專利名稱：復合有機改性劑制備有機土的方法
技術領域：
本發明屬于精細化工技術領域，具體涉及到有機膨潤土的制備方法。
背景技術：
膨潤土，是以蒙脫石為主的含水粘土礦，分子式Nax (H2O) 4 (Al2_xMg0. J Si4O10) (OH)2,由于它具有特殊的性質，如膨潤性、粘結性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性等等；廣泛用于各個工業領域，人們稱之為“萬能土”。有機膨潤土是天然膨潤土改性深加工產品，亦是一種重要的精細化工產品。其性質具有疏水親油的特點，在有機溶劑中具有良好的分散性、增溶性、乳化性，可作為防沉淀劑、稠化劑、增粘劑及懸浮劑等，在油漆、油墨、高溫潤滑脂、化妝品、鑄造、石油鉆井、農藥等工業領域得到了廣泛的應用。有機膨潤土具有良好的吸附性能，可用于去除水中的有機物、 重金屬等污染物，采集大氣顆粒物中的有機污染物，用作色譜介質分離氣態有機復合物，也可用作危險廢物穩定劑，有效阻止有機污染物的遷移，另外在地下水及土壤污染修復等方面也有廣泛的應用。因蒙脫石具有層狀結構，其層間可交換的陽離子用有機陽離子取代，從而形成有機膨潤土。由于蒙脫石中的鈉離子較容易被有機陽離子所置換，所以在生產有機膨潤土時或用高純鈉基膨潤土，或用鈣基膨潤土進行鈉化處理，再與有機類化合物反應制得有機膨潤土。有機膨潤土的制備就是對膨潤土進行有機化的過程，通常是用碳原子數在12-18 之間的季胺鹽與膨潤土進行離子交換，獲得性能(層間距)優越的有機膨潤土產品。通常制備有機膨潤土的方法有加入的單一陽離子表面活性劑來制備有機土或再此基礎上加入螯合劑來來制備有機土 ；加入陰離子或陰-陽表面活性劑來改性制備有機土，或采用二次插層來制備有機土。這些方法得到的有機土性能(層間距)并不理想。
發明內容
本發明的目的是提出一種采用復合有機改性劑來制備有機土的方法。本發明方法可以較大地提高有機膨潤土性能(層間距)，制得質量均勻的有機膨潤土，有利于提高膨潤土的性能。本發明的主要技術方案是復合有機改性劑制備有機土的方法，按下述步驟進行
(1)將40 60份的鈉基膨潤土干料溶于500 900份的去離子水中，高速攪拌，形成懸浮體系；
(2)將復合有機改性劑20 30份，混溶于200-400份溶劑中，攪拌溶解，形成均一體
系；
(3)在高速攪拌狀態下，將步驟(2)中的溶液迅速加入到步驟(1)的懸浮體系中，在 60 85 °C反應1-4小時；(4)將步驟(3)中得到的產物老化5 12小時，洗去產物中多余的離子，過濾，然后將所得的固體產物在50 80°C真空環境下干燥，粉碎過200目篩，即得到有機土產品。一般地，所述的鈉基膨潤土是粉狀混合物，蒙脫石重量百分含量80 100%，其陽離子交換能力為80 300mmol/100g。所述的復合有機改性劑是兩種或兩種以上季胺鹽調配而成，季胺鹽的碳鏈長度 C12 C18之間，如十二烷基三甲基溴化銨，十四烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨，十六烷基吡啶，十八烷基三甲基溴化銨，十八烷基二甲基芐基氯化銨等；季胺鹽的加入量是鈉基膨潤土陽離子交換能力的70 120%摩爾當量。所述的溶劑為去離子水或低級醇。
具體實施例方式下面結合實施例進一步說明本發明的內容 實施例1
把50份的鈉基土分散到700份去離子水中，高速攪拌，得到穩定的懸浮液，調整懸浮液的PH值至7 8，備用；將10. 02份十二烷基三甲基溴化銨和11. 84份十六烷基三甲基溴化銨一起加入300份去離子水中，攪拌均勻，使之成為澄清透明的溶液備用。在高速攪拌狀態下，將十二烷基三甲基溴化銨和十六烷基三甲基溴化銨復合溶液迅速加到懸浮液中，在 60°C時反應2小時，產物老化12小時，用去離子水反復去除產物中殘余的Br_，過濾，將制備的有機膨潤土在60°C真空干燥、粉碎以及過200目篩，即得到有機膨潤土產品。實施例2
將50份的鈉基土分散到700份去離子水中，高速攪拌，得到穩定的懸浮液，調整懸浮液的PH值至7 8，備用；將10. 92份十四烷基三甲基溴化銨和11. 84份十六烷基三甲基溴化銨一起加入300份去離子水中，攪拌均勻，使之成為澄清透明的溶液備用。在高速攪拌狀態下，將十四烷基三甲基溴化銨和十六烷基三甲基溴化銨復合溶液迅速加到懸浮液中，在 70°C時反應2小時，產物老化12小時，用去離子水反復去除產物中殘余的Br_，過濾，將制備的有機膨潤土在60°C真空干燥、粉碎以及過200目篩，即得到有機膨潤土產品。實施例3
將50份的鈉基土分散到700份去離子水中，高速攪拌，得到穩定的懸浮液，調整懸浮液的PH值至7 8，備用；將10. 92份溴代十六烷基吡啶和11. 84份十六烷基三甲基溴化銨一起加入300份去離子水中，攪拌均勻，使之成為澄清透明的溶液備用。在高速攪拌狀態下， 將溴代十六烷基吡啶和十六烷基三甲基溴化銨復合溶液迅速加到懸浮液中，在75°C時反應 2小時，產物老化12小時，用去離子水反復去除產物中殘余的Br—，過濾，將制備的有機膨潤土在60°C真空干燥、粉碎以及過200目篩，即得到有機膨潤土產品。實施例4
將50份的鈉基土分散到700份去離子水中，高速攪拌，得到穩定的懸浮液，調整懸浮液的PH值至7 8，備用；將12. 70份十八烷基三甲基溴化銨和11. 84份十六烷基三甲基溴化銨一起加入300份甲醇中，攪拌均勻，使之成為澄清透明的溶液備用。在高速攪拌狀態下， 將十八烷基三甲基溴化銨和十六烷基三甲基溴化銨復合溶液迅速加到懸浮液中，在80°C時反應2小時，產物老化12小時，用去離子水反復去除產物中殘余的Br—，過濾，將制備的有機膨潤土在60°C真空干燥、粉碎以及過200目篩，即得到有機膨潤土產品。實施例5將50份的鈉基土分散到700份去離子水中，高速攪拌，得到穩定的懸浮液，調整懸浮液的PH值至7-、，備用；將13. 78份十八烷基二甲基芐基氯化銨和11. 84份十六烷基三甲基溴化銨一起加入300份乙醇中，攪拌均勻，使之成為澄清透明的溶液備用。在高速攪拌狀態下，將十八烷基二甲基芐基氯化銨和十六烷基三甲基溴化銨復合溶液迅速加到懸浮液中，在80°C時反應2小時，產物老化12小時，用去離子水反復去除產物中殘余的Br—和Cl—， 過濾，將制備的有機膨潤土在60°C真空干燥、粉碎以及過200目篩，即得到有機膨潤土產
品ο對比例1
將50份的鈉基土分散到700份去離子水中，高速攪拌，得到穩定的懸浮液，調整懸浮液的PH值至7-、，備用；將23. 68份十六烷基三甲基溴化銨加入300份去乙醇中，攪拌均勻， 使之成為澄清透明的溶液備用。在高速攪拌狀態下，將十六烷基三甲基溴化銨溶液迅速加到懸浮液中，在80°C時反應2小時，產物老化12小時，用去離子水反復去除產物中殘余的 Br",過濾，將制備的有機膨潤土在60°C真空干燥、粉碎以及過200目篩，即得到有機膨潤土產品 ο層間距測試采用X射線粉末衍射儀，根據Bragg方程2dsin2 θ =η λ (其中d為層間距，θ為入射角，λ = 0. 1540nm，為入射線的波長，η為衍射級數，取1)可以計算出鈉基膨潤土和有機膨潤土的層間距d(001)。評價結果如下
權利要求
1.復合有機改性劑制備有機土的方法，其特征在于制備方法按下述步驟進行(1)將40 60份的鈉基膨潤土干料溶于500 900份的去離子水中，高速攪拌，形成懸浮體系；(2)將復合有機改性劑20 30份，混溶于200-400份溶劑中，攪拌溶解，形成均一體系；(3)在高速攪拌狀態下，將步驟(2)中的溶液迅速加入到步驟(1)的懸浮體系中，在 60 85 °C反應1-4小時；(4)將步驟(3)中得到的產物老化5 12小時，洗去產物中多余的離子，過濾，然后將所得的固體產物在50 80°C真空環境下干燥，粉碎過200目篩，即得到有機土產品。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于鈉基膨潤土是粉狀混合物，蒙脫石重量百分含量80 100%，其陽離子交換能力為80 300mmol/100g。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于復合有機改性劑是兩種或兩種以上季胺鹽調配而成，季胺鹽的碳鏈長度C12 C18之間；加入量是鈉基膨潤土陽離子交換能力的 70 120%摩爾當量。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于季胺鹽為十二烷基三甲基溴化銨，十四烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨，十六烷基吡啶，十八烷基三甲基溴化銨，十八烷基二甲基芐基氯化銨。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述溶劑為去離子水或低級醇。
全文摘要
本發明屬于精細化工技術領域，涉及復合有機改性劑制備有機膨潤土的方法。(1)將40～60份的鈉基膨潤土干料溶于500～900份的去離子水中，高速攪拌，形成懸浮體系；(2)將復合有機改性劑20～30份，混溶于200-400份溶劑中，攪拌溶解，形成均一體系；(3)在高速攪拌狀態下，將步驟(2)中的溶液迅速加入到步驟(1)的懸浮體系中，在60～85℃反應1-4小時；(4)將步驟(3)中得到的產物老化5～12小時，洗去產物中多余的離子，過濾，然后將所得的固體產物在50～80℃真空環境下干燥，粉碎過200目篩，即得到有機土產品。本發明方法可以較大地提高有機膨潤土性能(層間距)，制得質量均勻的有機膨潤土，有利于提高膨潤土的性能。
文檔編號C01B33/44GK102295295SQ20111015744
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月13日 優先權日2011年6月13日
發明者孫遠龍, 田先國, 董天雷 申請人:中國石油化工股份有限公司, 南化集團研究院