[发明专利]一种改性膨润土无机凝胶及改性方法

说明书

本发明公开了一种改性膨润土无机凝胶，包括膨润土无机凝胶和改性剂；所述改性剂为有机改性剂和/或无机改性剂；所述有机改性剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的至少一种；所述无机改性剂为硫酸铝或硫酸铁。优选地，无机改性剂也可以是三价铝离子或三价铁离子的其他化合物，如氯化物等。膨润土无机凝胶为粉状。本发明提供的改性无机凝胶产品制成5％重量浓度的分散体粘度都在5000mPa·S以上，满足水性结构胶粘剂行业对重要组份材料的要求；在1％水分散体系中，虽然膨润土无机凝胶的有效含量降低，但分散体仍无分层析水现象，悬浮保水性能优良，可以进一步扩展其应用范围。

技术领域

本发明涉及无机矿物凝胶技术领域，具体涉及一种改性膨润土无机凝胶及改性方法。

背景技术

现有技术中，膨润土无机凝胶是一种以含有蒙脱石成分的粘土矿物为原料，如蒙皂石、膨润土、皂土等，经过原料粉碎、制浆、分离提纯、胶化和干燥等工序，而获得的具有一定纯度的天然无机凝胶产品。膨润土无机凝胶具有独特的层状镁铝硅酸盐结构，层间主要分布有Na⁺。其分散在水溶液中可形成种特有的“卡房式”结构，表现出优异的悬浮性、流变特性和胶体特性等，在牙膏、化妆品、涂料、医药等领域有着广泛的应用。

随着环保、低碳的理念渐入人心，人们开始更加重视环保问题。在工程胶粘剂市场上，对产品的环保要求也越来越严格，低毒和无毒的环保型胶粘剂成为重点发展的环保型产品。水性结构胶粘剂作为环境友好型高强度无机粘结剂，具有无毒、不易燃烧、无污染、节能、安全可靠等优点，其发展非常迅速。水性结构胶粘剂对主要原材料膨润土无机凝胶的粘度提出了更高要求，一般要求达到5000mPa·S以上，因此，如何提高膨润土无机凝胶的粘度性能，具有现实的积极意义。

中国发明专利CN104760969A公开了一种机械化学改性制备蒙脱石无机凝胶的方法，该发明采用机械-化学的方法来获得具有高粘度的蒙脱石无机凝胶，通过在蒙脱石浆液中加入改性剂(钠盐或锂盐)来去除蒙脱石层间具有絮凝作用的搞价阳离子，通过改性剂来打开层间结构，激发蒙脱石纳米活性，再加入电解质，电解质为酸类或碱类或氧化物或Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Al³⁺金属离子形成的无机盐类，来中和蒙脱石所带的负电荷，使体系从溶胶转变成凝胶，增加粘度，得到增稠性能优异的凝胶产品。采用该法获得的无机凝胶的粘度(浆液浓度5％的粘度值)为2500cps。

显然，通过直接通过制备凝胶过程获得高粘(粘度值≥5000mPa·S)的无机凝胶非常困难。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种改性膨润土无机凝胶及改性方法，通过直接在现有技术中的膨润土无机凝胶粉体中直接添加改性剂进行机械混合后得到具有高粘(粘度值≥5000mPa·S)的改性膨润土无机凝胶，工艺简单，成本低，安全可靠，适宜大面积推广。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种改性膨润土无机凝胶，包括膨润土无机凝胶和改性剂；所述改性剂为有机改性剂和/或无机改性剂；所述有机改性剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的至少一种；所述无机改性剂为硫酸铝或硫酸铁。优选地，无机改性剂也可以是三价铝离子或三价铁离子的其他化合物，如氯化物等。膨润土无机凝胶为粉状。

进一步地，所述改性剂为聚丙烯酸钠或/和硫酸铝。

进一步地，聚丙烯酸钠和硫酸铝的添加量为1:1。

进一步地，以重量百分比计，所述改性剂添加量为膨润土无机凝胶的0.1～5％。优选地，所述改性剂的含量为膨润土无机凝胶的0.1～2％。

所述改性膨润土无机凝胶的质量百分比浓度为5％的水分散体系的粘度≥5000mPa·S。

为实现上述发明目的，本发明还提供了另一种技术方案，提供一种能够提高粉状的膨润土无机凝胶粘度性能的改性方法，包括如下步骤：