[发明专利]一种高粘度有机膨润土的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高粘度有机膨润土的制备方法，通过本发明对膨润土原矿进行钠化、提纯、合成、脱水和干燥操作后，得到的有机膨润土粘度可达8000～10000mPa.s，可以直接应用于油漆、油墨、石油钻井泥浆和高分子聚合物等作为增稠悬浮、流变和防流挂剂。

背景技术

膨润土(Bentonite)也叫斑脱岩或膨土岩，是以蒙脱石为主要成份的粘土矿物，蒙脱石含量一般在85～90％，因此膨润土的一些性质由蒙脱石所决定。蒙脱石的结构式为Na_x(H₂O)₄{(AI_2-xMg_0.33)[Si₄O₁₀](OH)₂}，由两层硅氧四面体和一层硅氧八面体组成单位晶层，四面体和八面体靠共用的氧原子连接，晶层之间靠氧层连接，沿c轴方向叠置，从而使其具有刚性，层间不滑移，单位晶层的厚度约为1nm，层间距d(001)为1.2～1.6nm。

膨润土价格低廉、储量丰富、应用范围广。该矿物因具有良好的膨胀性、分散性、悬浮性、吸附性、可塑性、很高的离子交换能力和干粘结强度、高剪切和高的抗压强度以及良好的不渗透性等一系列性质，已在许多工业部门中得到广泛的应用。但是天然的或未经相应改性处理的膨润土及其产品由于其特有的亲水疏油性能而限制了其在有机体系中的应用。

膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型，层间阳离子为Na⁺时称钠基膨润土；层间阳离子为Ca⁺时称钙基膨润土；层间阳离子为H⁺时称氢基膨润土(活性白土)；层间阳离子为有机阳离子时称有机膨润土。有机膨润土是膨润土矿物和有机铵(或胺)的复合物，即是指用有机阳离子或有机化合物，取代蒙脱石层间交换性阳离子或吸附水，生成一种疏水亲油的非牛顿型有机触变剂，其特性为在有机介质中具有溶胀性、高分散性和触变性，作为有机体系的防沉剂和增稠剂，以替代有机类如纤维素醚类防沉剂和增稠剂。

现有的有机膨润土粘度低，主要用于油漆、油墨、涂料、润滑脂、油基钻井泥浆、密封材料、精密铸造、污水处理等行业，不同粘度的有机膨润土可以有不同的应用，高粘度有机膨润土不仅可以起到防沉剂的作用，同时还具有一定的增稠剂作用，可以部分替代有机增稠剂。

发明内容

本发明是提供一种高粘度有机膨润土的制备方法，其目的是解决我国现有的有机膨润土产品存在的粘度低、质量不稳定，因而导致应用领域不广泛的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高粘度有机膨润土的制备方法，由下列步骤依次组成：

(1)、膨润土原矿的钠化：将膨润土原矿、水和钠化剂加入钠化罐中混合，并进行搅拌，使膨润土与钠化剂充分发生钠化反应，得到钠化物料，水与膨润土原矿的质量比例为4∶1～32∶1，钠化剂与膨润土原矿的质量比例为0.01∶1～0.1∶1，所述的钠化剂在水溶液中提供钠离子；

(2)、提纯：以水力旋流器与卧式螺旋离心机串联连接作为提纯设备，将钠化物料送入所述提纯设备，依次通过水力旋流器和卧式螺旋离心机对钠化物料进行去除粗砂和细砂的处理，提纯后的膨润土矿浆从卧式旋流器的出料口排出；

(3)、水热合成：将提纯后的膨润土矿浆加入反应釜中，加热至50℃～100℃，pH值调至6～10，并在搅拌条件下加入有机膨润土覆盖剂溶液，保温30min～120min，使所述有机膨润土覆盖剂中的有机阳离子与膨润土中的可交换阳离子发生离子交换反应，得到有机膨润土浆料；其中，有机膨润土覆盖剂与膨润土的质量比例为0.2∶1～1∶1；

(4)、压滤脱水：采用板框压滤机对经过反应釜水热合成的有机膨润土浆料进行压滤；

(5)、粉碎干燥：将压滤后的滤饼在强力粉碎干燥机中进行粉碎和干燥，获得高粘度有机膨润土。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述钠化剂的作用是提供Na⁺，钠化反应是指用Na⁺取代存在于蒙脱石层间的其它种类的阳离子，从而有利于有机阳离子的离子交换。

2、上述方案中，所述钠化剂选择碳酸钠、氯化钠、氟化钠和碳酸氢钠中的至少一种。

3、上述方案中，所述的有机膨润土覆盖剂为至少一条碳链为十二～二十二烷基的季铵盐，如十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵等。