[發(fā)明專利]一種高嶺土-胺嫁接復(fù)合物的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310289337.4
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103359754A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉欽甫;李曉光;程宏飛;郭鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: C01B33/44
• 分類號: C01B33/44
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 耿小強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于非金屬礦物材料深加工領(lǐng)域。具體涉及一種制備較大層間距高嶺土有機(jī)插層復(fù)合物的方法。

背景技術(shù)

高嶺石是世界上第一種以中國原產(chǎn)地為通用名稱的礦物，高嶺土以高嶺石為主要礦物成分，它是塑料、橡膠、電纜、耐火材料、涂料、造紙、水泥、油漆、油墨、陶瓷、催化劑、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等多種行業(yè)不可或缺的礦物原料。目前，全球高嶺土總產(chǎn)量約為4000萬噸，而納米級高嶺土作為一種優(yōu)質(zhì)功能性填料應(yīng)用后，可以顯著提高產(chǎn)品的各項(xiàng)應(yīng)用參數(shù)，將會大大提高目前條件下高嶺土原礦的利用效率。

高嶺土的深加工技術(shù)主要包含選礦提純、超細(xì)粉碎及表面改性等。插層--剝片屬超細(xì)粉碎范疇的一種技術(shù)。目前，高嶺石剝片方法可分為高壓擠出法、化學(xué)浸泡法、磨剝法、化學(xué)浸泡-磨剝法、插層—超聲法等。從現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)現(xiàn)性出發(fā)，獲得納米級高嶺土最普遍可行方法是插層-剝片法。高嶺土的插層按照插層方式可以分為液相插層和機(jī)械力化學(xué)插層；按照插層步驟可以分為直接插層和間接插層。高嶺土單元層間存在-OH鍵和Si-O鍵，容易形成氫鍵，再加上層間距很小，只有部分極性有機(jī)小分子可插入層間而使間距擴(kuò)大，此類小分子包括甲酰胺、甲基甲酰胺、丙烯酰胺、尿素、醋酸鉀、二甲基亞砜、水合肼等。近年來，研究者開始關(guān)注高嶺石的間接插層作用，因?yàn)殚g接插層可以使高嶺石的層間距達(dá)到更大以至于產(chǎn)生剝片效果從而獲得更有希望的利用前景。間接插層劑據(jù)報(bào)道有氨基酸、吡啶、對硝基苯胺、丙烯酰胺等。剝片是通過機(jī)械或化學(xué)的方法，使疊層狀或書冊狀的高嶺石剝離成單片，使其粒度減小至納米級。為了取得較高徑厚比的高嶺石片層材料，要求剝片過程中盡量使高嶺石的片層不受破壞。因此，若通過插層過程使得高嶺石產(chǎn)生較大層間距，層與層之間的作用力便大大降低，此時(shí)，高嶺石的剝片便更容易進(jìn)行，若插層率較高，則對其剝片則相對簡單，更容易獲得粒度極細(xì)且其晶型未被破壞的高嶺石，從而達(dá)到高嶺土原礦的納米化。

申請?zhí)枮?3115823.4的專利，介紹了一種超細(xì)高嶺土片層材料的制備方法。其用醋酸鉀作為插層劑采用研磨法與高嶺土混合研磨插層，后經(jīng)水洗、離心，出去醋酸鉀使高嶺土剝片，烘干即得成品。該方法原料易得到，生產(chǎn)成本低，可以值得超細(xì)高嶺土片層材料。

申請?zhí)枮?00710168746.3的專利，介紹了一種制備十八胺/煤系高嶺土插層復(fù)合物的方法。其步驟是先制備煤系高嶺石/肼插層復(fù)合物；第二步將此復(fù)合物加入飽和乙酸銨溶液中，反應(yīng)制得乙酸銨/高嶺土插層復(fù)合物；第三步將乙酸銨/高嶺土插層復(fù)合物加入占其質(zhì)量5-40%的十八胺，在60-80℃下攪拌1-2小時(shí)，再于50-75℃恒溫12-24小時(shí)，冷卻之后，將產(chǎn)物用乙醇的水溶液洗滌、抽濾，即得到十八胺/高嶺土插層復(fù)合物。

申請?zhí)枮镃N200910022364.9的專利介紹了插層型有機(jī)納米高嶺土及其制備和在制備聚氨酯納米復(fù)合泡沫材料中的應(yīng)用。其方法是將鹽酸活化、干燥后的高嶺土與二甲基亞砜以1∶2～1∶6的質(zhì)量比混合、經(jīng)球磨機(jī)研磨分散插層即得高嶺土-二甲基亞砜膠狀液，于150～170℃下反應(yīng)3～6小時(shí)得高嶺土插層前驅(qū)體；將高嶺土插層前驅(qū)體與其3～9倍質(zhì)量數(shù)的三乙醇胺在160～190℃置換反應(yīng)1～4小時(shí)，干燥,得到具有極好的有機(jī)相容性和良好的分散性的插層型有機(jī)納米高嶺土。將該插層型有機(jī)納米高嶺土球磨分散于聚醚中,得到有機(jī)納米高嶺土復(fù)合聚醚；再以有機(jī)納米高嶺土復(fù)合聚醚為組分，按公知的聚氨酯軟泡方法制得插層型高嶺土/聚氨酯納米復(fù)合泡沫材料，其阻燃性明顯改善,燃燒之后可全部炭化而無滴落，相應(yīng)的極限氧指數(shù)高于一般聚氨酯軟泡沫材料。

申請?zhí)枮镃N201110032215.8的專利，介紹了一種高嶺石納米管及其制備方法。將高嶺土粉末與插層劑混合后，加入球磨機(jī)中干法研磨，然后與三乙醇胺發(fā)生置換反應(yīng)后用碘甲烷進(jìn)行季銨化，最后與陰離子表面活性劑溶液水熱反應(yīng)，煅燒即得高嶺石納米管。

由于高嶺土在白度、層間電荷、礦床純凈度等方面的優(yōu)勢，故而發(fā)展高嶺土的納米復(fù)合材料是現(xiàn)代工業(yè)的迫切需求。上述所列方法目前均有了較好實(shí)現(xiàn)，但是普遍存在插層劑較為單一的問題，且使用高嶺土種類也較為局限，不利于后續(xù)研究的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容