CN106861380A - 一种凹凸棒石粘土干燥剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凹凸棒石粘土干燥剂及制备方法，属于干燥剂技术领域。所述干燥剂包括如下原料：凹凸棒石粘土、高吸水性树脂、石墨烯、页岩硅藻泥、膨润土。制备方法为：先对凹凸棒石粘土进行热改性处理，然后称取高吸水性树脂和石墨烯，加入到反应釜中，加水搅拌反应1~2h，再加入热改性后的凹凸棒石粘土，搅拌均匀，然后超声10~20min，再加入页岩硅藻泥，继续超声10~20min，得混合物；将混合物静置1~2h，真空抽滤，洗涤、干燥后研磨至粒径为100~200目，即可。本发明所述干燥剂不仅具有高效干燥、湿水效果，还具有使用成本低、纯天然、绿色无污染的特点，此外，所述制备方法简单易行，具有较好的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及干燥剂技术领域，具体涉及一种凹凸棒石粘土干燥剂及制备方法。
背景技术
干燥剂是建筑中空玻璃、食品、医药、纺织、机械行业产品储存、运输过程中保持物品干燥、保证产品质量必备的材料，也是各种工业气体、液体脱水干燥大量使用的材料。目前，广泛使用的干燥剂包括：无水氯化钙等化合物干燥剂、石灰干燥剂、硅胶干燥剂、粘土干燥剂(如蒙脱石粘土、凹凸棒石粘土干燥剂)。无水氯化钙干燥剂吸水后产生液化现象，某种情况下对产品具有一定的腐蚀作用。硅胶和分子筛干燥剂具有很好的干燥效果，但成本是各种干燥剂中最高的，因而，某些情况下限制了其广泛应用。石灰干燥剂价格低廉，但是存在一定的安全风险。粘土干燥剂包括凹凸棒石粘土、膨润土制备的干燥剂，原料来源广泛，价格低廉，深度干燥效果好，安全可靠。由于凹凸棒石特有的晶体结构和物理化学特性，凹凸棒石粘土干燥剂是最受重视的粘土干燥剂。但是粘土干燥剂饱和吸附水量不高、颗粒强度不高，需要添加助剂来提高干燥剂的吸水量、添加粘结剂来改善干燥剂的颗粒强度，降低粉尘的产生。
传统的吸附型干燥剂一直以硅胶为代表。但硅胶干燥剂废弃后很长时期都难以分解，随着环保要求的提高，许多国家和地区对硅胶干燥剂的应用日益加以限制。在这样的市场背景下，生产成本低廉、易于分解、具有环保功能的粘土矿物干燥剂迎合了市场新的需求。但是，天然粘土矿物直接作为干燥剂应用，其干燥效率远低于硅胶，因此应用领域受到很大的限制。
因此，研究开发一种既具有较好的干燥、吸水效果，又具有低成本绿色无污染的干燥剂成为目前研究的重点，也具有较好的应用前景及使用价值。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种凹凸棒石粘土干燥剂及制备方法，所述凹凸棒石粘土干燥剂不仅具有高效干燥、吸水效果，还具有使用成本低、纯天然、绿色无污染的特点，此外，所述制备方法简单易行，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种凹凸棒石粘土干燥剂，包括如下重量份数的各原料：凹凸棒石粘土60~80份、高吸水性树脂3~10份、石墨烯1~5份、页岩硅藻泥5~10份、膨润土10~20份，还包括适量的溶剂。
优选地，所述凹凸棒石粘土为热改性后的凹凸棒石粘土。
优选地，所述高吸水性树脂为聚丙烯酰胺、淀粉系吸水树脂、纤维素系吸水树脂中的任一种。
优选地，所述溶剂包括甲醇和水。
本发明还涉及一种凹凸棒石粘土干燥剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~200目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5~10min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声10~20min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物；
（2）将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于500℃~800℃的马弗炉中焙烧1~2h，冷却后研磨至粒径为100~200目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比分别称取高吸水性树脂和石墨烯，加入到反应釜中，加入适量水，于70~80℃搅拌反应1~2h，再加入改性后的凹凸棒石粘土，搅拌均匀，然后置于超声波中超声10~20min，再加入页岩硅藻泥，继续超声10~20min，得混合物；
（4）将混合物静置1~2h，真空抽滤，洗涤，将滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥后研磨至粒径为100~200目，即得所述干燥剂。
优选地，所述步骤（1）中加水的重量为凹凸棒石粘土重量的3~8倍。
优选地，所述步骤（1）中甲醇的加入体积与凹凸棒石粘土质量比为50mL：10~15g。
优选地，所述步骤（4）中洗涤过程先用蒸馏水洗，再用甲醇洗，再用蒸馏水洗。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的凹凸棒石粘土干燥剂，不仅具有高效干燥、吸水效果，还具有使用成本低、使用安全、绿色无污染的特点，为人们的健康生活提供了保障，符合环境友好型产品的要求。此外，所述制备方法简单、操作方便，适合工业化应用，具有较好的应用价值。
（2）本发明所述的干燥剂中采用凹凸棒石粘土作为基材， 由于凹凸棒石粘土具有较大的比表面积，使其具有较好的吸水性能，为干燥剂优异的干燥效果提供了第一道保障；此外，由于凹凸棒土储量丰富，制作成本低廉，大大降低了干燥剂的制作及使用成本，具有较好的应用前景。
（3）本发明所述干燥剂中添加高吸水性树脂和石墨烯，先制备得到石墨烯表面接枝高吸水性树脂链段的改性产物，不仅保留了高吸水性树脂优良的吸水特性，还由于石墨烯的作用，使得高吸水性树脂在溶剂中具有较好、较均匀的分散效果，从而使得接枝有高吸水性树脂的石墨烯能够更加均匀、更加充分负载在凹凸棒石粘土上，进而大大增加了凹凸棒石粘土的吸水、干燥效果，为干燥剂的干燥效果提供了第二道保障。
（4）本发明所述干燥剂中还添加有页岩硅藻泥，使得干燥剂还具有较好的防霉除菌的作用，与干燥剂的干燥效果具有相得益彰的作用，扩大了干燥剂的使用范围。
（5）本发明制备得到的干燥剂还具有可重复利用的特点，大大降低了干燥剂的使用成本，提高了原料利用率，适合工业化推广，具有较好的实用意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
本发明优选实施例的一种凹凸棒石粘土干燥剂及制备方法；
凹凸棒石粘土干燥剂，由如下重量份数的各原料制备而成：凹凸棒石粘土70份、高吸水性树脂8份、石墨烯3份、页岩硅藻泥8份、膨润土15份，还包括适量的溶剂。
凹凸棒石粘土为热改性后的凹凸棒石粘土，不仅能够提高凹凸棒土在后续加工过程中在溶剂中的悬浮特性，还能扩大凹凸棒土的比表面积，增加其吸附作用。
其中，高吸水性树脂为聚丙烯酰胺，溶剂包括甲醇和水。
凹凸棒石粘土干燥剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至200目，加入凹凸棒石粘土重量的5倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理8min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声15 min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物，其中，甲醇的加入体积与凹凸棒石粘土质量比为50mL：12 g；
（2）将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于700℃的马弗炉中焙烧2 h，冷却后研磨至粒径为200目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比分别称取高吸水性树脂和石墨烯，加入到反应釜中，加入适量水，于80℃搅拌反应2 h，再加入改性后的凹凸棒石粘土，搅拌均匀，然后置于超声波中超声15 min，再加入页岩硅藻泥，继续超声15 min，得混合物；
（4）将混合物静置1 h，真空抽滤，洗涤，将滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥后研磨至粒径为200目，即得所述干燥剂。
步骤（4）中洗涤过程先用蒸馏水洗，再用甲醇洗，再用蒸馏水洗，能够充分清洗掉吸附在凹凸棒石粘土表面的杂质。
实施例2：
本发明优选实施例的一种凹凸棒石粘土干燥剂及制备方法；
凹凸棒石粘土干燥剂，由如下重量份数的各原料制备而成：凹凸棒石粘土60份、高吸水性树脂3份、石墨烯1份、页岩硅藻泥5份、膨润土10份，还包括适量的溶剂。
凹凸棒石粘土为热改性后的凹凸棒石粘土，不仅能够提高凹凸棒土在后续加工过程中在溶剂中的悬浮特性，还能扩大凹凸棒土的比表面积，增加其吸附作用。
其中，高吸水性树脂为淀粉系吸水树脂，溶剂包括甲醇和水。
凹凸棒石粘土干燥剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100目，加入凹凸棒石粘土重量的3倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声10 min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物，其中，甲醇的加入体积与凹凸棒石粘土质量比为50mL：10 g；
（2）将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于500℃的马弗炉中焙烧2 h，冷却后研磨至粒径为100目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比分别称取高吸水性树脂和石墨烯，加入到反应釜中，加入适量水，于70℃搅拌反应2 h，再加入改性后的凹凸棒石粘土，搅拌均匀，然后置于超声波中超声10 min，再加入页岩硅藻泥，继续超声10 min，得混合物；
（4）将混合物静置2 h，真空抽滤，洗涤，将滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥后研磨至粒径为100目，即得所述干燥剂。
步骤（4）中洗涤过程先用蒸馏水洗，再用甲醇洗，再用蒸馏水洗，能够充分清洗掉吸附在凹凸棒石粘土表面的杂质。
实施例3：
本发明优选实施例的一种凹凸棒石粘土干燥剂及制备方法；
凹凸棒石粘土干燥剂，由如下重量份数的各原料制备而成：凹凸棒石粘土80份、高吸水性树脂10份、石墨烯5份、页岩硅藻泥10份、膨润土20份，还包括适量的溶剂。
凹凸棒石粘土为热改性后的凹凸棒石粘土，不仅能够提高凹凸棒土在后续加工过程中在溶剂中的悬浮特性，还能扩大凹凸棒土的比表面积，增加其吸附作用。
其中，高吸水性树脂为纤维素系吸水树脂，溶剂包括甲醇和水。
凹凸棒石粘土干燥剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至200目，加入凹凸棒石粘土重量的8倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10 min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声20 min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物，其中，甲醇的加入体积与凹凸棒石粘土质量比为50mL：15 g；
（2）将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于800℃的马弗炉中焙烧1 h，冷却后研磨至粒径为200目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比分别称取高吸水性树脂和石墨烯，加入到反应釜中，加入适量水，于80℃搅拌反应1 h，再加入改性后的凹凸棒石粘土，搅拌均匀，然后置于超声波中超声20 min，再加入页岩硅藻泥，继续超声20 min，得混合物；
（4）将混合物静置1 h，真空抽滤，洗涤，将滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥后研磨至粒径为200目，即得所述干燥剂。
步骤（4）中洗涤过程先用蒸馏水洗，再用甲醇洗，再用蒸馏水洗，能够充分清洗掉吸附在凹凸棒石粘土表面的杂质。
将实施例1~3制备得到的凹凸棒土干燥剂进行吸湿性能测试，见下表：
| 吸湿时间/h | 传统干燥剂(%) | 实施例1(%) | 实施例2(%) | 实施例3(%) | 实施例1-1(%) |
| 6 | 75 | 96 | 90 | 91 | 88 |
| 12 | 125 | 169 | 161 | 163 | 152 |
| 18 | 160 | 207 | 198 | 201 | 186 |
| 24 | 189 | 258 | 243 | 249 | 233 |
| 30 | 209 | 293 | 281 | 286 | 269 |
其中，实施例1-1为将实施例1中的干燥剂使用后进行重新干燥除水处理后的干燥剂。
综上所述，本发明所述的凹凸棒石粘土干燥剂，不仅具有高效干燥、吸湿效果，还具有使用成本低、使用安全、绿色无污染的特点，为人们的健康生活提供了保障，符合环境友好型产品的要求；还具有可重复利用的特点，大大降低了干燥剂的使用成本，提高了原料利用率，具有较好的实用意义。此外，所述制备方法简单、操作方便，适合工业化应用，具有较好的应用价值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种凹凸棒石粘土干燥剂，其特征在于：包括如下重量份数的各原料：凹凸棒石粘土60~80份、高吸水性树脂3~10份、石墨烯1~5份、页岩硅藻泥5~10份、膨润土10~20份，还包括适量的溶剂。
2.根据权利要求1所述的凹凸棒石粘土干燥剂，其特征在于：所述凹凸棒石粘土为热改性后的凹凸棒石粘土。
3.根据权利要求1所述的凹凸棒石粘土干燥剂，其特征在于：所述高吸水性树脂为聚丙烯酰胺、淀粉系吸水树脂、纤维素系吸水树脂中的任一种。
4.根据权利要求1所述的凹凸棒石粘土干燥剂，其特征在于：所述溶剂包括甲醇和水。
5.一种制备如权利要求1~4任一项所述的凹凸棒石粘土干燥剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~200目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5~10min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声10~20min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物；
（2）将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于500℃~800℃的马弗炉中焙烧1~2h，冷却后研磨至粒径为100~200目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比分别称取高吸水性树脂和石墨烯，加入到反应釜中，加入适量水，于70~80℃搅拌反应1~2h，再加入改性后的凹凸棒石粘土，搅拌均匀，然后置于超声波中超声10~20min，再加入页岩硅藻泥，继续超声10~20min，得混合物；
（4）将混合物静置1~2h，真空抽滤，洗涤，将滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥后研磨至粒径为100~200目，即得所述干燥剂。
6.根据权利要求5所述的凹凸棒石粘土干燥剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中加水的重量为凹凸棒石粘土重量的3~8倍。
7.根据权利要求5所述的凹凸棒石粘土干燥剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中甲醇的加入体积与凹凸棒石粘土质量比为50mL：10~15g。
8.根据权利要求5所述的凹凸棒石粘土干燥剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中洗涤过程先用蒸馏水洗，再用甲醇洗，再用蒸馏水洗。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170620 |