[發明專利]一種非離子表面活性劑改性蒙脫石及其制備方法

在審

• 申請號: 201611102265.8
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106587086A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 鄭水林;王高鋒;王珊
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: C01B33/44
• 分類號: C01B33/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種非離子表面活性劑改性蒙脫石及其制備方法，屬于非金屬礦物材料技術領域。

背景技術

蒙脫石是一種含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，由兩個硅氧四面體中間夾一個鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成，晶層間距為約0.96nm，由于同晶替代作用蒙脫石片層具有永久性負電荷，層間有可交換的K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等陽離子，可以與其它陽離子進行交換。因此，陽離子表面活性劑可以通過離子交換反應插入蒙脫石層間，制備陽離子有機蒙脫石。

有機蒙脫石改善了天然蒙脫石的親水性，具有諸多優異的性能，使其能夠廣泛應用于潤滑脂、油漆、油墨、化妝品、醫藥衛生、環境治理、食品和國防工業等部門。然而，目前國內外生產有機蒙脫石多采用陽離子型表面活性劑，產品結構單一；所制備的有機蒙脫石存在有機碳含量低、底面層間距小等缺點，性能尚不能滿足各相關應用領域的要求。此外，有機銨陽離子置換無機離子的過程是不可逆的，有機蒙脫石失去陽離子交換能力。因此，采用具有特殊結構和官能團的表面活性劑制備新型有機蒙脫石，具有重要的意義。

非離子表面活性劑由極性親水基團和非極性疏水碳鏈組成。在水中不解離成離子狀態，非離子表面活性劑改性蒙脫石不但能夠保有天然蒙脫石的陽離子交換性，而且能夠提高改性蒙脫石的有機碳含量和底面晶層間距。然而非離子表面活性劑無法通過離子交換反應進入蒙脫石層間，因此，單純采用非離子表面活性劑改性蒙脫石的制備過程非常困難。中國專利CN102219231A嘗試使用有機陽離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑復合，對蒙脫石進行改性。得到了底面層間距高，熱穩定性好的有機蒙脫石。中國專利CN 105936510A采用鈉化膨潤土粉末為原料，也以非離子表面活性劑為主體與烷基季銨鹽表面活性劑、少量弱離子性陰離子表面活性劑復配作為有機改性劑，在加熱條件下(不大于100℃)將烷基季銨鹽、陰離子表面活性劑溶解于非離子表面活性劑中，提前混合均勻，然后將鈉化膨潤土與有機改性劑按照合適的比例，用螺桿擠出機完成強制混合、擠出；冷卻后粉碎，制成有機膨潤土粉末產品。

上述的非離子表面活性劑改性蒙脫石的制備方法，將非離子表面活性劑與陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑復合，對蒙脫石進行復配改性，其制備原理依舊是通過陽離子表面活性劑的離子交換作用，非離子表面活性劑都是通過已經插入到蒙脫石層間的陽離子表面活性劑的疏水基團形成疏水鍵，從而吸附于蒙脫石的外表面，大部分非離子表面活性劑并沒有插入到蒙脫石層間，對蒙脫石的底面層間距和層間環境并沒有發揮作用。

文獻(1)Yun-Hwei Shen(Chemosphere,41(2000)711-716)；(2)Postmus B R,Leermakers F A,Koopal L K,et al.(Langmuir,23(2007)5532-5540；(3)Somasundaran P,Snell E D,Xu Q,et al.(Journal of Colloid and Interface Science,144(1991)165-173采用SiO₂作為基質，研究了非離子表面活性劑在硅氧烷表面(Si-O)的吸附作用，得出非離子表面活性劑與硅氧烷表面(Si-O)之間存在氫鍵鍵合的吸附機理。常規的水浴制備方法無法實現非離子表面活性劑對蒙脫石的插層改性，其原因可能是蒙脫石水化程度不高以及成鍵所需能量不夠，非離子表面活性劑無法進入蒙脫石層間并形成氫鍵。

發明內容

有鑒于此，本發明一方面提供一種非離子表面活性劑改性蒙脫石。

一種非離子表面活性劑改性蒙脫石，其原料為蒙脫石，改性劑為非離子表面活性劑。

進一步地，所述蒙脫石原料的比表面積為60～300m²/g。

進一步地，所述非離子表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(Tween20)中的一種或至少兩種。

本發明另一方面提供一種上述非離子表面活性劑改性蒙脫石的制備方法。該方法以蒙脫石為原料，非離子表面活性劑為改性劑，利用蒙脫石表面的硅氧烷(Si-O)作為反應位點，通過氫鍵結合的方式將非離子表面活性劑插入蒙脫石層間。

一種如上述非離子改性蒙脫石的制備方法，包括以下步驟：

(1)配置一定質量濃度的蒙脫石分散液；