有機累托石的生產工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種有機累托石的生產工藝。現有技術中，累托石（ＲＥＣ）是一種易于水中分離成納米級微片的天然礦物材料之一，但是這種無機粘土不能在有機溶劑中很好的分散，所以不能直接用作納米材料增強塑料，也不能用在含有有機物的廢水處理中。本發明專利技術的有機累托石的生產工藝，是將鈉化的累托石溶于反應釜中，制成１～１０％的懸浮液，將１０～４０％的含有有機陽離子的處理劑滴加在懸浮液中，經處理、過濾、洗滌、干燥、研磨即可得到有機累托石。累托石經適當有機處理后，改善了累托石的間層結構與表面性能，使其可作為納米材料廣泛地應用于塑料納米改性及廢水處理方面。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】?有機累托石的生產工藝一、
：本專利技術涉及一種有機累托石的生產工藝。二、
技術介紹
：現有技術中，累托石(REC)是一種具有規則間層結構的無機礦物，在我國湖北鐘祥有具有工業應用價值的巨大礦藏，儲藏量達到670多萬噸。累托石的晶體結構是由二八面體的類云母與二八面體類蒙脫石層規則相間疊置而成。其化學結構：云母層：(Na，Ca，K)2(Al4)[Si6Al2]8O20(OH)4蒙皂石層(E0.66)(Al、Mg)4[Si、Al]8O20(OH)4、nH2O這種獨特的結構組成使REC既繼承了蒙脫石的某些性質如吸水膨脹性、陽離子交換性，又具有獨特的抗高溫性和較低的收縮率，而且天然REC是為數不多的易于水中分離成納米級微片的天然礦物材料之一。但是這種無機粘土不能在有機溶劑中很好的分散，所以不能直接用作納米材料增強塑料，也不能用在含有有機物的廢水處理中。三、
技術實現思路
：本專利技術的目的在于提供一種工藝簡單的有機累托石的生產工藝。為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案為：有機累托石的生產工藝，是將鈉化的累托石溶于反應釜中，制成1~10％的懸浮液，調節pH值在3-6，在高速攪拌下，將10~40％的含有有機陽離子的-->處理劑滴加在懸浮液中，將其升溫到70-100℃后保溫2-5h后，經過濾、洗滌、干燥、研磨即可得到有機累托石。上述的鈉化累托石的陽離子交換量30-50mmol/100g，純度70-95％。上述的有機陽離子的處理劑為含有碳鏈長度為C12-20的有機季銨鹽。上述的有機陽離子的處理劑為二元胺。上述的有機陽離子的處理劑為氨基酸。本專利技術相對于現有技術，本專利技術的優點為：累托石經適當有機處理后，有機陽離子的進入可增加累托石的層間距，改善累托石的間層結構與表面性能，使有機累托石在適當的有機溶劑中分散形成有機凝膠。這種性能的改變可以使有機累托石在廢水處理方面及塑料改性方面等得到更加廣泛的應用。四、附圖說明：圖1為本專利技術的生產工藝流程圖；五、具體實施方式：參見圖1，本專利技術有機累托石的生產工藝，是將鈉化的累托石溶于反應釜中，采用的鈉化累托石是陽離子交換量30-50mmol/100g，純度70-95％的累托石，再將其制成1~10％的懸浮液，調節pH值為3-6，經高速攪拌過程中，將10~40％的含有有機陽離子的處理劑滴加在懸浮液中，滴加在懸浮液中的有機陽離子的處理劑為含有碳鏈長度為C12-20的有機氯化銨季銨鹽、有機溴化胺季銨鹽、二元胺或氨基酸等，再將其升溫到70-100℃后，保溫2-5h后，經過濾、洗滌、干燥、研磨即可得到有機累托石。累托石有機化處理的原理如下：累托石中蒙脫石層間域有可交換水合陽離子，在溶液中可與多種陽離子發生交換。各種有機陽離子、無機陽離子、有機極性分子或鹽類可進入累托石中蒙皂石層間，擴大REC的層間域，甚至使其剝離成具有2nm厚的片層。-->由于累托石粘土層間厚度只有2nm左右，層間化學微環境為親水憎油性，與有機物的表面浸潤性較差。對累托石粘土的表面改性是由通過陽離子交換反應來完成的。由于累托石類蒙皂石層間的陽離子(如Na+、K+、Ca2+等)與T-O-T單元層結合力脆弱，具有膨脹性，在溶液中容易解離與其它陽離子進行交換。所以，采用有機陽離子與累托石層間域的陽離子進行交換就可生成親油性累托石粘土。處理粘土所用的有機化試劑大都是有機胺、季銨鹽或氨基酸等陽離子，以鹽酸處理的有機胺-R-NH2為例，離子交換反應的原理是：有機胺首先與鹽酸形成鹽酸鹽，離解出銨的陽離子，反應式為?????????????????然后銨的陽離子與REC層間的水合Na+進行離子交換反應，反應式為?????????????????本技術就是采用有機季銨鹽、有機二元胺及氨基酸等與累托石中的層間陽離子進行交換，生產制備了有機累托石。通過陽離子交換，累托石層間距會得到不同程度的增大。另外，經有機處理后，累托石的初始分解溫度升高，碳鏈越長，分解溫度越高，有機試劑中如有耐熱性強的剛性苯環，得到有機累托石的熱分解溫度更高。經與聚合物復合證明有機累托石與聚合物具有良好的相容性、可分散性。實施實例1：在反應釜中，將累托石20份溶于1000份的水中，高速攪拌下制成一種懸浮液，調節pH值3-6。配制十二烷基溴化銨季銨鹽溶液濃度為30％，在高速攪拌下將其逐滴加入反應釜，升溫到95℃，保溫3.5h后冷卻過濾、洗滌、干燥、研磨后即可得到有機累托石。實施實例2：在反應釜中，將累托石20份溶于1000份水中，高速攪拌下制成一種懸浮液，調節pH值3-6。配制十六烷基溴化銨季銨鹽溶液，濃度40％，在高速攪拌下將其逐滴加入反應釜中，升溫到95℃，保溫3.5h后，冷卻、過濾、洗滌、干燥、-->研磨即可得到有機累托石。實施實例3：在反應釜中，將累托石20份溶于1000份水中，高速攪拌下制成一種懸浮液，調節pH值3-6。配制十八烷基溴化銨季銨鹽溶液，濃度45％，在高速攪拌下將其逐滴加入反應釜中，升溫到95℃，保溫3.5h后，冷卻、過濾、洗滌、干燥、研磨即可得到有機累托石。實施實例4：在反應釜中，將累托石20份溶于1000份水中，高速攪拌下制成一種懸浮液，調節pH值3-6。配制聯苯二胺溶液，濃度20％，在高速攪拌下將其逐滴加入反應釜中，升溫到95℃，保溫3.5h后冷卻、過濾、洗滌、干燥、研磨即可得到有機累托石。實施實例5：在反應釜中，將累托石20份溶于1000份水中，高速攪拌下制成一種懸浮液，調節pH值3-6。配制氨基酸溶液，濃度30％，在高速攪拌下將其逐滴加入反應釜中，升溫到90℃，保溫3h后冷卻、過濾、洗滌、干燥、研磨即可得到有機累托石。有機累托石環保材料的應用：1、環保材料：處理過的粘土累托石具有很大的比表面積、有機基團和大孔徑活性通道，因而作為廢水處理吸附劑可應用于液體分離、離子交換及絡合物交換等。研究表明：有機累托石可對多種有機物質進行吸附，對有機廢水COD除去率可達到90％，用于廢水退色達到90％，適用于電鍍廢水等有害物質的吸附凈化處理。2.在高分子材料改性中的應用：(1)、對塑料的增韌作用：添加粘土納米粒子到塑料中后對增加塑料韌性有-->較大的作用。(2)、通用塑料的工程化：通用塑料具有產量大、應用廣、價格低等特點，但其性能不如工程塑料；而工程塑料雖性能優越，但價格較高。在通用塑料中通過加入有機粘土納米粒子能使其達到工程塑料的性能。如用有機粘土納米技術對通用聚丙烯進行改性，其性能達到了尼龍6的性能指標，而成本卻降低1/3。(3)、對橡膠的改性：有機粘土納米可以對橡膠起到增強的作用。(4)、納米改性涂料：在涂料中添加有機粘土納米材料，不但可以起到增稠的作用，而且可以制造出防紫外線涂料，應用于需要紫外線屏蔽的場所等。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
有機累托石的生產工藝，其特征在于：本專利技術是將鈉化的累托石溶于反應釜中，制成１～１０％的懸浮液，調節ｐＨ值在３－６，在高速攪拌下，將１０～４０％的含有有機陽離子的處理劑滴加在懸浮液中，將其升溫到７０－１００℃后保溫２－５ｈ后，經過濾、洗滌、干燥、研磨即可得到有機累托石。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1、有機累托石的生產工藝，其特征在于：本發明是將鈉化的累托石溶于反應釜中，制成1~10％的懸浮液，調節pH值在3-6，在高速攪拌下，將10~40％的含有有機陽離子的處理劑滴加在懸浮液中，將其升溫到70-100℃后保溫2-5h后，經過濾、洗滌、干燥、研磨即可得到有機累托石。2、根據權利要求1所述的有機累托石的生產工藝，其特征在于：所述的鈉化累托石的陽離子交換量30...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬曉燕，鹿海軍，顏紅俠，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：87[中國|西安]