[發明專利]一種膨潤土表面修飾和插層技術

有效

• 申請號: 201010222246.5
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101890330A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 劉強;孫育榮;蘇永騰
• 申請（專利權）人: 南京奧邁科技有限公司;劉強
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明涉及到一種表面修飾和插層技術，尤其是涉及到一種膨潤土的表面修飾和插層技術。

背景技術

非金屬礦產品因具有多種獨特的優異性能如潤滑性、吸附性、膨脹性等物理性能而被廣泛應用于農業、輕工、冶金、化工、建材、機械、國防、環保等工業部門。在飼料行業，目前國內外通常采用一些非金屬礦物來吸附飼料中的有害物質或者動物腸道中的一些毒性物質或致病菌等等，這些天然非金屬礦物包括膨潤土、沸石、高嶺土、伊利石、斑脫土、綠泥石等，而膨潤土作為粘土礦物的一種，有較大的內、外表面積，較強的吸附能力和陽離子交換能力，在飼料中應用比較廣泛，例如其對飼料中的黃曲霉毒素的吸附效果基本得到了肯定(Ramos，et?al，1997；Huwig，et?al，2001)。

膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的粘土礦物，而蒙脫石是含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，由2個硅氧四面體層中間夾1個鋁(鎂)氧(氫氧)八面體層組成，屬于2∶1型的3層粘土礦物，其組成為(Na，Ca)_0.33(Al，Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂·nH₂O，在礦物形成過程中，常會發生同晶替代作用，晶體結構層間存在過剩負電荷，此外，膨潤土具有很大的表面積，因而有著較強的吸附能力和離子交換能力，這種吸附能力和離子交換能力與礦的品質有關。我國膨潤土資源豐富，蒙脫石含量多在60％-80％左右，但中低品位礦較吸附能力不是很強，而且是無選擇性的吸附性能，在很多方面滿足不了多種用途的要求。

當今世界開發“資源型”礦物材料既可擴大礦物資源的綜合利用范圍，改善礦物的各種性能以提高其利用效率，又可大幅度降低相關工業領域、環保領域等各種行業的運作或生產成本，產生明顯的經濟效益和社會效益。因此，對膨潤土進行適當的物理化學改性以提高某些性能，能滿足多種用途的要求。目前在涂料、潤滑脂、油田鉆井、造紙、鑄造、石油添加劑、瀝青加工等領域已有一定的相關膨潤土改性處理技術，但在動物營養與飼料方面，幾乎還是以使用天然膨潤土為主。綜上所述，盡管天然膨潤土對飼料中的黃曲霉毒素有一定的吸附效果，但也存在著一些弊端，如不能同時吸附飼料中存在的多種霉菌毒素，可能吸附飼料中的營養物質或保健藥物等，因此，要提高其在飼料中的應用效果，尤其提高其對黃曲霉毒素以外的其它毒素的吸附能力，還需要對天然的膨潤土礦物進行針對性的修飾改性處理。

“一種膨潤土表面修飾和插層技術”是指一種用特殊的修飾劑和插層劑對天然膨潤土進行表面修飾和插層處理的技術，該技術獲得的特殊膨潤土層間陽離子和水分子被修飾劑代替引起層間距變大，表現出更好的溶脹性和觸變性，具有優良的吸附性能、膠體性能、疏水親油性能等。本技術所得產物除了可用于飼料霉菌毒素吸附外，還可廣泛用于環保、涂料、造紙、潤滑劑等領域。

發明內容

本發明正是針對現有技術的不足，提供一種膨潤土表面修飾和插層技術，該技術克服了普通膨潤土在飼料應用上存在的一些弊端，尤其是提高了對飼料霉菌毒素的吸附力，擴大了毒素吸附范圍，而且所得產品還能以其優異的吸附性能應用于環保、涂料、造紙、潤滑劑等領域。

本發明的技術方案如下：

一種膨潤土表面修飾和插層技術，其特征在于：該技術主要是以天然膨潤土為基礎，對其進行表面修飾技術和插層技術。

作為本發明的一種改進，所述天然膨潤土離子交換量為50mmol/100g--150mmol/100g，膨潤土為鈉基膨潤土或者鈣基膨潤土或者納鈣基膨潤土。

在本發明中，所述表面修飾技術主要包括以下步驟：

所述表面修飾技術包括以下步驟：

A、選擇修飾劑，選用純度為96％-100％的十六烷基氯化吡啶放入反應釜中，再加入去離子水；

B、加熱，對反應釜進行加熱，并設置溫度為60℃-180℃；

C、調壓，將反應釜內的壓強調整為常壓-1MPa；

D、攪拌，反應釜內攪拌的轉速為300rpm-800rpm，攪拌時間為3-15分鐘，攪拌過程中加入膨潤土；

E、攪拌期間，每3-8分鐘用與反應釜配套的高速剪切機進行剪切，剪切速度為2500rpm-3500rpm，剪切后進行乳化，置入沉淀器，然后進行烘干和粉碎，整個表面修飾技術的總耗時為40分鐘-60分鐘。

在本發明中，作為本發明的一種改進，攪拌過程中加入的膨潤土與十六烷基氯化吡啶的質量比為100∶1-100∶12。

在本發明中，所述插層技術包括以下步驟：