有机膨润土

无机矿物/有机铵复合物

有机膨润土是一种无机矿物/有机铵复合物，以膨润土为原料，利用膨润土中蒙脱石的层片状结构及其能在水或有机溶剂中溶胀分散成胶体级粘粒特性，通过离子交换技术插入有机覆盖剂而制成的。有机膨润土在各类有机溶剂、油类、液体树脂中能形成凝胶，具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、润滑性、成膜性，耐水性及化学稳定性，在涂料工业中有重要的应用价值。在油漆油墨、航空、冶金、‘化纤、石油等工业中也有广泛的应用。

特性

英文名称：organic bentonite

中文别名：有机蒙脱土，有机陶土，简称OMMT

相对密度：1.7~1.8 g/cm3

外观：白色或灰白色粉末

气味：无味

溶解性：易溶于烃类溶剂，加少量极性溶剂如甲醇、乙醇、丙酮等，能使蒙脱土层间的季铵碳氢链通过氢键桥接，获得有效的溶剂化，从而使层间膨胀、分散，并形成卡层屋结构的触变性凝胶体，防止无机填料沉淀。

毒性：无毒

应用：用作溶剂型胶黏剂和密封剂的增稠剂、触变剂和稳定剂，参考用量5~10份。直接加入有机膨润土，搅拌1h后加入少量(2%~3%)极性溶剂(甲醇或乙醇等)。

用途

有机膨润土是有机季铵盐与天然膨润土的复合物,是近些年开发的一种精细化工产品。有机膨润土的主要特性就是有机介质中表现出溶胀性、高分散和触变性。在涂料方面,有机膨润土一般作为防沉剂、增稠剂,用作金属防腐涂料,具有耐腐蚀、耐磨、抗盐水侵蚀、抗冲击、不易湿等特点；在纺织工业方面,有机膨润土主要合成纤维织物的染色助剂；在高速印刷油墨方面,根据需要来调节油墨的稠度、粘度及控制渗透性；在钻井方面,有机膨润土可作为乳胶稳定剂；在高温润滑脂方面,有机膨润土特别用于制备适于高温和长时间连续运转作业的高温润滑脂。

制备原理

有机膨润土制备原理蒙脱石矿物是：蒙脱石是一种性能独特的铝硅酸盐矿物，由两层SiO四面体片中间夹一层AIO(OH)八面体片组成的层片状矿物。蒙脱石结构单元层中的Si·+可被A13+置换，八面体层内的AP+常被Mg2+、Fe3+、Zn2+等多价离子置换，从而使晶格中电荷不平衡，产生剩余负电荷，使其具有吸附阳离子和交换性阴离子的能力，有较高的水化能，在C轴(层片叠置方向)的晶层间的氧层与氧层的作用力较小，可形成良好的离解面，层间易于浸入水分子或其他极性分子，引起C轴方向的膨胀。这是其他非膨胀性粘土不具备的性能。由于这种性能，使蒙脱石层间充满nH：O层间水及可交换性阳离子，它们是引起蒙脱石膨胀的动力。但是，不同成矿条件不同产地的膨润土，其蒙脱石层间可交换性阳离子的种类与交换容量(CEC)有很大差别。其中，层间高价阳离子(Ca2+、Mg2+等)蒙脱石双电层水化膜薄，膨胀倍数低；低价阳离子(Na+、K+等)水化膜厚，膨胀倍数高。因此，Na+蒙脱石再将其与有机覆盖剂反应。有机覆盖剂通常是一类碳链长度大于12的阳离子表面活性剂，与蒙脱石晶层间的Na+按下式实现离子交换反应，使亲水性蒙脱石变为疏水性蒙脱石：Na+一蒙脱石+[NHa·R4-a]CI一[NHa·R4-a]一蒙脱石+NaCI

有机膨润土的制备有湿法、预凝胶法和干法三种。这三种方法中,干法操作简单,生产效率高,制出的有机膨润土适于作为油基钻探液的增稠剂,但此方法粉尘较多,对环境污染较大；湿法的关键步骤是悬浮液中的微粒的粒度是否达到要求,膨润土中的杂质,特别是石英是否去除,它直接关系到有机膨润土性能的好坏。值得注意的是,有机膨润土的制备原料必须是钠基膨润土,而不能用钙基膨润土,因为Na较Ca的水合离子半径大,使膨润土的层间距d(001)加大,有利于有机阳离子的离子交换。

有机膨润土在我国已生产、应用三十多年，广泛用于工业涂料和脱模剂的生产，有机膨润土是工业涂料的悬浮剂、增稠剂。具体使用方法是：先将有机膨润土做成有机膨润土膏（或称有机膨润土凝胶），再用有机膨润土膏做涂料和脱模剂,有机膨润土膏制造工艺如下表所示：（采用高速分散机）

先投入溶剂，开始混合，加入有机膨润土混合4-5分钟，加入极性活化剂（极性添加剂）继续混合4-5分钟。有机膨润土用量可增减，为了操作方便，以10%为最高量。通过试验，最佳极性添加剂有95%甲醇，95%乙醇和碳酸丙烯酯，其正确用量如下：

甲醇/水（95/5）有机膨润土量的33%

乙醇/水（95/5）有机膨润土量的50%

碳酸丙烯酯，有机膨润土量的33%

为了获得最佳的活化效率，甲醇和乙醇都含有5%的水，使用含有水的甲醇或乙醇，粘度很快上升，而使用无水甲醇或乙醇，没有凝胶效果。

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