[发明专利]一种抗电解质型复合矿物凝胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机凝胶，特别涉及一种具有抗电解质性能的复合矿物凝胶。

背景技术

目前，常规的矿物凝胶主要指膨润土基矿物凝胶，它是以膨润土为主要原料，经分选提纯、钠化改型、磷化改性及胶化等主要工序而制备得到的胶体类产品。膨润土的主要成分是蒙脱石，其经过常规无机凝胶制备工艺加工后，蒙脱石在水体系中高度分散形成层面带负电荷、端面带正电荷的微粒薄片；这些薄片因静电吸引，在水中以端-面接合，带微弱正电荷的小片棱边就被吸引到带负电荷的小片表面，这样就迅速地形成了包含有大量水分子的三维空间结构( 通称为卡片宫结构)，使大量自由水变为束缚水，因而其本身获得了较高稠度，即形成矿物凝胶。但这种以蒙脱石为主要成分的矿物凝胶是片层结构，由于蒙脱石层间钠离子具有可交换的特性，在电解质溶液中，溶液中的阳离子能进入到层间交换出钠离子，使蒙脱石薄片组成的“卡片宫”网状结构容易坍塌，导致矿物凝胶的水溶液体系出现分层、析水的现象，矿物凝胶所具有的触变、增稠、助悬浮等功能就得不到充分发挥。而许多的应用体系中，例如水基农药、水性涂料等，常存在一定浓度的阳离子，特别是含有高价态的金属离子，这就限制了无机凝胶的应用范围。因而，如何提供一种具有优良的抗电解质性能的复合矿物凝胶成为本发明研究的课题。

发明内容

本发明目的是提供一种在水溶液中具有优良的抗电解质性能的并且稳定的复合矿物凝胶，以解决目前常规的单一成分的矿物凝胶抗电解质性能差，导致其水溶液体系容易出现分层、析水现象的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种抗电解质型复合矿物凝胶，该抗电解质型复合矿物凝胶是主要由蒙脱石和柱状矿物这两种组分复合而成的混合物，在所述抗电解质型复合矿物凝胶中所述蒙脱石和柱状矿物的质量比为3:1~1:1.5；

其中，所述蒙脱石的晶体结构为叠加的片层状结构，以蒙脱石的片层横向延展平面的等效圆为参考，蒙脱石的平均直径为0.2 微米 ~2 微米；以蒙脱石的片层在叠层方向上的厚度为参考，蒙脱石的平均厚度为1 纳米 ~100纳米；所述蒙脱石的平均直径与平均厚度的比值为20:1~200:1；

所述柱状矿物是指海泡石、凹凸棒石、纤水镁石和硅灰石中的一种矿物；所述柱状矿物的晶体结构为柱状结构，将柱状结构等效为圆柱，以圆柱的底面直径为基准，所述柱状矿物的平均直径为10 纳米 ~500纳米；以圆柱的长度为基准，所述柱状矿物的平均长度为0.5微米 ~3 微米；所述柱状矿物的平均直径与平均长度的比值为1:50 ~1:6；

所述柱状矿物的柱端吸附有带正电荷的氢氧化镁溶胶颗粒或氢氧化镁铝溶胶颗粒，其中，所述氢氧化镁溶胶颗粒或氧化镁铝溶胶颗粒中氢氧化镁所点的质量百分数为0.5%~10%，所述氢氧化镁溶胶颗粒或氧化镁铝溶胶颗粒的用量为所述柱状矿物质量的0.2%~2%。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述蒙脱石的平均直径、平均厚度与所述柱状矿物的平均直径、平均长度控制在一定范围内，是为了在复合时充分发挥搭接、支撑作用。其中，所述蒙脱石的平均直径、平均厚度与所述柱状矿物的平均直径、平均长度均指普通的算术平均值。

2、上述方案中，所述柱状矿物的晶体结构为柱状结构，其柱状结构也可以叫做针状结构或纤维状结构，均表示同一含义。

3、上述方案中，较佳的方案是所述柱状矿物的柱端吸附有带有正电荷的氢氧化镁溶胶颗粒或氢氧化镁铝溶胶颗粒，其中，所述氢氧化镁溶胶颗粒或氧化镁铝溶胶颗粒的质量浓度为0.5%~10%，所述氧化镁溶胶颗粒或氧化镁铝溶胶颗粒的用量为所述柱状矿物质量的0.2%~2%。

进一步地，所述柱状矿物是指采用如下制备方法所得到的改性柱状矿物，所述制备方法依次至少由以下步骤组成：

第一步，将柱状矿物原料进行粉碎，其中，所述柱状矿物原料为天然的海泡石、凹凸棒石、纤水镁石或硅灰石；

第二步，将粉碎后的柱状矿物原料加水制成矿浆，并加入聚合阴离子化合物进行充分搅拌，其中，矿浆中柱状矿物干矿与水的重量比在1:10~1:2之间，所述聚合阴离子化合物的用量为所述柱状矿物干矿重量的0.05%~3%，所述聚合阴离子化合物选自多聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚乙烯磺酸钠以及聚硅酸钠中的任意一种；

第三步，将所述第二步中制得的矿浆过100目~325目筛以除去大块杂质，留取过滤后的矿浆；

第四步，将过滤后的矿浆进砂磨机中进行磨剥处理1~5小时；

第五步，将磨剥处理后的矿浆进行离心，离心速度控制在1000~5000转/分钟；