[发明专利]稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述改性纳米白炭黑的表面包覆有一种轻稀土元素隔离剂；所述轻稀土元素隔离剂是一种轻稀土金属二盐桥不饱和羧酸皂-大分子长链段的化合物，其结构通式如式I所示:

其中，M为氧化态为+3价的轻稀土金属离子中的一种：镧、铈、钕或铕；R为含有0～6个碳原子的脂肪链；R₁为含有0～4个碳原子的脂肪链；PS为苯乙烯的均聚物嵌段；BR为1，3-丁二烯的均聚物嵌段；n为大于1的正整数；[PS-BR-]_n聚合物数均分子量为2000～4000。

2.如权利要求1所述的稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述改性纳米白炭黑的粒径为10～100nm。

3.如权利要求1所述的稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述稀土元素隔离剂的制备方法包括以下步骤：

(1)轻稀土金属二盐桥不饱和羧酸皂的制备：以反应物总质量为100份计，首先在反应器甲中加入100～200份去离子水和5～10份氢氧化钠固体，待氢氧化钠完全溶解后，加入10～20份二元羧酸，升温至80～90℃并剧烈搅拌1～2hr，直至溶液完全透明得到溶液A；然后再向反应器乙中加入100～200份去离子水和15～20份氢氧化钠固体，待氢氧化钠完全溶解后，加入30～40份不饱和羧酸，升温至80～90℃并剧烈搅拌1～2hr，直至溶液完全透明得到溶液B；向反应器丙中加入100～200份去离子水和10～20份摩尔浓度为：0.4～0.7mol/L的HCl，随后加入10～20份轻稀土金属氧化物，升温至80～90℃并剧烈搅拌1～2hr，直至溶液完全透明得到溶液C；最后在剧烈搅拌溶液C的情况下，首先将溶液A以20～30ml/s的速度缓缓倒入溶液C中，然后再将溶液B以10～20ml/s的速度缓缓倒入溶液C中，待出现白色固体产物后出料、洗涤、干燥后，即得到轻稀土金属二盐桥不饱和羧酸皂；

(2)稀土元素隔离剂的制备：以反应物总质量为100份计，首先向聚合釜中依次加入100～200份溶剂，40～50份苯乙烯，0.1～0.5份结构调节剂，引发剂1，升温至50～60℃，反应20～40min；而后再向聚合釜中加入45～55份1，3-丁二烯，0.1～0.5份结构调节剂，升温至60～70℃，反应50～80min；最后加入1～5份所述轻稀土金属二盐桥不饱和羧酸皂，待升温至80～90℃时加入0.05～0.2份引发剂2，反应1～2hr，反应完成后经湿法凝聚、烘干制得隔离剂。

4.如权利要求3所述的稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述不饱和羧酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸、2-乙基丙烯酸、2-丙基丙烯酸或2-丁基丙烯酸中的一种。

5.如权利要求3所述的稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述二元羧酸选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸中的一种。

6.如权利要求3所述的稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述轻稀土金属氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化钕或氧化铕中的一种。

7.如权利要求6所述的稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述轻稀土金属氧化物是氧化钕。

8.如权利要求3所述的稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述引发剂1选自正丁基锂、仲丁基锂、甲基丁基锂、苯基丁基锂、萘锂、环己基锂、十二烷基锂中的一种。

9.如权利要求8所述的稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述引发剂1是正丁基锂。

10.如权利要求3所述的稀土元素隔离剂改性纳米白炭黑，其特征在于，所述引发剂2是一种油溶性有机过氧化物，选自叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化氢、叔丁基过氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯或过氧化二苯甲酰中的一种。