CN103043675A - 伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法 - Google Patents

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罗建广
黄闪
甘奇峰
李丽
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Abstract

本发明公开了一种伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法，由伊蒙混层粘土原矿经粗选后用水浸泡，待其充分吸水后进行捣浆，静置后用悬浮分离法将浆体的上面部分浆液分离出来（副产物还可用作脱色白土），即得伊蒙混层粘土微纳米材料溶液，微纳米材料溶液经喷雾干燥即得微纳米材料干粉。该法投资少、成本低、工艺简单、适合规模化生产、产品质量优，具有很强的吸附能力、较好的分散性和悬浮性，用作矿物填料能改善橡胶、塑料的耐摩擦、耐老化、抗冲击等性能。

Description

伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法
技术领域
本发明属于微纳米材料技术领域，尤其涉及一种伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法。
背景技术
进入21世纪以来，纳米材料及纳米技术已被应用到社会各行各业，并在世界各地得到突飞猛进的发展，推动了科技进步和促进了经济的大发展。可以说纳米科技的发展已成为科技发展和经济发展的制高点，谁率先掌握纳米材料及其技术，谁就有可能获得在某个行业、某个技术领域的率先发展，由此带来经济的先行大发展。比如，将某种材料进行纳米化后，其性能与原来有着很大差异，那么这种新的功能材料就会应孕而生，该材料的附加值就会大幅增加，其社会效益、经济效益将是十分显著的。为此，世界各国都在积极地探索和寻找优质的原材料来制备纳米材料，以期原材料带来的奇迹诞生。
伊蒙混层粘土既不是伊利石粘土，也不是膨润土，而是由伊利石（水云母30～70%）和蒙脱石（膨润土20～49%）两种粘土矿物组成，我国广西省上思县盛产该矿种。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种投资少、成本低、工艺简单、适合规模化生产、产品质量优的伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法，由伊蒙混层粘土原矿经粗选后用水浸泡，待其充分吸水后进行捣浆，静置后用悬浮分离法将浆体的上面部分浆液分离出来，下面部分泥浆作脱色白土使用，即得伊蒙混层粘土微纳米材料溶液。
上述伊蒙混层粘土微纳米材料溶液pH值在4～8。
将上述浆液进行喷雾干燥，即得伊蒙混层粘土微纳米材料干粉。
上述用水浸泡固含量在10～50%。
上述捣浆在2～8小时。
上述静置在12～36小时。
上述伊蒙混层粘土微纳米材料产品粒度100%小于75微米，其中至少45%小于200纳米。
针对纳米材料技术突飞猛进和对新型材料的迫切需求，发明人选用广西上思县盛产的新型矿种伊蒙混层粘土为原料，分别采用干法和湿法，将伊蒙混层粘土经过适当的物理方法处理，制成了干品和湿品伊蒙混层粘土微纳米材料，副产物还可用作脱色白土。该法无需粉磨等机械设备，直接由原矿制浆分离而得，投资少、成本低、工艺简单、适合规模化生产。应用本发明所得的伊蒙混层粘土微纳米材料产品质量优，包含了微米级和纳米级颗粒，粒度100%小于75微米，其中至少45%小于200纳米，也就是说颗粒尺寸一部分在微米范围，而另一部分则在纳米范围，由此可获得良好的特性：（1）比表面积急剧增大，具有很强的吸附能力；（2）其分散性、悬浮性比原来大颗粒更能有效发挥；（3）作为矿物填料，它能改善橡胶、塑料的性能，如耐摩擦、耐老化、抗冲击等，获得的橡胶、塑料强度更高，耐老化时间更长，耐摩擦性能更佳等特点。这是因为水云母是鱼鳞片状的具有多微孔晶体结构，即便它的颗粒大小在微米级尺度范围内，但它内部存在的精细结构（孔穴）却是在纳米尺度范围内，因此同样具有纳米结构材料功能。
附图说明
图1是本发明伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法湿法工艺流程图。
图2是本发明伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法干法工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
原料伊/蒙混层粘土来自广西上思县，其伊利石含量35%、蒙脱石含量49%。
由伊蒙混层粘土原矿经粗选后用水浸泡（固含量在33%），待其充分吸水后进行机械捣浆4小时，静置24小时后用悬浮分离法将浆体的上面部分浆液分离出来（下面部分泥浆作脱色白土使用），即得伊蒙混层粘土微纳米材料溶液（pH值4.5）。
用美国Micomeritics公司的SediGraph—III型X一光沉降粒度仪测试（分散剂用六偏磷酸钠），结果是粒度100%小于11.3微米，其中45%小于200纳米。
实施例2
原料伊/蒙混层粘土来自广西上思县，其伊利石含量50%、蒙脱石含量37%。
由伊蒙混层粘土原矿经粗选后用水浸泡（固含量在25%），待其充分吸水后进行机械捣浆8小时，静置12小时后用悬浮分离法将浆体的上面部分浆液分离出来（下面部分泥浆作脱色白土使用），即得伊蒙混层粘土微纳米材料溶液（pH值5）。
用美国Micomeritics公司的SediGraph-III型X一光沉降粒度仪测试（分散剂用六偏磷酸钠），结果是粒度100%小于75微米，其中55%小于200纳米。
实施例3
原料伊/蒙混层粘土来自广西上思县，其伊利石含量65%、蒙脱石含量26%。
由伊蒙混层粘土原矿经粗选后用水浸泡（固含量在30%），待其充分吸水后进行机械捣浆4小时，静置24小时后用悬浮分离法将浆体的上面部分浆液分离出来（下面部分泥浆作脱色白土使用），将上述浆液（pH值7）进行喷雾干燥，即得伊蒙混层粘土微纳米材料干粉。
用美国Micomeritics公司的SediGraph—III型X一光沉降粒度仪测试（分散剂用六偏磷酸钠），结果是粒度100%小于10.6微米，其中46%小于200纳米。
实施例4
原料伊/蒙混层粘土来自广西上思县，其伊利石含量70%、蒙脱石含量21%。
由伊蒙混层粘土原矿经粗选后用水浸泡（固含量在45%），待其充分吸水后进行机械捣浆3小时，静置36小时后用悬浮分离法将浆体的上面部分浆液分离出来（下面部分泥浆作脱色白土使用），将上述浆液（pH值6.5）进行喷雾干燥，即得伊蒙混层粘土微纳米材料干粉。
用美国Micomeritics公司的SediGraph—III型X一光沉降粒度仪测试（分散剂用六偏磷酸钠），结果是粒度100%小于55微米，其中47%小于200纳米。

Claims (7)

1.一种伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法，其特征在于：由伊蒙混层粘土原矿经粗选后用水浸泡，待其充分吸水后进行捣浆，静置后用悬浮分离法将浆体的上面部分浆液分离出来，即得伊蒙混层粘土微纳米材料溶液。
2.根据权利要求1所述的伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法，其特征在于：所述伊蒙混层粘土微纳米材料溶液pH值在4～8。
3.根据权利要求1所述的伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法，其特征在于：将所述浆液进行喷雾干燥，即得伊蒙混层粘土微纳米材料干粉。
4.根据权利要求1或3所述的伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法，其特征在于：所述用水浸泡固含量在10～50%。
5.根据权利要求4所述的伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法，其特征在于：所述捣浆在2～8小时。
6.根据权利要求4所述的伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法，其特征在于：所述静置在12～36小时。
7.根据权利要求1或3所述的伊蒙混层粘土微纳米材料的制备方法，其特征在于：所述伊蒙混层粘土微纳米材料产品粒度100%小于75微米，其中至少45%小于200纳米。
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