專利名稱：片層剝離納米蒙脫土的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種片層剝離納米蒙脫土的制備方法，尤其涉及一種采用機械法制備納米蒙脫土的方法，為在納米復合材料制備和精細化工等領域中納米蒙脫土的制備提供了一種高效、便于工業(yè)化的新途徑。
背景技術：
蒙脫土又名膨潤土、微晶高嶺土等，因最早產(chǎn)于法國的蒙脫城而得名，是一種層狀結構、片狀結晶的硅酸鹽粘土礦物。因其具有優(yōu)良的陽離子交換性、分散性、膨脹性、吸附性、流變性、耐火性等，而廣泛應用于化工、醫(yī)藥、環(huán)保、建筑、礦冶、食品等領域。但目前的應用多局限于做普通填料，其實蒙脫土還是一種具有納米結構的礦物，在微觀結構上呈規(guī)則的片層排布，其層間距約1nm，片層寬厚比約100～1000，是一維尺度上的具有納米結構的材料，因此，宏觀上雖不具備納米特征，卻為我們對其進行加工改性以得到所需的納米材料提供了良好的基礎。
蒙脫土優(yōu)良的陽離子交換性為層間擴展提供了條件。其每個片層的晶胞由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體以共用氧原子結合，在自然條件下，高價的Al原子易被一些低價的Mg、Ca等原子同晶取代，使晶胞帶上負電，為了保持整個體系的電中性，會在片層表面吸附一些低價的Na+、Ca2+等陽離子，從而使蒙脫土具備了與別的陽離子進行交換的能力，因而可以利用長鏈的有機物進行插層改性以達到層間擴展。當前，對蒙脫土的有機插層改性一般采用化學法，但這種改性的缺點是流程多、時間長、產(chǎn)量也低，不適合于工業(yè)生產(chǎn)。
無論何種有機插層改性，插層擴展的結果都很難使蒙脫土達到剝離，只是層間距增大后，傳統(tǒng)上更利于聚合物或其單體的插入來制備聚合物/蒙脫土納米復合材料，而如果能使蒙脫土達到片層剝離，便會使其整體具備納米材料的優(yōu)異特性。目前，蒙脫土作為納米材料使用，一種是把其插層改性，層間擴展達到一定距離后，加入到有機物中，當有機單體在其層間聚合時，片層被進一步擴展而達到片層的納米剝離，但蒙脫土在使用之前本身宏觀上并不具備納米特性；另外一種納米蒙脫土的制備方法是蒙脫土鈉化后，進行酸化或者離子交換處理，然后加以高速攪拌或者高速離心沉降，便可得到納米分散的蒙脫土懸浮液，這種方法制備的只是蒙脫土達到超微分散的溶液，只能連同雜質離子及其溶劑一起作為溶液使用，應用范圍非常有限。本發(fā)明能夠制得純粹片層剝離的納米蒙脫土粉體，從而可以使其作為納米材料廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要體現(xiàn)在兩個方面其一，提供一種在較短的時間內就能制備出有機插層改性良好的蒙脫土，流程簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)；其二，在良好有機插層改性的基礎上，對其進行適當?shù)臋C械處理以得到片層剝離的納米蒙脫土粉體。
機械化學法對無機粉體的改性通常指對其進行表面改性，來改善與有機物的相溶性，也包括對蒙脫土表面的接枝或偶聯(lián)等。本發(fā)明不但考慮到了蒙脫土的表面改性，也達到了對其層間進行良好的插層，使層間距進行了一定的擴展，為下一步的剝離打下了良好基礎。在此過程中，反應機械是行星型球磨機。首先取一定量的鈉化蒙脫土，若是固體的，要先在球磨機中按剛玉磨球的大小比例放入球磨罐中，然后，土和球層疊加入；未經(jīng)干燥的液態(tài)鈉化土則不必考慮加入順序。然后把經(jīng)有機溶劑溶好的適量插層劑加入球磨罐中，安裝好儀器，最后設定好球磨機的轉速、時間等參數(shù)，開始反應。反應一定時間后取出，用蒸餾水反復洗滌，除去未反應的有機改性劑等雜質。洗完后放入烘箱中，一定溫度常壓干燥完全后即是有機插層改性后的蒙脫土。
技術問題的另一方面為改性蒙脫土的剝離，仍然在球磨機中進行。在球磨罐中放入不同大小配比的剛玉球，并按一定的層放順序加入插層改性后干燥完全的土，設定適當?shù)霓D速、時間等參數(shù)，適當時間研磨后即得片層剝離的納米蒙脫土。
為達上述目的，本發(fā)明片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性，改性蒙脫土的水洗干燥和機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離。
所述的采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性包括下述步驟將鈉基蒙脫土和大中小不同的剛玉球放入球磨機中，然后把經(jīng)有機溶劑溶好的插層改性劑加入球磨機中，進行反應。
所述的鈉基蒙脫土是固體則先將大中小不同的剛玉球加入到球磨機后再加入鈉基蒙脫土，鈉基蒙脫土若是鈉化完未經(jīng)干燥的漿液則不分先后順序加入到球磨機中，鈉基蒙脫土的陽離子交換容量為50～200mmol/100g；插層改性劑主要是長鏈的有機物，根據(jù)鈉基蒙脫土的陽離子交換量加入，插層改性劑的有機溶劑是無水乙醇、甲醇、丙醇、異丙醇或氯仿等。
所述的插層改性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基二甲基芐基溴化銨、十六烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基溴化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨、雙十八烷基二甲基溴化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、雙氫牛脂銨等中的一種或幾種混合使用。
所述的剛玉球在插層改性階段中的大中小投放量比例為1.5～5∶2.5～7.5∶1.5～4.5；所述的球磨機可以是圓錐球磨機、滾筒球磨機、攪拌球磨機、臥式行星球磨機或高速振動球磨機等。
鈉基蒙脫土的有機插層改性過程中有機插層改性的時間為30～480min。
所述的改性蒙脫土的水洗干燥是用蒸餾水反復洗滌，除去未反應的有機改性劑雜質，洗完后放入烘箱中溫度控制在40～120℃，常壓干燥完全后即得。
所述的機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離是在球磨機中放入不同大中小配比的剛玉球，并按一層球一層樣品的層放順序加入插層改性后干燥完全的改性蒙脫土，進行研磨后即得片層剝離的納米蒙脫土。
所述的球磨機進行研磨的轉速和反應時間呈反比，反應時間為120～1200min。
所述的剛玉球在片層剝離階段的大中小投放量比例為0.5～3.5∶2.5～6.5∶3.5～7.5；所述的球磨機可以是圓錐球磨機、滾筒球磨機、攪拌球磨機、臥式行星球磨機或高速振動球磨機等。
本發(fā)明解決的技術問題主要分為兩個方面，即蒙脫土的有機插層改性和改性蒙脫土的納米片層剝離。
機械化學法對無機粉體的改性通常指對其進行表面改性，來改善與有機物的相溶性。本發(fā)明不但很好地進行了蒙脫土的表面改性，也達到了對其層間進行良好的插層。
本發(fā)明對有機插層改性后的蒙脫土進行適當?shù)臋C械研磨，從而得到了良好的片層剝離的納米蒙脫土。發(fā)明首次采用機械法制備出片層剝離的納米蒙脫土，且適合于大量生產(chǎn)；其次，發(fā)明所采用的機械化學法能制得改性良好的有機改性蒙脫土，與傳統(tǒng)方法相比，流程簡單，重要的是大大提高了產(chǎn)量，更適合于工業(yè)生產(chǎn)。
發(fā)明中機械化學法制備的有機插層改性蒙脫土的XRD圖如圖1所示，a曲線為鈉化蒙脫土，b為鈉化蒙脫土經(jīng)過機械化學法有機插層改性后的曲線。比較發(fā)現(xiàn)，改性后，蒙脫土(001)面的衍射峰明顯的向低角度偏移，由布拉格方程計算得出蒙脫土的層艱距由1.2nm增大到約2.1nm，且改性后峰強度增加，顯示層間規(guī)整性也增加了。圖3的IR譜圖也說明有機改性劑很好的進入了蒙脫土的層間和表面，達到了良好改性。
發(fā)明中制備的片層剝離蒙脫土和有機插層改性蒙脫土的XRD圖如圖3所示。比較發(fā)現(xiàn)，改性后(001)面的衍射峰消失了，但高角度的衍射峰還存在，說明蒙脫土在適當機械研磨后片層達到了納米剝離，得到了呈片層分布的納米蒙脫土粉體。


圖1是鈉化蒙脫土(a)和改性蒙脫土(b)的XRD譜圖；圖2是鈉化蒙脫土(a’)和改性蒙脫土(b’)IR譜圖；圖3是鈉化蒙脫土(c)和機械粉磨后的片層剝離納米蒙脫土(d)的XRD譜圖。
具體實施例方式
以下結合實例來說明本發(fā)明，這些實例只是本發(fā)明的部分實施方案，不限制本發(fā)明的保護范圍。
實例1本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取20g鈉基蒙脫土，陽離子交換量是80mmol/100g，加入200ml蒸餾水中，充分分散，球磨機剛玉球按大中小3∶5∶2的比例取適量，二者一起加入球磨機的罐中；根據(jù)所加入蒙脫土的陽離子交換量，按1.0倍的交換量稱取有機插層改性劑——十六烷基三甲基溴化銨6.0g，加入30ml的無水乙醇中，80℃加熱攪拌，溶解完全后倒入球磨機的罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速480轉/min，反轉時間20min，反應時間60min，得有機插層改性蒙脫土；改性蒙脫土的水洗干燥取出上述反應后制得的有機插層改性后鈉基蒙脫土進行反復水洗，除去未反應的有機插層改性劑；然后放入80℃的烘箱中常壓干燥26h；機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小1∶3∶6的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加順序一起放入球磨機的罐中，設定500轉/min，反轉時間30min，粉磨時間180min，研磨后取出，即是片層剝離的納米蒙脫土。經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
實例2本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取含20g蒙脫土鈉化土漿液200ml，蒙脫土的陽離子交換量是100mmol/100g，球磨機剛玉球按大中小1.5∶2.5∶1.5的比例取適量，二者一起加入球磨機的罐中；根據(jù)所加入蒙脫土的陽離子交換量，按1.5倍的交換量稱取有機插層改性劑——十八烷基三甲基氯化銨12g，加入50ml的無水乙醇中，加熱80℃攪拌，溶解完全后倒入球磨罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速560轉/min，反轉時間20min，反應時間120min，制得有機插層改性蒙脫土。
改性蒙脫土的水洗干燥取出上述反應后制得的有機插層改性蒙脫土進行反復水洗除雜；然后放入120℃的烘箱中常壓干燥20h。
機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小1.5∶2.5∶5.5的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加順序一起放入球磨罐中。設定460轉/min，反轉時間10min，粉磨時間240min，研磨后取出，即得片層剝離的納米蒙脫土。經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
本實施中所用有機插層改性劑——十八烷基三甲基氯化銨可以用相同質量的雙氫牛脂銨替代。
實例3本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取含50g鈉基蒙脫土，陽離子交換量為120mmol/100g，加入400ml蒸餾水中，攪拌分散，先將球磨機剛玉球按大中小3.5∶5∶1.5的比例取適量放入球磨機的罐中，再將攪拌分散后的鈉基蒙脫土加入球磨機的罐中；根據(jù)所加入蒙脫土的陽離子交換量，按0.5倍的交換量稱取有機插層改性劑——十二烷基芐基二甲基氯化銨3.0g、十二烷基二甲基芐基溴化銨4.5g、十二烷基三甲基氯化銨6.0g，將三種有機插層改性劑加入到100ml的甲醇中，加熱80℃攪拌，溶解完全后倒入球磨罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速750轉/min，反轉時間30min，反應時間60min，制得有機插層改性蒙脫土。
改性蒙脫土的水洗干燥取出上述反應后制得的有機插層改性蒙脫土進行反復水洗除雜；然后放入50℃的烘箱中常壓干燥48h。
機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小3.5∶6.0∶1.5的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加順序一起放入球磨罐中。設定450轉/min，反轉時間15min，粉磨時間360min，研磨后取出，即可得到片層剝離的納米蒙脫土。經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
本實施例中的三種有機插層改性劑可以用十八烷基二甲基芐基溴化銨7.0g、十八烷基二甲基芐基氯化銨6.5g混合來替代。
實例4本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取含30g蒙脫土鈉化土陽離子交換量80mmol/100g，漿液400ml，球磨機剛玉球按大中小3∶5∶2的比例取適量，一起加入到球磨機的罐中；由所加蒙脫土的陽離子交換量，按2.5倍的交換量稱取雙十八烷基二甲基溴化銨18g、雙十八烷基二甲基氯化銨10g，加入150ml的丙醇中，加熱攪拌，溶解完全后倒入球磨罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速600轉/min，反轉時間20min，反應時間150min，制得有機插層改性蒙脫土。
改性蒙脫土的水洗干燥取上述反應后制得的有機插層改性蒙脫土進行反復水洗除雜；然后放入70℃的烘箱中常壓干燥30h。
機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小1∶4∶5的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加順序一起放入球磨罐中。設定500轉/min，反轉時間20min，粉磨時間240min，研磨完全后取出，即得片層剝離的納米蒙脫土。經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
實例5本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取含10g蒙脫土鈉化土漿液100ml，陽離子交換量85mmol/100g，球磨機剛玉球按大中小2∶6∶2的比例取適量，一起加入到球磨罐中；由所加蒙脫土的陽離子交換量，按3.0倍的交換量稱取十六烷基三甲基溴化銨18g，加入100ml的氯仿中，加熱攪拌，溶解完全后倒入球磨罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速480轉/min，反轉時間20min，反應時間150min，制得有機插層改性蒙脫土。
改性蒙脫土的水洗干燥取出上述反應后制得的有機插層改性蒙脫土進行反復水洗除雜；然后放入90℃的烘箱中常壓干燥24h。
機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小1∶3∶6的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加方式一起放入球磨罐中。設定800轉/min，反轉時間10min，粉磨時間180min，粉磨完全后取出，即得片層剝離的納米蒙脫土。經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
本實施例中的十六烷基三甲基溴化銨12g可以由十六烷基三甲基氯化銨5.5g和十八烷基三甲基溴化銨7.5g替代。
實例6本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取含15g鈉化蒙脫土，加入200ml蒸餾水中攪拌分散，球磨機剛玉球按大中小1.5∶5.5∶3的比例取適量，一起加入到球磨罐中；由所加蒙脫土的陽離子交換量，按3.0倍的交換量稱取十六烷基三甲基溴化銨16g，加入150ml的無水乙醇中，加熱攪拌，溶解完全后倒入球磨罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速540轉/min，反轉時間30min，反應時間120min，制得有機插層改性后鈉基蒙脫土。
改性蒙脫土的水洗干燥取出上述反應后制得的有機插層改性后鈉基蒙脫土進行反復水洗除雜；然后放入100℃的烘箱中常壓干燥21h。
機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小1∶4∶5的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加方式一起放入球磨罐中。設定600轉/min，反轉時間15min，粉磨時間380min，粉磨完全后取出，即得片層剝離的納米蒙脫土，經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
本實施例中的十六烷基三甲基溴化銨16g可以由十二烷基三甲基氯化銨18g替代。
實施例7本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取含15g鈉化蒙脫土，加入200ml蒸餾水中攪拌分散，球磨機剛玉球按大中小1.5∶5.5∶3的比例取適量，一起加入到球磨罐中；由所加蒙脫土的陽離子交換量，按3.0倍的交換量稱取十六烷基二甲基芐基溴化銨10g、十六烷基二甲基芐基氯化銨6g，加入150ml的異丙醇中，加熱攪拌，溶解完全后倒入球磨機的罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速650轉/min，反轉時間30min，反應時間35min，制得有機插層改性蒙脫土；改性蒙脫土的水洗干燥取出上述反應后制得的有機插層改性后鈉基蒙脫土進行反復水洗除雜；然后放入110℃的烘箱中常壓干燥20h；機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小1∶4∶5的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加方式一起放入球磨罐中。設定630轉/min，反轉時間15min，粉磨時間150min，粉磨完全后取出，即得片層剝離的納米蒙脫土，經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
實例8本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取含25g鈉化蒙脫土，加入400ml蒸餾水中攪拌分散，球磨機剛玉球按大中小3∶5.5∶1.5的比例取適量，一起加入到球磨罐中；由所加蒙脫土的陽離子交換量，按3.0倍的交換量稱取十六烷基三甲基溴化銨24g，加入150ml的無水乙醇中，加熱攪拌，溶解完全后倒入球磨罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速530轉/min，反轉時間30min，反應時間70min，制得有機插層改性蒙脫土。
改性蒙脫土的水洗干燥取出上述反應后制得的有機插層改性蒙脫土進行反復水洗除雜；然后放入80℃的烘箱中常壓干燥25h。
機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小1∶4∶5的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加方式一起放入球磨罐中。設定750轉/min，反轉時間10min，粉磨時間260min，粉磨完全后取出，即得片層剝離的納米蒙脫土，經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
本實施例中的十六烷基三甲基溴化銨24g可以由十二烷基三甲基溴化銨28g替代。
實例9本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取含30g蒙脫土鈉化土漿液400ml，陽離子交換量是160mmol/100g，球磨機剛玉球按大中小3∶5∶2的比例取適量，一起加入到球磨機的罐中；由所加蒙脫土的陽離子交換量，按2.0倍的交換量稱取雙十八烷基二甲基溴化銨25g、十二烷基三甲基溴化銨17g，加入150ml的丙醇中，加熱攪拌，溶解完全后倒入球磨罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速650轉/min，反轉時間15min，反應時間130min，制得有機插層改性蒙脫土。
改性蒙脫土的水洗干燥取出上述反應后制得的有機插層改性蒙脫土進行反復水洗除雜；然后放入60℃的烘箱中常壓干燥28h。
機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小1∶4∶5的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加順序一起放入球磨罐中。設定500轉/min，反轉時間20min，粉磨時間180min，研磨完全后取出，即得片層剝離的納米蒙脫土。經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
實例10本發(fā)明的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性取含25g蒙脫土鈉化土漿液200ml，蒙脫土的陽離子交換量是150mmol/100g，球磨機剛玉球按大中小1.5∶2.5∶1.5的比例取適量，二者一起加入球磨機的罐中；根據(jù)所加入蒙脫土的陽離子交換量，按1.5倍的交換量稱取有機插層改性劑——十八烷基三甲基氯化銨14.0g和雙氫牛脂銨9.0g，加入50ml的無水乙醇中，加熱80℃攪拌，溶解完全后倒入球磨罐中；密封，安裝好儀器，設定球磨機的轉速500轉/min，反轉時間20min，反應時間120min，制得有機插層改性蒙脫土。
改性蒙脫土的水洗干燥取出上述反應后制得的有機插層改性蒙脫土進行反復水洗除雜；然后放入85℃的烘箱中常壓干燥28h。
機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離干燥完全后取出，球磨機剛玉球按大中小1.5∶2.5∶5.5的比例取適量，先放剛玉球，此后按層加順序一起放入球磨罐中。設定460轉/min，反轉時間25min，粉磨時間320min，研磨后取出，即得片層剝離的納米蒙脫土。經(jīng)XRD和TEM測試顯示，片層充分剝離，粒徑的一維尺寸在100nm以下。
權利要求
1.片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性，改性蒙脫土的水洗干燥和機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離。
2.根據(jù)權利要求1所述的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于所述的采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性，包括下述步驟將鈉基蒙脫土和大中小不同的剛玉球放入球磨機中，然后把經(jīng)有機溶劑溶好的插層改性劑加入球磨機中，進行反應。
3.根據(jù)權利要求2所述的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于所述的鈉基蒙脫土是固體則先將大中小不同的剛玉球加入到球磨機后再加入鈉基蒙脫土，鈉基蒙脫土是鈉化完未經(jīng)干燥的漿液則不分先后順序加入到球磨機中，鈉基蒙脫土的陽離子交換容量為50～200mmol/100g；插層改性劑主要是長鏈的有機物，按鈉基蒙脫土0.1～10.0倍的陽離子交換量加入，插層改性劑的有機溶劑是無水乙醇、甲醇、丙醇、異丙醇或氯仿等。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于所述的有機插層改性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨，十二烷基二甲基芐基溴化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基二甲基芐基溴化銨、十六烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基溴化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨、雙十八烷基二甲基溴化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、雙氫牛脂銨等中的一種或幾種混合使用。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于所述的剛玉球在插層改性階段中的大中小投放量比例為1.5～5∶2.5～7.5∶1.5～4.5；所述的球磨機可以是圓錐球磨機、滾筒球磨機、攪拌球磨機、臥式行星球磨機或高速振動球磨機等。
6.根據(jù)權利要求1、2或3所述的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于鈉基蒙脫土的有機插層改性過程中有機插層改性的時間30～480min。
7.根據(jù)權利要求1所述的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于所述的改性蒙脫土的水洗干燥是用蒸餾水反復洗滌，除去未反應的有機改性劑雜質，洗完后放入烘箱中溫度控制在40～120℃，常壓干燥完全后即得。
8.根據(jù)權利要求1所述的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于所述的機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離是在球磨機中放入不同大中小配比的剛玉球，并按一層球一層蒙脫土的層放順序加入插層改性后干燥完全的改性格蒙脫土，進行研磨后即得片層剝離的納米蒙脫土。
9.根據(jù)權利要求8所述的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于所述的球磨機進行研磨的轉速和反應時間呈反比，反應時間為120～1000min。
10.根據(jù)權利要求8所述的片層剝離納米蒙脫土的制備方法，其特征在于所述的剛玉球在片層剝離階段的大中小投放量比例為0.5～3.5∶2.5～6.5∶3.5～7.5；所述的球磨機可以是圓錐球磨機、滾筒球磨機、攪拌球磨機、臥式行星球磨機或高速振動球磨機等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種片層剝離納米蒙脫土的制備方法，尤其涉及一種采用機械法制備納米蒙脫土的方法。它包括下述步驟采用機械化學法對鈉基蒙脫土進行有機插層改性，改性蒙脫土的水洗干燥和機械法對干燥后的改性蒙脫土進行片層剝離。本發(fā)明對有機插層改性后的蒙脫土進行適當?shù)臋C械研磨從而得到了良好的片層剝離的納米蒙脫土，本發(fā)明制備方法流程簡單、適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C01B33/44GK1792791SQ20051004779
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月23日 優(yōu)先權日2005年11月23日
發(fā)明者李三喜, 翟輝, 趙效忠, 傘曉廣, 李天一, 曲琛, 李偉 申請人:沈陽化工學院