[發明專利]有機改性纖維狀坡縷石及其有機改性方法

有效

• 申請號: 201110400849.4
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102489257A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 李滄海;趙溶
• 申請（專利權）人: 趙溶
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30
• 代理公司: 寧波市天晟知識產權代理有限公司 33219
• 代理人: 張文忠;黃曉凡

技術領域

本發明涉及吸附材料的制備技術領域，具體地說是有機改性纖維狀坡縷石及其有機改性方法。

背景技術

坡縷石（又稱凹凸棒石）礦產資源是含水富鎂鋁的硅酸鹽礦物，是世界公認的稀缺粘土礦產資源，具有優良的物化性能和工業用途，廣泛應用于農業、工業、醫藥、食品及環保等領域。

坡縷石的物化性能主要表現為其比表面積大，吸附能力、流變性和催化性能良好，同時，具有理想的膠體性能和耐熱性能。坡縷石晶體呈毛發狀或纖維狀，表面具有極性的親水基團，容易吸附水分子，經過有機化改性后，可以將親水性的天然無機坡縷石轉變為親油性的有機坡縷石，改善其在有機溶劑中的分散性、相容性和親和性，拓展坡縷石的工業應用。

坡縷石礦在自然界中大致存在二種形態：即纖維狀坡縷石和土狀坡縷石。目前，在世界范圍內，得到工業應用和進行科學研究的主要是針對土狀坡縷石。但是，鑒于土狀坡縷石在大自然中的存在，往往是同膨潤土、白云石、方解石等礦物共生，其本身的含量少則只占10%～20%，多則也只占到50%上下，極少有含量在70%～80%以上的，同時，提純土狀坡縷石的過程復雜且昂貴，這就阻礙了其向高層次產品的研發和應用，人們多使用提純容易、制造成本低廉的有機膨潤土來替代土狀坡縷石。

不過，如果采用纖維狀坡縷石，情況將大為改善。與土狀坡縷石礦相比，纖維狀坡縷石在天然礦石中的含量高，雜質少，以我國貴州地區出產的纖維狀坡縷石礦為例，其坡縷石含量高達96wt.%以上（參考文獻：何林，陳永成，閆建偉，邊秀房，《偶聯劑改性纖維狀坡縷石的優化工藝及效果評價》，貴州工業大學學報，2007,36（4））。與有機膨潤土相比，纖維狀坡縷石在水中具有更優越的膠體性能和更高的粘度，利用纖維狀坡縷石制作的有機改性纖維狀坡縷石在有機溶劑中表現出更好的分散性和更高的親油性。特別是對于油漆、油墨、食品、醫藥、化妝品等領域，有機改性纖維狀坡縷石或有機膨潤土多作為改性添加劑使用，盡管有機改性纖維狀坡縷石生產成本略高于有機膨潤土，但是由于其性能優良，其使用量僅為有機膨潤土的1/5～1/10，因此，有機改性纖維狀坡縷石的性價比要高于有機膨潤土。在相同的應用環境下，添加極少量的有機改性纖維狀坡縷石即可達到同樣的效果，這對于提高上述產品的質量和降低添加劑副作用的影響具有其他同類產品所不可替代的作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，提供有機改性纖維狀坡縷石及其有機改性方法；其中，有機改性纖維狀坡縷石，將親水性的無機纖維狀坡縷石轉變為親油性的有機改性纖維狀坡縷石；通過本發明制備的有機改性纖維狀坡縷石，在諸如醇類、苯類等各類極性強弱不同的有機溶劑中都具有良好的分散性和很高的粘度。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：有機改性纖維狀坡縷石，各原料以重量份數計，包含纖維狀坡縷石礦石100份，分散劑2份～10份，酸10份～100份，季銨鹽10份～60份，酸是以飽和濃度的酸計，取36%～38%的濃鹽酸、98%的濃硫酸或98%的濃硝酸其中的一種或一種以上的混合物。

本發明的有機改性纖維狀坡縷石的有機改性過程，包括以下步驟：

步驟1、精選纖維狀坡縷石礦石，并破碎，得到纖維狀坡縷石礦石塊狀體；

步驟2、經錘式破碎機將上述纖維狀坡縷石礦石塊狀體，制得纖維狀坡縷石纖維體；

步驟3、選取100份步驟2中得到的纖維狀坡縷石纖維體，高速攪拌下，向其中加入1份～5份分散劑，以及適量的去離子水，其固液比<10%，制得纖維狀坡縷石纖維體溶液；

步驟4、向步驟3中得到的纖維狀坡縷石纖維體溶液中加入10份～100份的酸，緩慢攪拌，進行酸改性，然后真空吸慮脫水，漂洗；

步驟5、在常溫下，加入10份～60份季銨鹽和1份～5份分散劑，其固液比<10%，緩慢攪拌，進行有機改性，靜置24h后，脫水；

步驟6、干燥后，得到塊狀固體；

步驟7、破碎至60目～120目，得到呈絮狀體的成品。

為優化上述技術方案，采取的措施還包括：

上述步驟1中的纖維狀坡縷石礦石為手選的優質纖維狀坡縷石礦石，其纖維狀坡縷石含量為50?wt.%～80?wt.%；

上述步驟3中的分散劑為六偏磷酸鈉或硅酸鈉；

上述步驟4中的酸，其計量份數以飽和濃度的酸計，即36%～38%的濃鹽酸、98%的濃硫酸或98%的濃硝酸；

上述步驟5中的季銨鹽為十八烷基三甲基氯化銨或雙十八烷基氯化銨；

上述步驟6中的干燥溫度為≤110℃。