[发明专利]一种无机非牛顿流体的制备方法

说明书

本发明公开了一种无机非牛顿流体的制备方法：将去离子水、碳酸氢钠、氢氧化钠、磷酸氢二钾、氢氧化钾、氢氧化钙混合配制成碱液；在搅拌条件下，将水玻璃滴加碱液中，得到含硅溶胶；将去离子水、镁盐、铝盐、铁盐、氟化物混合配制成含镁水溶液；恒温40‑60℃加热含硅溶胶，在搅拌条件下，将含镁水溶液滴加到含硅溶胶中，得到反应液；将反应液恒温100‑200℃陈化6‑48h，之后冷却至室温，离心、水洗、干燥，得到无机粉体，将其加入到去离子水中配制成悬胶，即得无机非牛顿流体；本发明采用新配方，综合晶体和无定形制备技术，获得新型无机非牛顿流体，成胶速度快，粒径均一至纳米级，可以满足不同剪切速率下对粘度的不同要求。

技术领域

本发明涉及一种无机非牛顿流体的制备方法。

背景技术

镁皂石是一种层状镁铝硅酸盐矿物，它的单个片层由两层硅氧四面体中间夹一层镁氧八面体组成，单个片层带负电，二个片层之间可吸附水合阳离子使层板电荷平衡，它的理想的化学式为Na_x[Mg₆(Si_8-xAl_x)]O₂₀(OH)₄(0.2≤x1.6)。

天然的纯净镁皂石很少，因此，需要通过人工方法合成。传统的水热法合成镁皂石采用通用的晶体制备技术和理想的化学式进行投料配比制备反应液，在高浓度的氢氧化钠-碳酸氢钠缓冲液中通过晶化制备。在获得镁皂石晶体同时，也产生其他杂晶，导致产品粒径不均一，镁皂石在水中剥离达到纳米级，而其他杂晶不能水化剥离，其粒径可至微米级(1-10微米)。粒子的尺寸和层板电荷会影响镁皂石在水中的成胶速度，镁皂石在水中成胶速度慢，一般至少1天以上，甚至需要7天以上。

镁皂石可应用于水性涂料的防沉剂、增稠剂、流变剂，但由于其成胶速度慢，因此，在使用时需要充足的水化时间，制成预凝胶，导致使用效率低，应用受到限制。此外，对于镁皂石在水性涂料中的应用，粘度是重要的参数之一。粘度对涂料的贮存稳定性、施工性能、涂层厚度、涂膜质量都有十分重要的影响。涂料在贮存时要求有良好的稳定性，粘度高不易分层或沉淀；在搅拌、倾倒时要求有适当的中等粘度便于操作；在喷涂、刷涂、辊涂时，要求粘度较低，有利于雾化和流平，同时停止涂刷时要“站得住”，刷子留下的痕迹可自动消失，又不出现流挂，使涂料在未干前不会从物体表面流淌下来，因此，要求涂料在不同的剪切速率下具有不同的粘度，又有足够大的屈服应力，以克服重力对流动的影响，因此，镁皂石水悬胶也需要满足不同剪切速率下对粘度的要求。对烷基酚基聚氧乙烯醚(PE-100)是一种非离子表面活性剂，通常加到水性涂料中，有利于颜料填料的湿润。PE-100对镁皂石水悬胶比较敏感，PE-100和镁皂石水悬胶混合使用，会导致粘度降低，改变流体的流变行为。

发明内容

本发明目的在于提供一种无机非牛顿流体的制备方法。采用综合晶体和无定形制备技术，通过反应液中生成的各种难溶电解质沉淀与其溶解的可逆转变，形成晶体点缺陷的类镁皂石和无定形纳米复合物，在水性介质中快速形成悬胶，是一种新型的无机非牛顿流体。

本发明的技术方案如下：

一种无机非牛顿流体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将去离子水、碳酸氢钠、氢氧化钠、磷酸氢二钾、氢氧化钾、氢氧化钙混合配制成碱液；

所述去离子水、碳酸氢钠、氢氧化钠、磷酸氢二钾、氢氧化钾、氢氧化钙的质量比为390-530：43-50：24-28：5.0-8.0：1.7-2.8：1；

(2)在搅拌条件下，将水玻璃滴加到步骤(1)配制的碱液中，得到含硅溶胶；将去离子水、镁盐、铝盐、铁盐、氟化物混合配制成含镁水溶液；恒温40-60℃加热含硅溶胶，在搅拌条件下，将含镁水溶液滴加到含硅溶胶中，得到反应液；

所述水玻璃与碱液的质量比为1：7.3-10.3；