[发明专利]有机粘土

说明书

本发明涉及到一种制备有机粘土的方法和这一方法的产品。

有机粘土是一种通常属于绿土组的例如皂土、蒙脱土、水灰石、滑石粉或类似物的粘土矿衍生来的一种亲有机物的阳离子改良的粘土，通常将天然粘土矿中存在的碱金属或碱土金属的无机的可交换的阳离子由至少各含有一个烃基的有机阳离子所取代，这种烃基有足够的碳原子而使阳离子交换的粘土的表面成为疏水性。

已经发现有机粘土在诸如润滑脂、油基钻孔流体、涂料、清漆、搪瓷及油墨之类的有机介质中是很有用的触变剂。然而通常有机粘土是难以在有机介质中分散成均匀的凝胶结构，这就需要把有机介质变稠或增大其粘度。各种方法都曾用来改进有机粘土在有机介质中的分散性，包括使用诸如低分子量的醇或酮的极性有机材料作为一种分散助剂以及在制备有机粘土时使用过量的特别选择的阳离子。

不用另外的极性有机材料来制备一种能在低切变下很快地分散在有机介质内以形成均匀的凝胶结构是本发明的一个目的。

根据本发明提供了一种制备在有机介质易于分散的有机粘土的方法，该法包括：

（1）将绿土组粘土的水悬浮液与能使绿土组粘土成为亲有机物的一种季铵化物混合;

（2）使（1）步中生成的混合物在高切变下混合一段时间混合时间要足以使混合物中的每公斤干固体至少有100千焦耳的能消散在混合物内;

（3）浓缩（2）步的产品。最好是把（3）步产品进行干燥和磨碎。

（1）步中季铵化物最好是能以下边的通式表示的一种。

式中R₁为一具有10至24个碳原子的饱和的或不饱和的烷基，R₂和R₃可以相同或不同，各为一个具有1至24个碳原子的饱和的或不饱和的烷基或有其7至10个碳原子的芳烷基，R₄为一具有1至6个碳原子的烷基或7至10个碳原子的芳烷基，X为OH、Cl、Br、I、NO₂、CH₃SO₄或CH₃COO。这种化合物的实例有氯化苄基甲基二烷基铵、氯化二甲基二烷基铵、氯化苄基二甲基烷基铵、氯化苄基三烷基铵以及氯化甲基三烷基铵，这里一个或更多的烷基是从牛脂得到的具有14至20个碳原子的烃基的混合物，但其中C₁₈基更多些。（牛脂中所含的这种烃基的混合物的典型分析为：C₁₄2.0%;C₁₅0.5%;C₁₆19.0%;C₁₇1.5%;C₁₈66.0%;及C₂₀1.0%）。烃基可以象天然牛脂中部分是未饱和的，也可以是在有适宜催化剂存在时将牛脂以氢处理后的完全饱和的。

通常，已经发现季铵化物在5绿土组粘土的水悬浮液相混合前是利于熔化的，此外在将季铵化物与绿土组粘土的水悬浮液混合前把熔融的季铵化物在高于它的熔点的温度下与水先混合是更好些。如果后一步骤要接着进行，由季铵化物形成的混合物最好是与热水在高切变下搅拌一般时间，搅拌时间要足以把每公斤干的季铵化物至少有100千焦耳的能分散到混合物中。

将悬浮体通过一均化器会令人满意地影响到变切变时的混合物，悬浮体在均化器中以薄膜形式在至少为250磅/吋²（1.7MPa）的压力下和高速度下通过一窄的硬表面的缝隙。第987，176号的英国专利说明书（或第3，039，703和3，162，379号美国专利说明书）中描述了一种合用的均化器。这种均化器是由曼通-高林（Manton-Gaulin）公司制造的）有利的是均化器是在至少为1500磅/平方英寸（10.5MPa）的压力下操作的。分散在混合物中的每公斤干固体的千焦耳数所表示的能量由下式给出：

np·10³

E＝W

式中P为曼通-高林均化器所采用的以MPa为单位的压力，n为通过曼通-高林均化器的次数，W为1升水混合物中干固体以克为单位的重量。