本发明具体涉及一种制备有机膨润土的新工艺。
背景技术:
膨润土是一种天然的硅铝酸盐矿物,主要成分为蒙脱石,蒙脱石晶体由两层硅氧四面体片夹一层铝氧八面体片组成,属2∶1层型。由于有些多面体中高价离子被低价位离子置换,造成晶体层间产生永久性负电荷。这种负电荷必然要吸附交换性阳离子如ca2+、na+来平衡。在晶层间充满着层间水及可交换性阳离子,晶层间吸附的阳离子是可交换的。膨润土因其具有独特的矿物和结晶化学性质,而具有许多优良的性能。例如,膨胀性、悬浮性、分散性、增稠性、润滑性等,目前广泛用于钻井、石油化工、建材、铸造、冶金、日用化工、农业和畜牧业等多个领域,被誉为“千种用途之土”。
有机膨润土是膨润土改性的深加工产品,亦是一种重要的精细化工产品。由于其具有疏水亲油的特性,在有机溶剂中有良好的分散性、加溶性和乳化性,而广泛用作油漆的防尘剂,流变剂;高速印刷油墨的触变助剂;润滑脂的稠化剂;石油钻井泥浆的增稠剂;倒相乳液的稳定剂;玻璃纤维增强的工程塑料;橡胶加工的流变助剂以代替气相二氧化硅;以及化妆品等日用化工产品的乳胶稳定剂等众多领域。迄今有机粘土作为粘土矿产的精细产品,几乎已渗透到整个化工行业的各个角落,并还在向其他领域发展。
技术实现要素:
本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种制备有机膨润土的新工艺。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
有机膨润土采用膨润土经提纯、钠化改型及有机活性化处理精制而成。其中有机活化的原理是用阴-阳离子表面活性剂、阳离子表面活性剂(如有机胺盐、季铵盐等)、非离子表面活性剂取代蒙脱石层间的可交换阳离子,使有机基团覆盖于蒙脱石矿物表面,使它的表面性能发生变化,由原来的亲水性转变为亲油性有机粘土。
有机土的一般制备工艺有湿法、干法及预凝胶法。
(1)湿法,是将膨润土粉碎、加水浸泡,然后分散制浆、提纯、改型、用长碳链有机阳离子取代蒙脱石层间金属离子,使层间距扩大至17~30埃,形成疏水有机膨润土;再经脱水、洗涤、干燥、研磨成粉状产品。
湿法的关键步骤是悬浮液中的微粒的粒度是否达到要求,它直接关系到有机膨润土性能的好坏,因此一定要经过实验予以确定。目前,国内外主要采用湿法生产有机膨润土。
(2)干法,是将含水20%-30%的精选钠基膨润土与有机覆盖剂直接混合,用专门的加热混合器混合均匀,再加以挤压,制成含一定量水分的有机膨润土。也可以进一步干燥、研磨成粉状产品;或将含一定水分的有机膨润土直接分散于有机溶剂中(如柴油),制成凝胶或乳胶体产品。
干法操作简单,生产效率高。制备时将膨润土和适量季铵盐(占膨润土的15%~55%)充分混合,在高于季铵盐熔点的温度下反应。反应完毕,经研磨、过筛,得到200目干态物。该法制出的有机膨润土适于作为油基钻探液的增稠剂,但这种方法不适合于涂料和润滑脂。
(3)预凝胶法,是将膨润土分散、提纯、改型后,在有机覆盖过程中,加入疏水有机溶剂(如矿物油)把疏水的有机膨润土萃取进入有机相,分离除去水相,再蒸发除去残留的水分,直接制成有机膨润土预凝胶。这种方法也不适合于涂料和润滑脂。预凝胶法国内至今未见报导。
一种制备有机膨润土的新工艺,工艺步骤如下:
(1)取提纯膨润土粉末,加入一定量的水,搅拌至分散均匀。
(2)在膨润土泥浆中加入一定量的nano3,控温下搅拌一段时间,制成钠基膨润土。
(3)在钠基膨润土浆液中加入一定量的有机表面活性剂,调浆液的ph,然后在一定温度下搅拌一段时间,制成有机膨润土;
优选的,以新疆夏子街膨润土矿为原料,选取新疆吐鲁番地区的nano3为钠化改型剂,采用湿法制备不同粘度的有机膨润土。
具体实施方式
下面,结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明,但本发明并不局限于所列的实施例。
一种制备有机膨润土的新工艺,工艺步骤如下:
(1)取提纯膨润土粉末,加入一定量的水,搅拌至分散均匀。
(2)在膨润土泥浆中加入一定量的nano3,控温下搅拌一段时间,制成钠基膨润土。
(3)在钠基膨润土浆液中加入一定量的有机表面活性剂,调浆液的ph,然后在一定温度下搅拌一段时间,制成有机膨润土;
优选的,以新疆夏子街膨润土矿为原料,选取新疆吐鲁番地区的nano3为钠化改型剂,采用湿法制备不同粘度的有机膨润土。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。