[發(fā)明專利]一種高耐酸改性硅酸鎂鋰的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110291288.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN112978743A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)熘?/a>;張?zhí)煲?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇海明斯新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/20
• 分類號(hào): C01B33/20
• 代理公司: 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 李鋒

本發(fā)明公開了一種高耐酸改性硅酸鎂鋰的制備方法，其特征在于：首先以錳鹽、鐵鹽、硅溶膠等為原料，通過高溫水熱反應(yīng)制得具備層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鎂鋰；其晶格結(jié)構(gòu)中三八面體和四面體的空穴數(shù)量多，能夠容納較多的H⁺，因此其在較高濃度的酸溶液中依然體現(xiàn)出優(yōu)異的增粘增稠性能，從而可廣泛應(yīng)用于涂料、洗滌劑、化妝品、電子化學(xué)品、環(huán)保處理等行業(yè)中涉及到酸性的場(chǎng)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三八面體層狀硅酸鹽礦物硅酸鎂鋰合成領(lǐng)域，具體涉及一種片晶中空穴數(shù)量多、耐酸能力強(qiáng)、增稠性能優(yōu)異的硅酸鎂鋰合成方法。

背景技術(shù)

硅酸鎂鋰（俗稱“鋰皂石”）是一種三八面體層狀硅酸鹽礦物，其晶胞由上下兩層Si-O四面體夾一層Li/Mg-O三八面體所組成。硅酸鎂鋰是典型的二維納米礦物材料，其理論化學(xué)成分主要為：SiO₂ 55%-60%、MgO 24%-30%、Na₂O 2.5%-3.0%、Li₂O 0.5%-1.0%。硅酸鎂鋰的晶體結(jié)構(gòu)單元（片晶）是厚度為納米級(jí)別的微小薄片，其表面布滿了Na⁺等可交換的陽離子；當(dāng)硅酸鎂鋰顆粒與水混合時(shí)，水被Na⁺吸附到片晶的表面，從而將片晶逐漸撐開并直至彼此完全分離剝片。由于片晶的層面（端面）帶負(fù)電荷，側(cè)面帶正電荷，所以分離后的片晶彼此以端面-側(cè)面的靜電吸引的方式而迅速形成三維空間的膠體結(jié)構(gòu)（即“卡片房子”），進(jìn)而使得水性體系的粘稠度顯著增大，此時(shí)水性體系具有高度的懸浮性、增稠性、觸變性等特性，因此硅酸鎂鋰是理想的水性體系增稠流變劑。

盡管常規(guī)硅酸鎂鋰雖然在水中增粘增稠性能十分優(yōu)異，但是只要接觸少量的酸，其粘稠能力即迅速惡化（酸濃度越大，惡化程度越大），這主要是因?yàn)樗崛芤褐蠬⁺通過脫羥基作用快速破壞晶格結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致Zn²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺不斷地析出，使得三八面體和四面體先后較快地被破壞；如果酸濃度稍高，則硅酸鎂鋰大部分或所有的層狀結(jié)構(gòu)和層間域毀壞，此時(shí)其增粘增稠性能則幾乎完全消失。這一點(diǎn)是流變助劑領(lǐng)域的一大技術(shù)瓶頸，一直都沒有獲得妥善解決。因此，如何能夠制備具有優(yōu)異耐酸性能的硅酸鎂鋰是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)迫切所要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種片晶中空穴數(shù)量多、耐酸能力強(qiáng)、增稠性能優(yōu)異的硅酸鎂鋰及其制備方法。該制備方法采用錳鹽、鐵鹽、硅溶膠等為原料，在高溫水熱條件下合成得到硅酸鎂鋰；將其加到較高濃度的酸溶液中，由于晶格結(jié)構(gòu)中空穴多，從而能容納一定數(shù)量H⁺的遷入，因此依然發(fā)揮出優(yōu)異的增粘增稠特性，所以可廣泛應(yīng)用于涂料、洗滌劑、化妝品、電子化學(xué)品、醫(yī)藥等行業(yè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高耐酸改性硅酸鎂鋰的制備方法，其特征在于：由下列質(zhì)量份數(shù)的原料組分按照如下步驟制備：

（1）首先將0.01~0.05份錳鹽、1~5份鐵鹽以及30~60份硅溶膠以及500份純水加到水熱反應(yīng)釜中并充分?jǐn)嚢?0~30min；

（2）然后加入0.1~0.5份銅鹽、1~5份鋅鹽、5份碳酸鈉以及20~40份鎂鹽并充分?jǐn)嚢?0~30min，并密閉升溫至120~180℃并保溫反應(yīng)30~60min；

（3）之后停止反應(yīng)出料，先將反應(yīng)液過濾并充分洗滌，再將收集得到的濾餅在300～400℃下干燥10~30min，即制得改性硅酸鎂鋰。

本發(fā)明中，所述的錳鹽為氯化錳、硫酸錳、硝酸錳、醋酸錳中的一種或幾種任意組合；所述的鐵鹽為氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵中的一種或幾種任意組合；所述的銅鹽為氯化銅、硫酸銅、硝酸銅中的一種或幾種任意組合；所述的鋅鹽為氯化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅中的一種或幾種任意組合；所述的鎂鹽為氯化鎂、硫酸鎂、硝酸鎂中的一種或幾種任意組合。