[发明专利]有机改性纤维状坡缕石及其有机改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸附材料的制备技术领域，具体地说是有机改性纤维状坡缕石及其有机改性方法。

背景技术

坡缕石（又称凹凸棒石）矿产资源是含水富镁铝的硅酸盐矿物，是世界公认的稀缺粘土矿产资源，具有优良的物化性能和工业用途，广泛应用于农业、工业、医药、食品及环保等领域。

坡缕石的物化性能主要表现为其比表面积大，吸附能力、流变性和催化性能良好，同时，具有理想的胶体性能和耐热性能。坡缕石晶体呈毛发状或纤维状，表面具有极性的亲水基团，容易吸附水分子，经过有机化改性后，可以将亲水性的天然无机坡缕石转变为亲油性的有机坡缕石，改善其在有机溶剂中的分散性、相容性和亲和性，拓展坡缕石的工业应用。

坡缕石矿在自然界中大致存在二种形态：即纤维状坡缕石和土状坡缕石。目前，在世界范围内，得到工业应用和进行科学研究的主要是针对土状坡缕石。但是，鉴于土状坡缕石在大自然中的存在，往往是同膨润土、白云石、方解石等矿物共生，其本身的含量少则只占10%～20%，多则也只占到50%上下，极少有含量在70%～80%以上的，同时，提纯土状坡缕石的过程复杂且昂贵，这就阻碍了其向高层次产品的研发和应用，人们多使用提纯容易、制造成本低廉的有机膨润土来替代土状坡缕石。

不过，如果采用纤维状坡缕石，情况将大为改善。与土状坡缕石矿相比，纤维状坡缕石在天然矿石中的含量高，杂质少，以我国贵州地区出产的纤维状坡缕石矿为例，其坡缕石含量高达96wt.%以上（参考文献：何林，陈永成，闫建伟，边秀房，《偶联剂改性纤维状坡缕石的优化工艺及效果评价》，贵州工业大学学报，2007,36（4））。与有机膨润土相比，纤维状坡缕石在水中具有更优越的胶体性能和更高的粘度，利用纤维状坡缕石制作的有机改性纤维状坡缕石在有机溶剂中表现出更好的分散性和更高的亲油性。特别是对于油漆、油墨、食品、医药、化妆品等领域，有机改性纤维状坡缕石或有机膨润土多作为改性添加剂使用，尽管有机改性纤维状坡缕石生产成本略高于有机膨润土，但是由于其性能优良，其使用量仅为有机膨润土的1/5～1/10，因此，有机改性纤维状坡缕石的性价比要高于有机膨润土。在相同的应用环境下，添加极少量的有机改性纤维状坡缕石即可达到同样的效果，这对于提高上述产品的质量和降低添加剂副作用的影响具有其他同类产品所不可替代的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供有机改性纤维状坡缕石及其有机改性方法；其中，有机改性纤维状坡缕石，将亲水性的无机纤维状坡缕石转变为亲油性的有机改性纤维状坡缕石；通过本发明制备的有机改性纤维状坡缕石，在诸如醇类、苯类等各类极性强弱不同的有机溶剂中都具有良好的分散性和很高的粘度。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：有机改性纤维状坡缕石，各原料以重量份数计，包含纤维状坡缕石矿石100份，分散剂2份～10份，酸10份～100份，季铵盐10份～60份，酸是以饱和浓度的酸计，取36%～38%的浓盐酸、98%的浓硫酸或98%的浓硝酸其中的一种或一种以上的混合物。

本发明的有机改性纤维状坡缕石的有机改性过程，包括以下步骤：

步骤1、精选纤维状坡缕石矿石，并破碎，得到纤维状坡缕石矿石块状体；

步骤2、经锤式破碎机将上述纤维状坡缕石矿石块状体，制得纤维状坡缕石纤维体；

步骤3、选取100份步骤2中得到的纤维状坡缕石纤维体，高速搅拌下，向其中加入1份～5份分散剂，以及适量的去离子水，其固液比<10%，制得纤维状坡缕石纤维体溶液；

步骤4、向步骤3中得到的纤维状坡缕石纤维体溶液中加入10份～100份的酸，缓慢搅拌，进行酸改性，然后真空吸虑脱水，漂洗；

步骤5、在常温下，加入10份～60份季铵盐和1份～5份分散剂，其固液比<10%，缓慢搅拌，进行有机改性，静置24h后，脱水；

步骤6、干燥后，得到块状固体；

步骤7、破碎至60目～120目，得到呈絮状体的成品。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述步骤1中的纤维状坡缕石矿石为手选的优质纤维状坡缕石矿石，其纤维状坡缕石含量为50 wt.%～80 wt.%；

上述步骤3中的分散剂为六偏磷酸钠或硅酸钠；

上述步骤4中的酸，其计量份数以饱和浓度的酸计，即36%～38%的浓盐酸、98%的浓硫酸或98%的浓硝酸；

上述步骤5中的季铵盐为十八烷基三甲基氯化铵或双十八烷基氯化铵；

上述步骤6中的干燥温度为≤110℃。