或侧面。 不同类型的M都是有可能的。在本发明的优选实施方式中，喷嘴位于顶部和 加热了的空气主要AUi部引入以与液滴雾沫并流流动。
可以通过^i^旋转雾化器，高压喷嘴或气动l^f匕t觜或其组合进行^匕。
已发现低浓度的三乳酸铝溶液(包括浆料)M用气动^f匕t觜^HM压缩空
^A蒸汽进行l^t。 ^L船'J为10-25wt。/。的三乳酸铝。
更高泉复的三乳酸铝M(三乳酸铝M为约2 5-7 0wt。/。且特别是4 0-5 5wt %)也可以用气动^f匕t觜^H吏用压缩空^蒸汽进行雾化，但M逸过高压进行 組
用作喷雾干^t程的,的三乳酸铝溶M，，可以通过M方法例如 通it^或结晶/;;c^j^^得。
在本发明的艇实施方式中，三乳酸钻i^)"溶液由摩尔比为3: 1 (乳酸
iL^^4吕)的乳酸7j^^液和氳氧^4s粉末在水的存在下反应而获得。
^ 发明的舰实施方式中，喷雾的液滴落下，同BW口热了的空气干氣
在该第一干燥阶度后，颗粒可以通过可M在喷雾塔底部的第二干燥阶^i^行
干燥。所il^部则包括集成的床(integrated bed )，加热了的空气ii(Ut该床用 于进一步干燥所i^^立。该干燥步骤也可以在夕(^p在单独的干^i殳备中进行。
在所述第-"^/或第二干燥步骤后，所iW^ii—步经由摇动M振动M 送。该摇动M振动床用于进一步调节例如^^粒冷却。然后，如果需^"对颗 粒尺寸进行更精细的调整，该颗粒可以通过含筛网和磨碾的分级系统获得。在 *后，细颗粒可以再循环回到喷#^的喷雾歐中。
与市售的三乳酸铝产品相比，该方法获得的产物是自由流动的、不显著多 灰M粘，且其包含完美的几乎为圆形的或球形的颗粒。市售产品包含的颗粒 具有许多*，看^^更像立方形或锥形的团块或具有介于立方形^H^形之间 的形状。这些#^或立方体状的颗粒说明所述的粒子是由结晶法制备的。与市 售的三乳酸铝相比，本发明的完美的艰R的三乳酸4彌粒具有窄得多的^^立尺 寸分布。在50和1000 ym之间和更M在100和500 /am之间或甚至在100和 300jum之间的颗粒是容易获得的。本发明的三乳酸铝粉末包括颗粒尺寸至多为 lOOOjum的这些颗粒。与市售的三乳酸铝粉^目比，本发明的粉^ii具有非常高 的流动,1^JL良尘明显较少。可以控制本发明的粉末以具有小于1.15的豪斯纳比 (Hausner ratio)(用于表示流动'l"封呈度的^^錄)。这意味着它更易于运输 和加工且与市售的三乳酸铝相比结M势更低。豪斯纳比大于1. 4表示粉末是 粘性的，并因此更^更不适合除当地加工^输。jtW卜，由祸L据本发明的方 法获得的新产品，可以具有为50ml/s和更高(例如60-70ml/s)的非常高的动 态流速，甚至大于80ml/s，这大约为市售三乳酸铝粉末的两倍高。对于溶解速 率同样适用，由依据本发明的喷雾干^it禾l^得的新产品的溶解速率大约是市 售产品的两倍。所述的高动态^it和溶解速4MM^末的加工^it输中是非常有利的。高溶 解速^f吏该粉末非常适^^^t应用。
由于上述的有利的粉末性质，发现由本发明获得的三乳酸铝粉末非常适合 于^ft产品应用，例如4^^品和个人护理品应用、^用品或口腔护理品应用 和工业应用。
以下非限制性的实施例举例说明本发明。
实施例I:
通过含88wt。/4乳酸的溶液与~ 80wt。/n的干燥的氢氧化铝凝狡(一种可从 Taurus Chemicals⑧得到的白色无定形粉末产物)在去离子水的存在下^制备 含20wt。/。三乳酸铝的溶液。该反应在约75-80。C的高温下进行，且乳酸与IL^化 铝的摩尔比为3: 1。
将所得到的20wt。/。的溶^W到喷雾干燥嗒。该溶^t过气动^匕型會觜 (位于该塔的顶部)iWM过^^J压力为约8-10巴的蒸汽而雾化。液滴的雾 沫与加热了的空气(主要从该喷雾干燥塔的上部引入)接触，加热了的空气的 入口温^约235-245。C。出口温^约100-120。C。
喷雾干燥了的颗粒进一步引入到集成在塔下部的固t來中用于进一步干 燥，接着经由摇动床传送以^HP。然后，颗并iii过含筛网和磨碾的分级系统。
结果是自由流动的、无尘的且目测不显著发粘的粉末，其包含约97wt。/n的三 乳酸铝粉末并具有3wtyn的水^t。该粉^1且*的SEM图显示出几乎完4^是圓 形或球形的颗粒(有一些团M-^)，这与与市售的三乳酸铝粉末例如PURAC Biochem B. V的PURAMEX Al^)形成对比，如
图1和图2中所示。
经由Malvern咖stersizer 2000@测定的颗粒尺寸分布(PSD)显示了以下 d0.1为约110 (毫米)，d0.5为约180 (毫米)，d0. 9为约300 (毫米)。
粉末的流动'f封級由^^的豪斯納比;^示，其通过测JiW缩后或,i^ 打后的堆密JL和未敲打的(^￡缩的)柏散的堆密M计算和测定。各#^:的 值显示于表I中。试验重复两次。表I .堆密度结果
錄的密度(絲打敲打后的密度豪斯纳比卡尔等^ia^性
的)(g/cc)(g/cc)
三乳酸铝0. 6210. 6691. 087. 2'姚秀
三乳酸铝0.6040. 6711. 1110%优秀
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
"卡尔等级"絲于压实的已知的指标^jiai.Carr, 1965，固体流动 性的"PH古)，JUD于;^匕比较M粉末的流动性质。以该;^jl^为"良好"和 "优秀"是指本发明的粉末具有非常好的甚至优秀的自由流动性。i^ii一步表明 在该粉末的加工^J渝中，例如在大袋^中，该I^末不会^L明皿缩。因此， 当大鈔iJiiM客手中时，其不会突然"一半是空的"。
流动性也可以通过测量动态流i4^示，其也是一种标准方法。该动态流 i4A通过测量600ml !^末产品流过管道的2cm开口所用的时间来测量的。对于 适合正常加工和传输活动的粉末而言，动态流速等于或大于50，伏选等于或大 于70或80ml/s ;|_可以接受的。对于时间和残留的賴^末损失而言，动态流ii^ 高，粉末的加工^i^Nf^易M高效。
测量值显示于表II中。
表II:动态流速
样品动态i5i^ (ml/s)
三乳酸铝86.1可接受
三乳酸铝85.7可接受
市售三乳酸铝粉末45.9差
市售三乳酸铝粉末43.4差
两种粉末的溶解速率通过测量室温下将5g三乳酸铝,于200ml Mi 11 i-Q 水中所需的时间来测定。及时测量溶液的电导率。当电导率稳定时，认为样品 已総解。
与溶解速率为约0.125g/s (或每5g粉末用时40秒)的PUR扁X AL財目比， 喷雾干燥的三乳酸铝粉^示出为约0. 25g/s (或每5g粉末用时20秒)的两倍 高的溶解速率。实施例II:
约含53wt。/。乳酸铝的M由以下方法制备在约为75-85'C的高温下，緩慢 且加以控制地向约55. 8kg乳酸和约25. 4kg去离子水中加入约16kg ~ 80wt。/。的干 燥的氢氧^4吕舰(可从Taurus Chemicals @得到的白色无定形^^末产品)。
三乳酸铝浆^f絲在原，中，并被不断搅拌。浆料^^^中i^^到市 售的SLS小^t莫示范喷雾干燥器中。该^Ht过气动^f匕型^^觜(位于该塔的 顶部)iWHt过依靠压缩空气^ft。液滴的雾沫与加热了的空气并^U^触， 该力口热了的空气的入口5显度为约220-2。出口温度为约120-130匸。
所得到的自由流动的三乳酸铝l^末的水含量为约1. lwtl
权利要求
1.包括喷雾干燥过程的制备三乳酸铝粉末的方法，其中含三乳酸铝的溶液或浆料被雾化成液滴并使所述液滴与加热了的气体接触，导致形成固体三乳酸铝颗粒，然后将所述固体颗粒与所述气体分开。
2. 根据;M'J要求1的方法，其中所述气体是减压空气。
3. 才^^U'J要求1或2的方法，其中通it^压缩空^^蒸汽^H^II气动 ^f匕t觜或通ii^加高压并使用高压喷嘴将所iii^^M^匕。
4. 才 权利要求1、 2或3的方法，其中所t乳酸铅溶^il浆料包含 10-70wt。/。的三乳酸铝。
5. 由才^^K利^"求1、 2、 3或4的方法获得的三乳酸铝粉末。
6. 积別要求5的三乳酸铝粉末，其豪斯纳比小于l. 15。
7. 权利要求5或6的三乳酸铝粉末，其动态^il^少为50ml/s。
8. M'j要求5、 6或7的三乳酸铝粉末，其在水中在环境室温下具有大于 0.125g/s的鏘速率。
9. 4又利要求5、 6、 7或8的三乳酸铝^^#个/^护理品、^Hc品、##用 品、 或工业品应用中的用途。
10. 包^K利要求5、 6、 7或8的三乳酸铝^^末的个/v护理品、4沐品、 餅用品或工业产品'
全文摘要
本发明涉及用于制备新的三乳酸铝粉末产物的喷雾干燥方法，并涉及所得到的明显自由流动的且明显既不粘也不多尘的产物本身。本发明还涉及其中可以应用所述乳酸铝产物的产品应用。
文档编号C07C59/08GK101610990SQ200780045706
公开日2009年12月23日 申请日期2007年12月10日 优先权日2006年12月14日
发明者K·J·克雷恩, M·J·A·W·沃拉格 申请人:普拉克生化公司