[发明专利]一种蛭石膨胀与有机改性一体化的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机改性膨胀蛭石的制备工艺，特别是涉及一种蛭石膨胀与有机改性一体化的制备工艺。

背景技术

工业蛭石为含蛭石结构层的层状结构硅酸盐，包括矿物学上的“蛭石”和由“蛭石”晶层与金云母、黑云母和绿泥石晶层形成的规则或不规则间层矿物；其结构中含有填充了水化阳离子的可膨胀的层间域。工业蛭石具有良好的阳离子交换性、吸附性、加热膨胀性等；该蛭石原矿经过高温焙烧后体积可膨胀5～25倍，膨胀后的工业蛭石(以下称膨胀蛭石)密度由2.4～2.7g/cm³减小到0.6～0.9g/cm³，具有轻质、多孔的特征和良好的吸附、保温隔热、吸音隔音和化学稳定性等。广泛用于制备轻质建材、催化剂、填料、载体、保温隔热和吸声材料、纳米复合材料、生态环境保护材料等。

膨胀蛭石经有机改性处理后，由亲水性变为疏水性，可大大降低吸潮(水)性，并增加与有机物的亲和能力；从而使有机膨胀蛭石用作气体或水体中有机污染物和水面油污的吸附剂，有机膨胀蛭石具有从水中去除非离子型有机污染物的能力；在畜牧业养殖及宠物圈养中可用作除臭剂；还可用作防火涂料、油漆及有机复合材料的填料等，有机膨胀蛭石用作填料可以改善材料的力学性能，提高热性能、耐磨性和成型加工性等。

在现有的蛭石加工制备工艺中，膨胀蛭石与有机改性均是在不同的工段完成；如公告号为100404612的中国发明专利公开了一种“膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料的制备方法”，该方法直接用膨胀蛭石作为原料，通过丙烯酸钾、丙烯酰胺单体的接枝共聚反应，制备高吸水性复合材料；该方法采用常温下的膨胀蛭石为原料与有机物进行复合，制备出的材料具有疏油、亲水的特性，不能用于疏水材料领域。公告号为CN1800072A的中国发明专利申请公开了一种“干法快速制备插层型蛭石的方法”，它是以蛭石原矿为原料，经过气流磨粉碎，以季铵盐为插层剂，按照一定比例在100～180℃扭矩流变仪中直接干法合成季铵盐插层蛭石；该方法直接对未膨胀过的蛭石原料进行改性，其产品密度较大，在轻质填料、载体及有机复合填料等领域的应用受到限制。

由此可知，现有的加工技术中，蛭石膨胀加工中的余热不但没有得到充分利用，若要进行有机改性时，还必须将其冷却后，再利用改性装置加热进行有机改性；其工艺繁琐，耗费能源，工效低；未经改性的膨胀蛭石在后续运输、存储过程中还易吸潮；限制了膨胀蛭石的应用范围。

到目前为止，如何将蛭石膨胀及疏水改性过程相结合，并充分利用蛭石膨胀后余热已成为业内研究人员亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种将蛭石膨胀及膨胀蛭石疏水改性过程相结合，并充分利用蛭石膨胀后余热的蛭石膨胀与有机改性的一体化制备工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种蛭石膨胀与有机改性一体化的制备工艺，包括步骤如下：

1)取蛭石颗粒料，投入到温度为150～1000℃的膨胀装置中作用15～300s成膨胀蛭石物料后出料；

2)将步骤1)出料的膨胀蛭石物料经膨胀装置出口处的溜槽或带式物料传送带送入冷却降温装置实施冷却降温处理；

3)经步骤2)冷却降温后的膨胀蛭石物料经冷却降温装置的出料口直接送入连续混合机中，同时，向其中的膨胀蛭石物料喷洒有机改性剂，并连续搅拌混合均匀；

4)将步骤3)混合均匀的膨胀蛭石物料经旋风分级机分级后，所述有机改性剂在膨胀蛭石物料的表面进一步分散并包覆均匀，获得2～4个粒级的有机改性膨胀蛭石产品。

上述步骤1)所用的膨胀装置为立窑、回转窑、旋转炉或隧道窑中任一种。

上述步骤2)所用的冷却降温装置为风冷降温装置或水冷降温装置；其中，风冷降温装置采用鼓风冷却方式；水冷降温装置采用喷水冷却方式；经冷却降温后，膨胀蛭石物料的温度为80～180℃。

上述步骤3)所用的有机改性剂，其原料包括：十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、硬脂酸盐、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中任一种或二种的混合物；所述有机改性剂的用量占所述蛭石颗粒料总质量的0.5～5％。