[发明专利]一种非离子表面活性剂改性蒙脱石及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非离子表面活性剂改性蒙脱石及其制备方法，属于非金属矿物材料技术领域。

背景技术

蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，由两个硅氧四面体中间夹一个铝(镁)氧(氢氧)八面体组成，晶层间距为约0.96nm，由于同晶替代作用蒙脱石片层具有永久性负电荷，层间有可交换的K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子，可以与其它阳离子进行交换。因此，阳离子表面活性剂可以通过离子交换反应插入蒙脱石层间，制备阳离子有机蒙脱石。

有机蒙脱石改善了天然蒙脱石的亲水性，具有诸多优异的性能，使其能够广泛应用于润滑脂、油漆、油墨、化妆品、医药卫生、环境治理、食品和国防工业等部门。然而，目前国内外生产有机蒙脱石多采用阳离子型表面活性剂，产品结构单一；所制备的有机蒙脱石存在有机碳含量低、底面层间距小等缺点，性能尚不能满足各相关应用领域的要求。此外，有机铵阳离子置换无机离子的过程是不可逆的，有机蒙脱石失去阳离子交换能力。因此，采用具有特殊结构和官能团的表面活性剂制备新型有机蒙脱石，具有重要的意义。

非离子表面活性剂由极性亲水基团和非极性疏水碳链组成。在水中不解离成离子状态，非离子表面活性剂改性蒙脱石不但能够保有天然蒙脱石的阳离子交换性，而且能够提高改性蒙脱石的有机碳含量和底面晶层间距。然而非离子表面活性剂无法通过离子交换反应进入蒙脱石层间，因此，单纯采用非离子表面活性剂改性蒙脱石的制备过程非常困难。中国专利CN102219231A尝试使用有机阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂复合，对蒙脱石进行改性。得到了底面层间距高，热稳定性好的有机蒙脱石。中国专利CN 105936510A采用钠化膨润土粉末为原料，也以非离子表面活性剂为主体与烷基季铵盐表面活性剂、少量弱离子性阴离子表面活性剂复配作为有机改性剂，在加热条件下(不大于100℃)将烷基季铵盐、阴离子表面活性剂溶解于非离子表面活性剂中，提前混合均匀，然后将钠化膨润土与有机改性剂按照合适的比例，用螺杆挤出机完成强制混合、挤出；冷却后粉碎，制成有机膨润土粉末产品。

上述的非离子表面活性剂改性蒙脱石的制备方法，将非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂复合，对蒙脱石进行复配改性，其制备原理依旧是通过阳离子表面活性剂的离子交换作用，非离子表面活性剂都是通过已经插入到蒙脱石层间的阳离子表面活性剂的疏水基团形成疏水键，从而吸附于蒙脱石的外表面，大部分非离子表面活性剂并没有插入到蒙脱石层间，对蒙脱石的底面层间距和层间环境并没有发挥作用。

文献(1)Yun-Hwei Shen(Chemosphere,41(2000)711-716)；(2)Postmus B R,Leermakers F A,Koopal L K,et al.(Langmuir,23(2007)5532-5540；(3)Somasundaran P,Snell E D,Xu Q,et al.(Journal of Colloid and Interface Science,144(1991)165-173采用SiO₂作为基质，研究了非离子表面活性剂在硅氧烷表面(Si-O)的吸附作用，得出非离子表面活性剂与硅氧烷表面(Si-O)之间存在氢键键合的吸附机理。常规的水浴制备方法无法实现非离子表面活性剂对蒙脱石的插层改性，其原因可能是蒙脱石水化程度不高以及成键所需能量不够，非离子表面活性剂无法进入蒙脱石层间并形成氢键。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种非离子表面活性剂改性蒙脱石。

一种非离子表面活性剂改性蒙脱石，其原料为蒙脱石，改性剂为非离子表面活性剂。

进一步地，所述蒙脱石原料的比表面积为60～300m²/g。

进一步地，所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(Tween20)中的一种或至少两种。

本发明另一方面提供一种上述非离子表面活性剂改性蒙脱石的制备方法。该方法以蒙脱石为原料，非离子表面活性剂为改性剂，利用蒙脱石表面的硅氧烷(Si-O)作为反应位点，通过氢键结合的方式将非离子表面活性剂插入蒙脱石层间。

一种如上述非离子改性蒙脱石的制备方法，包括以下步骤：

(1)配置一定质量浓度的蒙脱石分散液；