CN107758678A - 一种超稳定粘土分散液及其制备方法 - Google Patents

一种超稳定粘土分散液及其制备方法 Download PDF

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李正雄
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Abstract

本发明公开了一种超稳定粘土分散液及其制备方法。该超稳定粘土分散液包括如下组分：5～30重量﹪粘土、0.5～8重量﹪分散剂、0～1重量﹪增稠剂、0～15重量﹪阴离子表面活性剂、1～20重量﹪非离子表面活性剂和50～85重量﹪去离子水，以所述粘土分散液的总重量计。本发明粘度低、稳定性高。

Description

一种超稳定粘土分散液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种粘土分散液及其制备方法，特别涉及一种超稳定粘土分散液及其制备方法。
背景技术
粘土作为最重要的非金属矿物之一，资源丰富，价格低廉，具有无毒、无化学污染、强吸附、吸湿、膨胀、催化、润滑等特性，应用范围广泛。但是粘土粉体比表面积极大，比表面能高，在水介质中，易于团聚而失去其流动性，使用不便。
很多研究者在如何提高粘土稳定性上做了很多工作，如专利公开号中CN105293511A中发明了一种易分散钠基膨润土及其制备方法，该发明通过向膨润土中加入表面修饰剂及消泡剂对钠基膨润土改性后进行烘干、粉碎得到易分散膨润土。如专利公开号CN 104030308 A中公开了一种兼具吸附功能的抗盐耐污型膨润土的制备方法，该发明是通过钠化反应并与改性剂混合而成，得到的是膨润土固体混合物。上述专利均未对膨润土分散液的稳定性进行任何说明。
综合各种公开资料，很多研究者局限于粘土的改性得到的是粘土的固体复合物，对其分散液的制备及稳定性研究非常少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超稳定粘土分散液及其制备方法。
本发明结合粘土分散液的稳定性影响因素，明确了超稳定粘土分散液的配方及其制备工艺，创造性地克服了粘土分散液(尤其是低浓度粘土分散液)的低粘与稳定间的矛盾，应用价值明显提升。
本发明的第一个方面提供一种超稳定粘土分散液，它包括如下组分：
以所述粘土分散液的总重量计。
本发的另一个方面提供一种上述粘土分散液的制备方法，它包括如下步骤：
1)将分散剂和任选的增稠剂溶解在水中，形成水溶液；
2)将粘土加入到所述的水溶液中，搅拌形成粘土分散体，和
3)将任选的阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂加入到所述的粘土分散体中，形成超稳定的粘土分散液。
具体实施方式
在一个优选的实施方式中，本发明提供粘土分散液包括如下组分：
以所述粘土分散液的总重量计。
在一个优选的实施方式中，本发明中所用的粘土例如为硅藻土、凹凸棒土、钠基膨润土、钙基膨润土、有机膨润土中的一种或几种混合物。
在一个优选的实施方式中，本发明中所用的分散剂例如为三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、马-丙共聚物、阴离子型聚丙烯酰胺中的一种或几种复合物。
在一个优选的实施方式中，本发明中所用的聚丙烯酸钠和马-丙共聚物的数均分子量均为5000-10000，优选为6000―8000。所述阴离子型聚丙烯酰胺的数均分子量为5000-10000，优选为6000－8000。
在一个优选的实施方式中，本发明中所用的增稠剂一般为高分子增稠剂，例如为海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠中的一种或几种混合物。
在一个优选的实施方式中，本发明中所用的阴离子表面活性剂例如为：十二烷基硫酸钠、仲烷基磺酸钠中的一种或两种混合物；非离子表面活性剂为：烷基糖苷、异构十三碳醇聚氧乙烯醚(EO数为5-25)、脂肪醇聚氧乙烯醚(EO数为5-25)中的一种或多种混合物。
在一个优选的实施方式中，本发明中所用的阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的重量比为1:1-1:4。
本发明超稳定粘土分散液的制备方法例如包括如下步骤：
先将去离子水与增稠剂混合，然后加入分散剂，搅拌至完全溶解，后加入粘土高速(800-1200rpm)搅拌30min，最后依次加入阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，继续搅拌20min，即得粘土分散液。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：粘土分散液粘度低、稳定性高。
实施例
本发明各实施例中制得的粘土分散液稳定效果通过以下试验验证
1.粘度测试
使用Brookfield DV-II+Pro粘度计，6#转子，转速20rpm，25℃条件下测定。
2.粘土沉降试验
在100ml的刻度试管中加入10％的粘土分散液，置于25℃恒温箱内，在不同时间观察每支试管内胶体的沉降体积(以mL计)和沉降物的特性。本发明采用1天及7天后的记录情况。
3.储存稳定性
将本发明于室温下放置6个月以上，观察有无分层、有无沉降现象。
4.稀释稳定性
将本发明稀释至1％、3％、10％、20％、30％不等浓度，并于室温下静置72小时以上，观察有无分层、有无沉降现象。
5.离心稳定性
取10mL粘土分散液置于离心管中，在离心机上以4000r/min离心30min，观察分散液的分层和沉淀情况。
6.防膨胀率
离心法，参照SY/T 5971-94注水用粘土稳定剂评价方法。
实施例1：
本实施例所采用的配方包括如下的原料：
本实施例的粘土分散液按如下步骤制备：
室温下先将79.95重量份去离子水与0.05重量份海藻酸钠混合，然后依次加入2重量份三聚磷酸钠、2重量份聚丙烯酸钠，搅拌至完全溶解，后加入10重量份硅藻土,高速(1000rpm)搅拌30min，最后依次加入2量份十二烷基硫酸钠、4重量份烷基糖苷，继续搅拌20min，即得粘土分散液。
实施例2：
本实施例所采用的配方包括如下的原料：
本实施例的粘土分散液按如下步骤制备：
室温下先将68.98重量份去离子水与0.02重量份羧甲基纤维素钠(取代度为1.1)混合，然后依次加入2重量份六偏磷酸钠、1重量份聚丙烯酸钠，搅拌至完全溶解，后加入15重量份凹凸棒土，高速(1000rpm)搅拌30min，最后依次加入5量份仲烷基磺酸钠、8重量份异构十三碳醇聚氧乙烯醚(EO数为9)，继续搅拌20min，即得粘土分散液。
实施例3：
本实施例所采用的配方包括如下的原料：
本实施例的粘土分散液按如下步骤制备：
室温下先将62重量份去离子水与2重量份六偏磷酸钠、1重量份聚丙烯酸钠混合均匀，后加入10重量份钠基膨润土，高速(1000rpm)搅拌30min，最后依次加入10量份仲烷基磺酸钠、15重量份脂肪醇聚氧乙烯醚(EO数为9)，继续搅拌20min，即得粘土分散液。
实施例4：
本实施例所采用的配方包括如下的原料：
本实施例的粘土分散液按如下步骤制备：
室温下先将59重量份去离子水与3重量份五水偏硅酸钠、3重量份马丙共聚物混合均匀；后加入10重量份钙基膨润土、10重量份有机膨润土，高速
(1000rpm)搅拌30min，最后依次加入5量份十二烷基硫酸钠、10重量份异构十三碳醇聚氧乙烯醚(EO数为7)，继续搅拌20min，即得粘土分散液。
实施例5：
本实施例所采用的配方包括如下的原料：
本实施例的粘土分散液按如下步骤制备：
室温下先将62.47重量份去离子水与0.03重量份羧甲基淀粉钠(取代度为0.9)混合，然后依次加入3重量份六偏磷酸钠、1重量份马丙共聚物、0.5重量份聚丙烯酰胺(阴离子型)，搅拌至完全溶解，加入15重量份钠基膨润土，高速(1000rpm)搅拌30min，最后依次加入8量份烷基糖苷、10重量份脂肪醇聚氧乙烯醚(EO数为7)，继续搅拌20min，即得粘土分散液。
以实施例1-5与进口产品稳定效果见表1。
表1 不同粘土分散液性能比较
从表1看出，实施例1-5的粘度在2000mPa·s以下，流动性较好；储存稳定性、离心稳定性均较好，而防膨胀率均在90％以上，说明该分散体系稳定；对于稀释稳定性，从表中数据看出，较高浓度下(3％以上)分散液稳定，而低浓度(1％)分散液不稳定，出现沉降。与进口比较，实施例粘度更低，稳定性更高。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种超稳定粘土分散液，它包括如下组分：
以所述粘土分散液的总重量计。
2.根据权利要求1所述的超稳定粘土分散液，其特征在于：它包括如下组分：
以所述粘土分散液的总重量计。
3.根据权利要求1或2所述的超稳定粘土分散液，其特征在于：所述粘土为硅藻土、凹凸棒土、钠基膨润土、钙基膨润土、有机膨润土中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1或2所述的超稳定粘土分散液，其特征在于：所述分散剂为三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、马-丙共聚物、阴离子型聚丙烯酰胺中的一种或几种复合物。
5.根据权利要求4所述的超稳定粘土分散液，其特征在于：所述聚丙烯酸钠和马-丙共聚物的数均分子量均为5000-10000，所述阴离子型聚丙烯酰胺的数均分子量为5000-10000。
6.根据权利要求1或2所述的超稳定粘土分散液，其特征在于：所述增稠剂为海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠中的一种或几种混合物。
7.根据权利要求1或2所述的超稳定粘土分散液，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为：十二烷基硫酸钠、仲烷基磺酸钠中的一种或两种混合物；所述非离子表面活性剂为：烷基糖苷、异构十三碳醇聚氧乙烯醚(EO数为5-25)、脂肪醇聚氧乙烯醚(EO数为5-25)中的一种或多种混合物。
8.根据权利要求7所述的超稳定粘土分散液，其特征在于：所述阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的重量比为1:1-1:4，优选为1:1-1:3。
9.一种权利要求1所述的超稳定粘土分散液的制备方法，它包括如下步骤：
1)将分散剂和任选的增稠剂溶解在水中，形成水溶液；
2)将粘土加入到所述的水溶液中，搅拌形成粘土分散体，和
3)将阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂加入到所述的粘土分散体中，形成超稳定的粘土分散液。
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