[发明专利]一种膨润土表面修饰和插层技术

说明书

技术领域

本发明涉及到一种表面修饰和插层技术，尤其是涉及到一种膨润土的表面修饰和插层技术。

背景技术

非金属矿产品因具有多种独特的优异性能如润滑性、吸附性、膨胀性等物理性能而被广泛应用于农业、轻工、冶金、化工、建材、机械、国防、环保等工业部门。在饲料行业，目前国内外通常采用一些非金属矿物来吸附饲料中的有害物质或者动物肠道中的一些毒性物质或致病菌等等，这些天然非金属矿物包括膨润土、沸石、高岭土、伊利石、斑脱土、绿泥石等，而膨润土作为粘土矿物的一种，有较大的内、外表面积，较强的吸附能力和阳离子交换能力，在饲料中应用比较广泛，例如其对饲料中的黄曲霉毒素的吸附效果基本得到了肯定(Ramos，et al，1997；Huwig，et al，2001)。

膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，而蒙脱石是含水的层状铝硅酸盐矿物，由2个硅氧四面体层中间夹1个铝(镁)氧(氢氧)八面体层组成，属于2∶1型的3层粘土矿物，其组成为(Na，Ca)_0.33(Al，Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂·nH₂O，在矿物形成过程中，常会发生同晶替代作用，晶体结构层间存在过剩负电荷，此外，膨润土具有很大的表面积，因而有着较强的吸附能力和离子交换能力，这种吸附能力和离子交换能力与矿的品质有关。我国膨润土资源丰富，蒙脱石含量多在60％-80％左右，但中低品位矿较吸附能力不是很强，而且是无选择性的吸附性能，在很多方面满足不了多种用途的要求。

当今世界开发“资源型”矿物材料既可扩大矿物资源的综合利用范围，改善矿物的各种性能以提高其利用效率，又可大幅度降低相关工业领域、环保领域等各种行业的运作或生产成本，产生明显的经济效益和社会效益。因此，对膨润土进行适当的物理化学改性以提高某些性能，能满足多种用途的要求。目前在涂料、润滑脂、油田钻井、造纸、铸造、石油添加剂、沥青加工等领域已有一定的相关膨润土改性处理技术，但在动物营养与饲料方面，几乎还是以使用天然膨润土为主。综上所述，尽管天然膨润土对饲料中的黄曲霉毒素有一定的吸附效果，但也存在着一些弊端，如不能同时吸附饲料中存在的多种霉菌毒素，可能吸附饲料中的营养物质或保健药物等，因此，要提高其在饲料中的应用效果，尤其提高其对黄曲霉毒素以外的其它毒素的吸附能力，还需要对天然的膨润土矿物进行针对性的修饰改性处理。

“一种膨润土表面修饰和插层技术”是指一种用特殊的修饰剂和插层剂对天然膨润土进行表面修饰和插层处理的技术，该技术获得的特殊膨润土层间阳离子和水分子被修饰剂代替引起层间距变大，表现出更好的溶胀性和触变性，具有优良的吸附性能、胶体性能、疏水亲油性能等。本技术所得产物除了可用于饲料霉菌毒素吸附外，还可广泛用于环保、涂料、造纸、润滑剂等领域。

发明内容

本发明正是针对现有技术的不足，提供一种膨润土表面修饰和插层技术，该技术克服了普通膨润土在饲料应用上存在的一些弊端，尤其是提高了对饲料霉菌毒素的吸附力，扩大了毒素吸附范围，而且所得产品还能以其优异的吸附性能应用于环保、涂料、造纸、润滑剂等领域。

本发明的技术方案如下：

一种膨润土表面修饰和插层技术，其特征在于：该技术主要是以天然膨润土为基础，对其进行表面修饰技术和插层技术。

作为本发明的一种改进，所述天然膨润土离子交换量为50mmol/100g--150mmol/100g，膨润土为钠基膨润土或者钙基膨润土或者纳钙基膨润土。

在本发明中，所述表面修饰技术主要包括以下步骤：

所述表面修饰技术包括以下步骤：

A、选择修饰剂，选用纯度为96％-100％的十六烷基氯化吡啶放入反应釜中，再加入去离子水；

B、加热，对反应釜进行加热，并设置温度为60℃-180℃；

C、调压，将反应釜内的压强调整为常压-1MPa；

D、搅拌，反应釜内搅拌的转速为300rpm-800rpm，搅拌时间为3-15分钟，搅拌过程中加入膨润土；

E、搅拌期间，每3-8分钟用与反应釜配套的高速剪切机进行剪切，剪切速度为2500rpm-3500rpm，剪切后进行乳化，置入沉淀器，然后进行烘干和粉碎，整个表面修饰技术的总耗时为40分钟-60分钟。

在本发明中，作为本发明的一种改进，搅拌过程中加入的膨润土与十六烷基氯化吡啶的质量比为100∶1-100∶12。

在本发明中，所述插层技术包括以下步骤：