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硅酸镁铝(精制钠基锂基膨润土)简述

时间:2016-06-23     作者:黄伟【原创】   阅读

     

膨润土介绍

 

膨润土是一种天然纳米材料,在各个工业领域用途非常广泛,其有效成分是蒙脱石,因此蒙脱石的含量作为判断膨润土性能的最主要依据。蒙脱石三层结构,中间层能够吸附各种金属离子,能够进行阳离子交换。因此,能够通过进行各种方法改性,经不同性能的无机盐、有机物阳离子盐类进行离子交换改性,在不同的领域有不同的用途,因此具有“万能材料”称号。

蒙脱石具有触变性、(在体系中形成卡片宫式结构)防沉性、抗流挂性、增稠性(假塑性增稠),再结合其他类无机、有机物的性能,经过组合能够呈现出1+1>2的性能。因此,会出现有机膨润土、与其他亲水性增稠剂改性后“水性有机膨润土增稠流变剂”。

 

一,水性膨润土

 

钠基膨润土、水性膨润土、硅酸镁铝:

1)钠基膨润土:天然膨润土矿经筛选加碱土金属盐(氢氧化钠、氟化钠、碳酸钠、柠檬酸钠等)磨粉,通常干粉粒径在325---800目之间,再追求高目数,普通雷蒙磨会破换蒙脱石结构。产品质量很不稳定,主要取决于原矿纯度。杂质比较多。

2)硅酸镁铝:通常指湿法提纯,天然膨润土矿经过物理筛选,再制成膨润土浆,加入碱土金属盐钠化,采用离心手段,除去其他杂质,然后经烘干、磨粉;通常目数在325目,由于杂质含量低,纯度可达到90-95%以上,硅酸镁铝又是一种天然纳米材料,在体系中粒径可达至纳米,但通常在体系中粒径为20-40微米,所以通常不追求高目数。

(3)水性膨润土:钠基膨润土、硅酸镁铝、以及经其他工艺复配后能溶于水都称水性膨润土。

 

 

 

二,有机膨润土

 

有机膨润土通常在钠基膨润土的基础上,经过有机胺盐插层改性后的具有疏水亲油性能的一种增稠流变助剂。通常用于油漆油墨等领域,作为增稠流变助剂,主要在体系中起到防沉、抗流挂、增稠性能。

有机膨润土的选择主要依据在以下几个方面:

1)体系树脂的极性:根据“相似相容”原理,溶剂体系可分为:高极性溶剂、中级性溶剂,低级性溶剂。如该体系为低级性溶剂,通常选用经“低级性胺盐插层改性的有机膨润土”;高极性、低级性溶剂体系以此类推。反之,若体系是高极性溶剂体系,选用低级性胺盐改性的有机膨润土会产生分层现象。

2)膨润土在体系分散的容易程度:如采用易分散型膨润土,可以直接干粉添加,再加入极性活化剂(如:95%乙醇、95%丙酮、95%碳酸酯等极性活化剂)在体系中分散均匀即可。不容易分散有机膨润土,通常在甲苯、二甲苯、200#溶剂油中制成预凝胶,在制备预凝胶过程中也需要加入极性活化剂。

3)有机膨润土的纯度、粒径等:通常易分散有机膨润土所采用的钠基膨润土浆液中的轻浆部分(膨润土浆上清液浆料)经有机胺盐插层改性再加入其他助剂制得,通常纯度高、白度好、粒径细。重浆料(钠基膨润土沉底那层浆料)制备。通常粒径大、纯度低、颜色偏土灰色或者米黄色;采用此类膨润土作为油漆底漆,在使用过程中基本上都需要经过砂磨机二次分散,否则颗粒比较大。

4)有机膨润土的密度:同等夯实体积有机膨润土,比重轻的质量好。

5)有机膨润土烧矢量:经过马弗炉燃烧后,残渣含量越低,质量越好(同种差层剂改性),烧矢量越高,有机物覆盖率越高,成本越高,防沉、增稠、抗流挂性能越佳。

6)有机膨润土的加工工艺及配方:这个是决定有机膨润土性能的最主要因素。现在国内主要有机膨润土生产商主要集中在浙江、天津等地,尤其是浙江地区,中低档有机膨润土质量都差不多,国产中低档有机膨润土完全可以替代进口有机膨润土,性价比非常高、某些性能甚至超过进口产品。

 

 

 

 

三,使用注意事项

 

1)水性膨润土:蒙脱石是一种碱溶胀性材料,在碱性条件下,蒙脱石分子间距会扩大,能够吸附更多的水分,蒙脱石边缘氢键更易形成、体积膨胀倍数会更大、触变性、防沉性、粘度都会相应的提高,因此能够在碱性(PH=8.5±0.5)条件下使用的增稠剂具有良好的配伍性,如纤维素类增稠剂、丙烯酸类增稠剂等,尽量避开聚氨酯类增稠剂,在体系中有用到二元醇或多元醇时,应先将膨润土加入均匀分散后再加入多元醇(多元醇会影响膨润土的水合性)。

(2)有机膨润土:根据“相似相容原理”,依据溶剂体系极性选择相应的有机膨润土增稠流变剂。

(3)有机膨润土活化过程中加入的活化剂(95%乙醇、95%碳酸丙烯酯、95%丙酮等)应注意控制添加量,通常为有机土(干粉)重量的30-45%,最好不要超过50%;若活化剂添加量超过50%,大部分溶剂体系粘度会剧烈下降,俗称为“反相增稠相应”。

 

 

 

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