專利名稱：一種制備有機膨潤土的新工藝的制作方法
一種制備有機膨潤土的新工藝發明名稱一種制備有機膨潤土的新工藝1技術領域非金屬材料背景技術：
一. 有機膨潤土的特性膨潤土是一種天然的硅鋁酸鹽礦物，主要成分為蒙脫石，蒙脫石晶體由兩層硅氧四面體片夾一層鋁氧八面體片組成，屬2: 1層型[1]。由于有些多面體中高價離子被低價位離子置換， 造成晶體層間產生永久性負電荷。這種負電荷必然要吸附交換性陽離子如Ca2+ 、 Na +來平 衡[2]。在晶層間充滿著層間水及可交換性陽離子，晶層間吸附的陽離子是可交換的[3]。膨潤土 因其具有獨特的礦物和結晶化學性質，而具有許多優良的性能。例如，膨脹性、懸浮性、分 散性、增稠性、潤滑性等，目前廣泛用于鉆井、石油化工、建材、鑄造、冶金、日用化工、 農業和畜牧業等多個領域，被譽為"千種用途之土" w。有機膨潤土是膨潤土改性的深加工產品，亦是一種重要的精細化工產品。由于其具有疏 水親油的特性，在有機溶劑中有良好的分散性、加溶性和乳化性[5]，而廣泛用作油漆的防塵 劑，流變劑；高速印刷油墨的觸變助劑；潤滑脂的稠化劑；石油鉆井泥槳的增稠劑；倒相乳 液的穩定劑；玻璃纖維增強的工程塑料；橡膠加工的流變助劑以代替氣相二氧化硅；以及化 妝品等日用化工產品的乳膠穩定劑等眾多領域。迄今有機粘土作為粘土礦產的精細產品，幾 乎已滲透到整個化工行業的各個角落，并還在向其他領域發展。二. 制備有機膨潤土常用的原料目前，國內外制備有機膨潤土常用的鈉土是碳酸鈉土和氟化鈉土，尤其以碳酸鈉土最多。 陳志勇[6]用化20)3改型鈣基膨潤土，然后將制得的鈉基膨潤土有機改性，并對有機土進行了性 能測試。實驗表明制備的有機土符合有機土的基本特征。王貴領[7]等用％2(:03改型黑龍江省 拜泉膨潤土，接著有機化制得有機膨潤土，并對有機土的層間距和粘度進行了測定。結果表 明制備出的有機膨潤土層間距為2. 1021nm，粘度為l. 023Pa. s。王旭^用NaF對鈣基膨潤土 鈉化改型并進行有機化，實驗將制得的有機土應用于涂料中，發現添加有機膨潤土的涂料在 粘度、遮蓋力、硬度、附著力方面均比未添加有機膨潤土的涂料提高了許多。但是，利用NaN03鈉土為原料制備有機膨潤土還未見報道。
三.有機膨潤土的制備工藝
有機膨潤土采用膨潤土經提純、鈉化改型及有機活性化處理精制而成。其中有機活化的 原理是用陰一陽離子表面活性劑[9]、陽離子表面活性劑(如有機胺鹽、季銨鹽等)['n''']、非 離子表面活性劑[12]取代蒙脫石層間的可交換陽離子，使有機基團覆蓋于蒙脫石礦物表面，使 它的表面性能發生變化，由原來的親水性轉變為親油性有機粘土[13]。其反應式如下 2R,R2R3R4NX+M—Na(Ca)— M—( RtR2R3R4N)+ 2NaX(CaX)。式中R.iyy^NX為季銨鹽；M—Na(Ca)為 鈉(鈣)基膨潤土； M-( R化R乂N)為有機膨潤土。
有機土的一般制備工藝有濕法、干法及預凝膠法["]。
(1) 濕法，是將膨潤土粉碎、加水浸泡，然后分散制漿、提純、改型、用長碳鏈有機陽 離子取代蒙脫石層間金屬離子，使層間距擴大至17 30埃，形成疏水有機膨潤土；再經脫 水、洗滌、干燥、研磨成粉狀產品。
濕法的關鍵步驟是懸浮液中的微粒的粒度是否達到要求，它直接關系到有機膨潤土性能 的好壞，因此一定要經過實驗予以確定。目前，國內外主要采用濕法生產有機膨潤土。
(2) 干法，是將含水20%-30%的精選鈉基膨潤土與有機覆蓋劑直接混合，用專門的加熱 混合器混合均勻，再加以擠壓，制成含一定量水分的有機膨潤土。也可以進一步干燥、研磨 成粉狀產品；或將含一定水分的有機膨潤土直接分散于有機溶劑中(如柴油)，制成凝膠或乳 膠體產品。
干法操作簡單，生產效率高。制備時將膨潤土和適量季銨鹽(占膨潤土的15% 55%)充分 混合，在高于季銨鹽熔點的溫度下反應。反應完畢，經研磨、過篩，得到200目干態物。該 法制出的有機膨潤土適于作為油基鉆探液的增稠劑，但這種方法不適合于涂料和潤滑脂。
(3) 預凝膠法，是將膨潤土分散、提純、改型后，在有機覆蓋過程中，加入疏水有機溶 劑(如礦物油)把疏水的有機膨潤土萃取進入有機相，分離除去水相，再蒸發除去殘留的水分， 直接制成有機膨潤土預凝膠。這種方法也不適合于涂料和潤滑脂。預凝膠法國內至今未見報 導。
發明內容
本工藝采用濕法制備有機膨潤土，在前人研究的基礎上，選擇未有報道的NaN03鈉基膨潤 土為原料制備有機膨潤土。方法是將提純的膨潤土加水攪拌成漿液，用新疆豐富的NaN03對 新疆夏子街膨潤土進行鈉化改型，改型后的鈉土可制備出不同粘度的高性能有機膨潤土。
有機膨潤土制備工藝流程圖具體實施方式
(1) 取提純膨潤土粉末，加入一定量的水，攪拌至分散均勻。(2) 在膨潤土泥漿中加入一定量的NaN03，控溫下攪拌一段時間，制成鈉基膨潤土。(3) 在鈉基膨潤土漿液中加入一定量的有機表面活性劑，調漿液的pH，然后在一定溫度 下攪拌一段時間，制成有機膨潤土。
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權利要求
1設計思路目前制備有機膨潤土的原料一般為鈉基膨潤土，選用的鈉化改型劑主要有Na2CO3、NaF，采用NaNO3為鈉化改型劑制備有機膨潤土還未見報道。制備有機膨潤土的方法有干法、濕法和預凝膠法。新疆擁有豐富的NaNO3和膨潤土礦產資源，為了充分發揮地區資源優勢，本工藝以新疆夏子街膨潤土礦為原料，選取新疆吐魯番地區的NaNO3為鈉化改型劑，采用濕法制備不同粘度的有機膨潤土。制備的有機膨潤土產品成本大大降低，性能優良，可滿足不同領域對有機膨潤土性能的要求。
全文摘要
目前制備有機膨潤土的原料一般為鈉基膨潤土，選用的鈉化改型劑主要有Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>、NaF，采用NaNO<sub>3</sub>為鈉化改型劑制備有機膨潤土還未見報道。制備有機膨潤土的方法有干法、濕法、預凝膠法。新疆擁有豐富的NaNO<sub>3</sub>和膨潤土礦產資源，為了充分發揮地區資源優勢，本工藝以新疆夏子街膨潤土礦為原料，選取新疆吐魯番地區的NaNO<sub>3</sub>為鈉化改型劑，采用濕法制備的有機膨潤土粘度能夠控制在900-9500mP.s范圍，可滿足不同領域對有機膨潤土性能的要求。此法制備的有機膨潤土產品具有成本低、經濟附加值高的特點，對研究開發有機膨潤土的制備具有很好的參考價值。
文檔編號C09C1/28GK101113249SQ200610107948
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月29日 優先權日2006年7月29日
發明者斌 代, 李金娥 申請人:斌 代