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1簡介

有機膨潤土是一種無機礦物/有機銨複合物,以膨潤土為原料,利用膨潤土中蒙脫石的層片狀結構及其能在水或有機溶劑中溶脹分散成膠體級粘粒特性,通過離子交換技術插入有機覆蓋劑而製成的。有機膨潤土在各類有機溶劑、油類、液體樹脂中能形成凝膠,具有良好的增稠性、觸變性、懸浮穩定性、高溫穩定性、潤滑性、成膜性,耐水性及化學穩定性,在塗料工業中有重要的應用價值。在油漆油墨、航空、冶金、『化纖、石油等工業中也有廣泛的應用。

2特性

英文名稱:organic bentonite  
中文別名:有機蒙脫土,有機陶土,簡稱OMMT
相對密度:1.7~1.8 g/cm3
外觀:白色或灰白色粉末
氣味:無味
溶解性:易溶於烴類溶劑,加少量極性溶劑如甲醇、乙醇、丙酮等,能使蒙脫土層間的季銨碳氫鏈通過氫鍵橋接,獲得有效的溶劑化,從而使層間膨脹、分散,並形成卡層屋結構的觸變性凝膠體,防止無機填料沉澱。
毒性:無毒
應用:用作溶劑型膠黏劑和密封劑的增稠劑、觸變劑和穩定劑,參考用量5~10份。直接加入有機膨潤土,攪拌1h后加入少量(2%~3%)極性溶劑(甲醇或乙醇等)。

3製備原理

有機膨潤土製備原理蒙脫石礦物是:蒙脫石是一種性能獨特的鋁硅酸鹽礦物,由兩層SiO四面體片中間夾一層AIO(OH)八面體片組成的層片狀礦物。蒙脫石結構單元層中的Si·+可被A13+置換,八面體層內的AP+常被Mg2+、Fe3+、Zn2+等多價離子置換,從而使晶格中電荷不平衡,產生剩餘負電荷,使其具有吸附陽離子和交換性陰離子的能力,有較高的水化能,在C軸(層片疊置方向)的晶層間的氧層與氧層的作用力較小,可形成良好的離解面,層間易於浸入水分子或其他極性分子,引起C軸方向的膨脹。這是其他非膨脹性粘土不具備的性能。由於這種性能,使蒙脫石層間充滿nH:O層間水及可交換性陽離子,它們是引起蒙脫石膨脹的動力。但是,不同成礦條件不同產地的膨潤土,其蒙脫石層間可交換性陽離子的種類與交換容量(CEC)有很大差別。其中,層間高價陽離子(Ca2+、Mg2+等)蒙脫石雙電層水化膜薄,膨脹倍數低;低價陽離子(Na+、K+等)水化膜厚,膨脹倍數高。因此,Na+蒙脫石再將其與有機覆蓋劑反應。有機覆蓋劑通常是一類碳鏈長度大於12的陽離子表面活性劑,與蒙脫石晶層間的Na+按下式實現離子交換反應,使親水性蒙脫石變為疏水性蒙脫石:Na+一蒙脫石+[NHa·R4-a]CI一[NHa·R4-a]一蒙脫石+NaCI
有機膨潤土在中國已生產、應用三十多年,廣泛用於工業塗料和脫模劑的生產,有機膨潤土是工業塗料的懸浮劑、增稠劑。具體使用方法是:先將有機膨潤土做成有機膨潤土膏(或稱有機膨潤土凝膠),再用有機膨潤土膏做塗料和脫模劑,有機膨潤土膏製造工藝如下表所示:(採用高速分散機)
投料次序
操作
投料量(質量百分數)
1. 溶劑(溶劑油)
2. 有機膨潤土
3. 極性活化劑
混合
混合5分鐘
混合5分鐘
87
10
3
先投入溶劑,開始混合,加入有機膨潤土混合4-5分鐘,加入極性活化劑(極性添加劑)繼續混合4-5分鐘。有機膨潤土用量可增減,為了操作方便,以10%為最高量。通過試驗,最佳極性添加劑有95%甲醇,95%乙醇和碳酸丙烯酯,其正確用量如下:
甲醇/水(95/5) 有機膨潤土量的33%
乙醇/水(95/5) 有機膨潤土量的50%
碳酸丙烯酯, 有機膨潤土量的33%
為了獲得最佳的活化效率,甲醇和乙醇都含有5%的水,使用含有水的甲醇或乙醇,粘度很快上升,而使用無水甲醇或乙醇,沒有凝膠效果。
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