專利名稱:一種硅酸鎂鋁化合物及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅酸鎂鋁化合物，特別是涉及硅酸鎂鋁的制備方法。屬于制藥技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
硅酸鎂鋁是一種質(zhì)軟、滑爽、無毒無味的白色粉末，不溶于水，在水中可膨脹成較原來體積大許多倍的分散體系，且能保持較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定。它的化學(xué)組成常以氧化物表示， 主要為二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂，可廣泛應(yīng)用于化妝品、藥品、食品、飼料、日用化工和其他工業(yè)中。
硅酸鎂鋁目前是主要以礦石、膨潤(rùn)土、皂土等為原料，從中提取、純化而獲得的無機(jī)凝膠材料，是很好的粘度調(diào)節(jié)劑、增稠劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑、流體觸變性調(diào)節(jié)劑，廣泛應(yīng)用于化工、建材、石油、鑄造等行業(yè)，但其純度較差，不適合應(yīng)用于醫(yī)藥和食品工業(yè)中。在公開號(hào)為CN1257103C，名稱為《高純度硅酸鎂鋁無機(jī)凝膠的制備方法》的專利中就是介紹了對(duì)礦物原料進(jìn)行粉碎，制漿，離心分離提純，改性，濃縮，干燥后制備硅酸鎂鋁無機(jī)凝膠。在公開號(hào)為CN1363515A，名稱為《天然硅酸鎂鋁凝膠的制備方法》的專利中同樣是以天然硅酸鎂鋁礦物為原料，通過粉碎、制漿、分離提純、預(yù)處理、改性，從而獲得硅酸鎂鋁凝膠產(chǎn)品。
而單純的通過各組分之間的化學(xué)反應(yīng)制備硅酸鎂鋁，目前還沒有相關(guān)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的提供了一種制備硅酸鎂鋁的方法，通過該方法制得的硅酸鎂鋁的純度高，可以達(dá)到天然提取所無法達(dá)到的純度，其制備的高純度硅酸鎂鋁可以達(dá)到醫(yī)藥和食品方面的要求，從而解決這方面的技術(shù)空白。
本發(fā)明的另一目的提供了通過所述方法制得的硅酸鎂鋁。
本發(fā)明一方面提供了一種制備硅酸鎂鋁的方法，所述的硅酸鎂鋁含有 14. 28% -18. 79%重量含量的鋁，6. 86% -16. 71 %重量含量的鎂，6. 73% -16. 64%重量含量的硅，并且鋁鎂比例為0. 5-1. 2或?yàn)?. 4-2. 8，其特征在于所述方法是由硫酸鎂、硫酸鋁、 硅酸鈉、氫氧化鈉和氯化鈣為原料經(jīng)化學(xué)合成得到所述的硅酸鎂鋁，其中
所述的硫酸鎂為MgSO4 · Ii1H2O ；
所述的硫酸鋁為Al2 (S04) 3 · η2Η20 ；
所述的硅酸鈉為NEi2SiO3 · η3Η20 ； 所述的氫氧化鈉為NaOH ；
所述的氯化鈣為CaCl2 · n4H20 ；
其中η” η2、η3、η4 為 0 或整數(shù)，并且 Ii1 = 0 7，n2 = 0 18，n3 = 0 9，n4 = 0 6。
本發(fā)明方法包括以下步驟
(1)將硫酸鎂和硫酸鋁混合；[0016](2)將硅酸鈉和氫氧化鈉混合后，加到步驟⑴所得物料中進(jìn)行反應(yīng)；
(3)將氯化鈣加到步驟(2)所得物料中進(jìn)行反應(yīng)，形成所述的硅酸鎂鋁。
上述所述的“混合”，沒有特別限制，可以是物料之間以固體物料形式混合，也可以是配合溶液形式混合，也可以是固體物料與另一物料溶液之間混合。以步驟(1)為例，其中所述的混合，可以為以下一種或多種方式硫酸鎂固體和硫酸鋁固體相混合，或者硫酸鎂溶液和硫酸鋁溶液相混合，或者硫酸鎂固體加到硫酸鋁溶液中相混合，或者將硫酸鋁固體加到硫酸鎂溶液中相混合。
同樣地，本發(fā)明所述方法，后一步的物料與前一步的物料混合或加入，可以是物料之間以固體物料形式混合或加入，也可以是配合溶液形式混合或加入，也可以是固體物料與另一物料溶液之間混合或加入。
例如，本發(fā)明所述的方法，其包括以下步驟
(1)將硫酸鎂和硫酸鋁分別溶于水，所得溶液混合并攪拌；
(2)將硅酸鈉溶于水成硅酸鈉溶液，加入氫氧化鈉溶液，攪拌均勻后，加到步驟 (1)中進(jìn)行反應(yīng)；
(3)將氯化鈣固體或水溶液加到步驟( 反應(yīng)物料中攪拌反應(yīng)，形成所述的硅酸
美 ο
或者，本發(fā)明所述的方法，其包括如下步驟
(1).將硫酸鎂和硫酸鋁進(jìn)行混合，得到混合物；
(2).向硅酸鈉的水溶液中加入氫氧化鈉，所述的氫氧化鈉以溶液或固體的形式加入，將得到的溶液與步驟(1)得到的混合物進(jìn)行混合；
(3).再向步驟O)中加入氯化鈣，所述的氯化鈣以固體或水溶液的形式加入，反應(yīng)后形成所述的硅酸鎂鋁。
其中，可以將硫酸鎂溶液和硫酸鋁溶液進(jìn)行混合，攪拌反應(yīng)；或者將硫酸鎂固體和硫酸鋁固體進(jìn)行混合，得到混合物，然后將步驟( 硅酸鈉和氫氧化鈉得到的溶液加入步驟(1)混合物中進(jìn)行反應(yīng)；或者將硫酸鎂溶液和硫酸鋁溶液混合攪拌反應(yīng)后的溶液加入有機(jī)溶劑，從有機(jī)溶劑中析出物料，再加步驟( 硅酸鈉和氫氧化鈉得到的溶液進(jìn)行反應(yīng)。所述的有機(jī)溶劑可以為乙醇、丙酮、三氯甲烷、乙酸乙酯或二氯甲烷。
優(yōu)選地，在10_80°C，將硫酸鎂和硫酸鋁的水溶液進(jìn)行混合，并攪拌。
更優(yōu)選地，在20_60°C，將硫酸鎂和硫酸鋁的水溶液進(jìn)行混合。
最優(yōu)選地，在30-40°C下，將硫酸鎂和硫酸鋁的水溶液進(jìn)行混合。
優(yōu)選地，在所述的步驟2中，將硅酸鈉溶于水中，過濾得到澄清溶液，加入氫氧化鈉溶液，攪拌均勻后將此溶液緩慢滴加到步驟(1)反應(yīng)液中，期間逐漸升溫至40 80°C、優(yōu)選50 70°C、更優(yōu)選60 65°C。
優(yōu)選地，在所述的步驟(3)中，將氯化鈣溶于水中，過濾得到澄清溶液，然后滴加到步驟( 反應(yīng)液中，劇烈攪拌，溫度保持在40 80°C、優(yōu)選50 70°C、更優(yōu)選60 65°C。
上述所述方法，其還可以包括步驟將步驟C3)得到的反應(yīng)液過濾，得到濾餅， 水洗后干燥，粉碎，得到所述的硅酸鎂鋁；作為優(yōu)選，其中所述濾餅用水洗滌至母液的PH為 9，然后50 100°C、優(yōu)選95°C下真空干燥。
優(yōu)選地，在所述的步驟(1)中，硫酸鎂水溶液的重量濃度為10-50%，硫酸鋁水溶液的重量濃度為3-30%。
更優(yōu)選地，硫酸鎂水溶液的重量濃度為14-35%，硫酸鋁水溶液的重量濃度為 5-10%。
最優(yōu)選地，硫酸鎂水溶液的重量濃度為20-27%，硫酸鋁水溶液的重量濃度為 6. 5-7. 5%。
優(yōu)選地，在所述的步驟O)中，硅酸鈉水溶液的重量濃度為3-20%，并且硅酸鈉和氫氧化鈉的重量比為1:0. 05-0. 25。
更優(yōu)選硅酸鈉水溶液的重量濃度為5% _10%，并且硅酸鈉和氫氧化鈉的重量比為 1:0.10-0. 15。
最優(yōu)選硅酸鈉水溶液的重量濃度為6_8%，并且硅酸鈉和氫氧化鈉的重量比為 1:0. 12。
優(yōu)選地，步驟(3)中氯化鈣水溶液的重量濃度為5% -70%。
更優(yōu)選地，氯化鈣水溶液的重量濃度為10-40 %。
最優(yōu)選地，氯化鈣水溶液的重量濃度為15-18%。
本發(fā)明上述所述方法，其中原料硫酸鎂、硫酸鋁、硅酸鈉、氫氧化鈉和氯化鈣按如下用量摩爾比投料=MgSO4 Al2 (SO4) 3 Na2SiO3 NaOH CaCl2 為 0. 5-15:1:5-12:1-6:0. 1-1. 5， 優(yōu)選為 1. 0-10:1:7-9:2-4:0. 5-0. 9，更優(yōu)選為 1. 19-2. 37 1 8. 53. 060. 717 或 2. 99-7. 12:1:8. 5:3. 06:0. 717。
本發(fā)明的有益效果在于
1.本發(fā)明的這種硅酸鎂鋁是通過化合物反應(yīng)合成的，與通過天然礦石原料提純得到的硅酸鎂鋁凝膠相比，具有純度高，制備方法簡(jiǎn)單，成本低，容易操作的優(yōu)點(diǎn)，而且產(chǎn)品穩(wěn)定性更好，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)通過提純方法得到的硅酸鎂鋁的純度低，在醫(yī)藥和食品領(lǐng)域應(yīng)用存在質(zhì)量缺陷。
2.本發(fā)明是通過化學(xué)合成方法得到硅酸鎂鋁，克服一直以來硅酸鎂鋁是通過礦物提取方法獲得的缺陷，填補(bǔ)了硅酸鎂鋁化學(xué)合成途徑獲得的空白。本發(fā)明方法得到的這種硅酸鎂鋁具有高純度，達(dá)到藥用級(jí)別，所以可以用于制備治療胃病的藥物，通過中和胃酸而達(dá)到治療胃病的目的，在醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域：
，填補(bǔ)了硅酸鎂鋁可直接作為藥物應(yīng)用的空白。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(I)IOOOml的反應(yīng)瓶中，將6. 15g MgSO4溶解于25ml的去離子水中，維持溫度 30°C，過濾得到澄清透明的溶液。將Al2(SO4)3 ·18Η20 16. 32g溶解于IOOml去離子水中，加入到上述溶液中，過程中維持溫度30°C，同時(shí)劇烈攪拌，得到混合物。
(2)將Na2SiO3 ·9Η20 59. 22g溶解于300ml水中，過濾得到澄清液體。向此溶液中加入48%的NaOH溶液6. 25ml，攪拌均勻后將此溶液緩慢滴加到步驟(1)得到的混合物中， 期間逐漸升溫至60°C，期間有白色不溶物生成。
(3)將1.95g結(jié)晶CaCl2溶解于IOml去離子水中，過濾得到澄清溶液。然后滴加到步驟( 得到的混合溶液1中，劇烈攪拌池，此過程中，溫度保持在60°C，得到混合溶液 2。[0052](4)過濾步驟(3)得到的混合溶液2，得到白色濾餅。將濾餅再用IOOOml去離子水洗滌，測(cè)母液的PH值。如此反復(fù)三次直到其pH值為9。最后將白色濾餅在95°C下，真空干燥，磨碎，得產(chǎn)品13. 3克，純度為99.8%。
(5)元素分析 Mg 8. 61 % ；Al :17. 47 % ；Si :15.四 ％ (理論值為Mg 6. 86% -16. 71% ；Al :14. 28% -18. 79% ；Si 6. 73% -16. 64% )
實(shí)施例2
(I)IOOOml的反應(yīng)瓶中，將12. 6g MgSO4 · 7H20溶解于50ml的去離子水中，維持溫度為50°C，過濾得到澄清透明的溶液。將Al2(SO4)3 · 18Η2016· 32g溶解于IOOml去離子水中，加入到上述溶液中，過程中維持溫度50°C，同時(shí)劇烈攪拌，加入有機(jī)溶劑乙醇，析出固體，過濾，得白色固體混合物。
(2)將Na2SiO3 · 9H20 59. 22g溶解于1000ml水中，過濾得到澄清液體。向此溶液中加入40%的NaOH溶液7. 5ml，攪拌均勻后將此溶液緩慢滴加到步驟(1)的白色固體混合物中，期間逐漸升溫至50°C。
(3)將3. 85g CaCl2 · 6H20滴加到步驟⑵得到的混合溶液1中，劇烈攪拌2h，此過程中溫度保持在70°C，得到混合溶液2。
(4)過濾步驟(3)得到的混合溶液2，得到白色濾餅。將濾餅再用IOOOml去離子水洗滌，測(cè)母液的PH值。如此反復(fù)三次直到其pH值為9。最后將白色濾餅在85°C下，真空干燥，磨碎，得產(chǎn)品13.0克，純度為99.4%。
(5)元素分析 Mg 8. 45 % ；Al :17. 14 % ；Si :15. 33 % (理論值為Mg 6. 86% -16. 71% ；Al :14. 28% -18. 79% ；Si 6. 73% -16. 64% )
實(shí)施例3
(1)將 9. 23g MgSO4 固體和 16. 32g Al2(SO4)3 · 18H20 固體混合。
(2)將Na2SiO3 ·9Η20 59. 22g溶解于800ml水中，過濾得到澄清液體。向此溶液中加入30%的NaOH溶液10ml，攪拌均勻后將此溶液緩慢滴加到步驟(1)得到的混合物中，攪拌反應(yīng)，期間逐漸升溫至65°C。
(3)將2. 58g結(jié)晶CaCl2 · 2H20溶解于20ml去離子水中，過濾得到澄清溶液。然后滴加到步驟( 得到的混合溶液1中，劇烈攪拌池，此過程中，溫度保持在65°C。
(4)過濾步驟C3)得到的混合溶液2，得到白色濾餅。將濾餅再用IOOOml去離子水洗滌，測(cè)母液的PH值。如此反復(fù)三次直到其pH值為9。最后將白色濾餅在80°C下，真空干燥，磨碎。得產(chǎn)品12. 9克，純度為99. 7%。
(5)元素分析 Mg 15. 82 % ；Al :15. 03 % ；Si 8. 64 % (理論值為Mg 6. 86% -16. 71% ；Al :14. 28% -18. 79% ；Si 6. 73% -16. 64% )
實(shí)施例4
(I)IOOOml的反應(yīng)瓶中，將9. 23g MgSO4溶解于25ml的去離子水中，維持溫度 40°C，過濾得到澄清透明的溶液。將Al2(SO4)3 ·18Η20 16. 32g溶解于IOOml去離子水中，加入到上述溶液中，過程中維持溫度40°C，同時(shí)劇烈攪拌，得到混合物。
(2)將Na2SiO3 ·9Η20 59. 22g溶解于300ml水中，過濾得到澄清液體。向此溶液中加入48%的NaOH溶液6. 25ml，攪拌均勻后將此溶液緩慢滴加到步驟(1)得到的混合物中， 期間逐漸升溫至65°C有白色不溶物生成。[0069](3)將1. 95g結(jié)晶CaCl2溶解于IOml去離子水中，過濾得到澄清溶液。然后滴加到步驟( 得到的混合溶液1中，劇烈攪拌池，此過程中，溫度保持在65°C，得到混合溶液 2。
(4)過濾步驟(3)得到的混合溶液2，得到白色濾餅。將濾餅再用IOOOml去離子水洗滌，測(cè)母液的PH值。如此反復(fù)三次直到其pH值為9。最后將白色濾餅在95°C下，真空干燥，磨碎。得產(chǎn)品13. 2克，純度為99. 5%。
(5)元素分析 Mg 15. 63 % ；Al :14. 86 % ；Si 8. 55 % (理論值為Mg 6. 86% -16. 71% ；Al :14. 28% -18. 79% ；Si 6. 73% -16. 64% )。
權(quán)利要求
1.一種硅酸鎂鋁化合物的制備方法，所述的硅酸鎂鋁按重量計(jì)含14. 28% -18. 79%的鋁、6. 86% -16. 71%的鎂、6. 73% -16. 64%的硅，并且鋁含量是鎂含量的0. 5 1. 2倍或者 1. 4 2. 8倍，其特征在于所述方法是由硫酸鎂、硫酸鋁、硅酸鈉、氫氧化鈉和氯化鈣為原料經(jīng)化學(xué)合成得到所述的硅酸鎂鋁，其中所述的硫酸鎂為MgSO4 · Ii1H2O ； 所述的硫酸鋁為Al2(SCM)3 · η2Η20 ； 所述的硅酸鈉為Na2SiO3 · H3H2O ； 所述的氫氧化鈉為NaOH ； 所述的氯化鈣為CaCl2 · n4H20 ；其中 η” η2、η3、η4 為整數(shù)，并且 ^ = 0-7,1^ = 0-18,113 = 0-9,114 = 0-6; 其中所述的方法包括以下步驟(1)在30 40°C下，將硫酸鎂和硫酸鋁分別溶于水形成溶液，將硫酸鋁溶液加到硫酸鎂溶液中，維持溫度，同時(shí)劇烈攪拌；(2)將硅酸鈉溶于水中，過濾得到澄清溶液，加入氫氧化鈉溶液，攪拌均勻后將此溶液緩慢滴加到步驟(1)反應(yīng)液中，期間逐漸升溫至60 65°C ；(3)將氯化鈣溶于水中，過濾得到澄清溶液，然后滴加到步驟( 反應(yīng)液中，劇烈攪拌， 溫度保持在60 65°C，形成所述的硅酸鎂鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述方法還包括步驟(4)將步驟C3)得到的反應(yīng)液過濾，得到濾餅，水洗滌至母液的PH為9，然后50 100°C下真空干燥，粉碎，得到所述的硅酸鎂鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述的步驟(1)中，硫酸鎂水溶液的重量濃度為10-50%，硫酸鋁水溶液的重量濃度為 3-30% ；所述的步驟O)中，硅酸鈉水溶液的重量濃度為3-20%，并且硅酸鈉和氫氧化鈉的重量比為 1 0. 05-0. 25 ；所述的步驟(3)中，氯化鈣水溶液的重量濃度為5% -70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其中所述的步驟(1)中，硫酸鎂水溶液的重量濃度為14-35%，硫酸鋁水溶液的重量濃度為5-10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其中所述的步驟(1)中，硫酸鎂水溶液的重量濃度為 20-27%，硫酸鋁水溶液的重量濃度為6. 5-7. 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其中所述的步驟O)中，硅酸鈉水溶液的重量濃度為 5% -10%，并且硅酸鈉和氫氧化鈉的重量比為1 0. 10-0. 15。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的方法，其中所述的步驟O)中，硅酸鈉水溶液的重量濃度為 6-8%，并且硅酸鈉和氫氧化鈉的重量比為1 0.12。
8.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其中所述的步驟(3)中，氯化鈣水溶液的重量濃度為 10-40% ο
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的方法，其中所述的步驟(3)中，氯化鈣水溶液的重量濃度為15-18%。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于原料硫酸鎂、硫酸鋁、硅酸鈉、氫氧化鈉和氯化鈣按如下用量摩爾比MgSO4 Al2 (SO4) 3 Na2SiO3 NaOH CaCl2為·0.5-15 1 5-12 1-6 0. 1-1. 5。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的方法，其特征在于原料硫酸鎂、硫酸鋁、硅酸鈉、氫氧化鈉和氯化鈣按如下用量摩爾比MgSO4 Al2 (SO4) 3 Na2SiO3 NaOH CaCl2為 1.0-10 :1:7-9: 2-4 0.5-0.9。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的方法，其特征在于原料硫酸鎂、硫酸鋁、硅酸鈉、氫氧化鈉和氯化鈣按如下用量摩爾比MgSO4 Al2 (SO4) 3 Na2SiO3 NaOH CaCl2為·1.19-2. 37 1 8. 5 3. 06 0. 717 或 2. 99-7. 12 1 8. 5 3. 06 0.717。
專利摘要
本發(fā)明提供一種硅酸鎂鋁化合物及其合成方法，以及由該方法得到的硅酸鎂鋁，其含有14.28％-18.79％重量含量的鋁、6.86％-16.71％重量含量的鎂、6.73％-16.64％重量含量的硅，并且鋁鎂比例為0.5-1.2或1.4-2.8，該方法包括以下步驟(1)將硫酸鎂和硫酸鋁分別溶于水，所得溶液混合并攪拌；(2)將硅酸鈉溶于水成硅酸鈉溶液，加入氫氧化鈉溶液，攪拌均勻后，加到步驟(1)中進(jìn)行反應(yīng)；(3)將氯化鈣固體或水溶液加到步驟(2)反應(yīng)物料中攪拌反應(yīng)，形成所述的硅酸鎂鋁。本發(fā)明方法通過化學(xué)合成得到所述的硅酸鎂鋁，填補(bǔ)了該物質(zhì)化學(xué)合成法的空白，而且本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，易于操作，得到的硅酸鎂鋁純度高，穩(wěn)定性好，達(dá)到藥用級(jí)別。
文檔編號(hào)C01B33/26GKCN101613110 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200810183212
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2008年12月16日
發(fā)明者邱民 申請(qǐng)人:海南美大制藥有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (6),