[发明专利]一种纳米高岭土及其制备方法

说明书

本发属于高岭土深加工技术领域，具体涉及一种纳米高岭土及其制备方法。本发明将冰醋酸和分散剂预处理后的高岭土与除铁剂、插层剂和表面活性剂一步进行超声插层反应，然后通过物理研磨得到纳米高岭土。该制备方法通过一步完成高岭土插层反应，过程简单易于产业化，制备得到的纳米高岭土纯度高且分散度高，比表面积较大，粒径可达到50‑100nm。

技术领域

本发明属于高岭土材料深加工技术领域，具体涉及一种纳米高岭土及其制备方法。

背景技术

高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，多无光泽，质纯时颜白细腻，如含杂质时可带灰、黄、褐色等，外观依成因不同可呈松散的土块状及致密状态岩块状。高岭土存储量丰富且是一种环境友好的天然矿物材料，可用作有机聚合物填料，能提高聚合物气密性和拉伸强度；还可用于涂布造纸，能提高纸张遮盖性和光泽度。

高岭土的用途多种多样,随着经济的发展,各行各业对高岭土的需求量迅速增加,对高岭土的品质要求也越来越高,普通的高岭土已不能满足工业的需求,综合开发利用高岭土资源势在必行。纳米高岭土由于其粒径小，形貌均匀、比表面积大、白度高、在水体中分散性好等优点，在橡胶、塑料、造纸、油墨、涂料、纳米陶瓷、化纤等领域有广泛的应用前景。以高岭土原矿为原料，采用简单制备工艺生产品位好、纯度高超微细纳米高岭土对提高廉价高岭土矿附加值，降低各应用行业原料成本具有重要的研究开发意义。目前纳米高岭土制备一般采用机械粉碎法、分级法、化学合成法和多步插层法等，它们都存在着一些不足之处，如：

(1)采用机械粉碎法，粉末颗粒被强烈塑性变形,易产生应力和应变,颗粒内产生大量缺陷,颗粒非晶化严重等导致纳米高岭土品位较低；

(2)采用分级法，可从微粒的沉降速度可判断出某一沉降范围内微粒的大小,对超细高岭土在液体中沉降可得到纳米级高岭土。但采用该法存在成本高、产出率很低弊端，不适合工业批量生产应用；

(3)化学合成法，是采用偏铝酸钠(铝土矿的碱溶出物)与酸性硅溶胶(泡花碱酸化脱钠产物)为原料通过一系列方法得到纳米级合成高岭土。此法纯度高、悬浮稳定性好、光散射性以及其他性能俱佳,但是也存在合成成本较高，不利于工业化生产；

(4)多步插层法，是目前生产纳米高岭土的主要方法，其生产过程往往需要多步工艺流程操作，大都存在操作步骤繁杂、影响因素多等弊端，不利于工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米高岭土及其制备方法，将冰醋酸和分散剂预处理后的高岭土与除铁剂、插层剂和表面活性剂一步进行超声插层反应，然后通过物理研磨得到纳米高岭土。

本发明的技术方案为：

一种纳米高岭土，其组分包括高岭土、冰醋酸、分散剂、除铁剂、插层剂和表面活性剂。

优选地，上述纳米高岭土各组分的含量为：高岭土35-40重量份、冰醋酸10-15重量份、分散剂5-10重量份、除铁剂10-15重量份、插层剂15-20重量份、表面活性剂15-20重量份。

优选地，上述分散剂为六偏磷酸钠。

优选地，上述除铁剂为草酸或柠檬酸。

优选地，上述插层剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、尿素和硫脲中的一种。

优选地，上述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇中的一种。

上述纳米高岭土的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将高岭土原矿和水按照重量比为1:50-100投入到水中，然后加入冰醋酸和分散剂，混合后进行磁力搅拌制备成泥浆；

(2)向步骤(1)泥浆中加入除铁剂、插层剂和表面活性剂并搅拌均匀，然后进行超声反应90-150min；