性膨润土粉的应用领域及发展前景的可行性研究

第一节 性膨润土粉定义

膨润土按译音,是以蒙脱石为主的含水粘土矿,公学分子式为:Nax(H2O)4 (AI2-xMg0.83) Si4O10) (OH)2,由于它具有特殊的性质。如:膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等等,所以广泛用于各个工业领域。国外已在工农业生产24领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。 性膨润土粉的应用领域及发展前景的（可行性 研究 ）。

有机改性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。

第二节 性膨润土粉应用领域

油漆油墨

在油漆油墨中加入有机膨润土，可增加液态有机系统的粘稠性，改变其流动性。在高速印刷油墨加入有机膨润土，可增大粘度，印刷效果好，干燥快。有机膨润土还可用于某些墨水中，由于固体悬浮在有机液态系统中，可控制向多孔基地的渗透，改变渗透性和均匀性，字迹清晰不至模糊。在油漆方面，加入有机膨润土后可明显改善其悬浮性、流动性、耐腐蚀性以及干燥性等。其添加在颜料油漆中，具有防沉、耐腐蚀等优良性能。

石油钻井

石油钻井是有机膨润土应用最为广泛的 行业 ，有机膨润可明显提高泥浆的稳定性，使泥浆具有良好的流变性、润滑性和耐腐蚀性。

建筑

生产白色硅酸盐水泥、轻质墙体材料、防水材料；作为添加剂改善建筑涂料的悬浮性、涂刷性、防腐性；

复合材料

有机膨润土还可应用于复合材料领域，尤其对聚合物及其改性。纳米级有机膨润土可应用在塑料（尼龙、环氧树脂、聚烯烃等）、橡胶制品的纳米改性，可有效改善其耐热性、强度、耐磨性等。将少量的纳米蒙脱土加入到橡胶中，可以明显提高橡胶的强度、伸长率，甚至完全可替代白炭黑、炭黑等填料，大大降低或消除污染，这将是21世纪橡胶工业的一场革命。

环保

性膨润土在废水处理中主要作为吸附剂和絮凝剂使用；在固废处理方面，膨润土主要作为土地填埋防渗材料使用；在高危害性废物处理工程中，由于膨润土具有很强的吸湿膨胀性和较大的阳离子交换容量，对放射性核素起到机械屏障和化学屏障的双重作用，在放射性核素的处理处置中有巨大的应用潜力，常作为高放射性废物填埋处置的缓冲防渗材料，可以阻止地下水渗漏、核素迁移、支撑废物容器和均匀岩体压力等。

第三节 膨润土常用改性方法

膨润土钠化改性法

​由于蒙脱石与Ca2+吸附能力比Na+要强，所以自然界中存在的膨润土一般为钙基土。但是实际应用中发现钙基土中的Ca2+的交换能力远低于Na+，因此钙基土常常经过钠化后再投入市场使用。

​膨润土钠化改性法的原理是利用Na+与Al、Mg的结合强度大于Ca2+，通过Na+取代膨润土层间的Ca2+而达到钠化改性的目的。常用的钠化剂有NaF、Na2CO3、NaCI、NaNO3、NaSO4等。

​利用Na2CO3作为钠化剂时，在其最佳浓度为4%，钠化时间为30min，水浴温度为70℃时，钠化处理后的膨润土的钠离子含量由1.47%提升到32%；　　Na2CO3改性剂的效果要优于NaCI，经过Na2CO3钠化后的膨润土的膨胀容和胶质价分别提升20mL/g和200mL/g左右，钠化后的产品都能达到工业化使用的要求。

膨润土焙烧活化改性法

​膨润土焙烧改性法就是将膨润土在不同温度下进行煅烧，膨润土在高温煅烧的情况下会依次失去表面水、骨架结构中的结合水、孔道中的机物污染质，引起孔隙率增加，结构更为疏松，比表面积变大，使得吸附性能得到一定的改善。

​在450℃以内焙烧改性膨润土的比表面积会随着焙烧温度的升高而增大，焙烧膨润土的比表面积可高达120.24m2/g，是膨润土原土的1倍以上。但是温度超过500℃，膨润土中的有利结构就会遭到破坏，使得蒙脱石晶体结构摺曲，也可能会产生新的物相，从而引起比表面积和孔隙率急剧下降，同时实际生产的成本也相应增加。

​在450℃、焙烧2h的条件下，合成出焙烧活化膨润土，并用其处理液压油，结果表明焙烧活化膨润土对液压油有良好的吸附效果，在改性土添加量为15%，反应温度为90℃，反应时间超过20min时，去除率能达到94%，远远超过原土的脱色效果。

膨润土有机改性法

膨润土有机改性法的基本原理是将膨润土有机化，利用有机官能团或有机物来取代膨润土层间可交换阳离子或结构水，进而形成以共价键、离子键、偶合键或者以范德华力结合的有机复合物膨润土。

第四节 性膨润土粉的发展前景

油漆涂料市场

2014-2018年全球油漆和清漆需求量预计将保持4.7%的增长速度。在未来几年，阿根廷、中国、印度、摩洛哥和美国被认为是最具发展潜力的涂料市场。

目前，以非水聚合物（除聚醋，乙烯基和丙烯酸聚合物）为基础的油漆和清漆占全球需求量的36.6%。亚太地区近年来在建筑装饰业的飞速发展亦推动着全球绿色环保涂料市场的需求增长。据预测，全球建筑装饰 行业 以及汽车制造业的持续发展将成为未来全球绿色环保涂料市场的主要增长动力。我国油漆涂料产量已接近1000万吨/年，按照添加0.3%-2%的要求，仅油漆涂料 行业 对有机膨润土的需求将达到3-20万吨/年。

润滑脂市场

润滑脂目前主要应用领域有冶金系统、铁路系统、精密轴承、汽车 行业 等，调整产品结构和提高产品质量是当前中国润滑脂工业发展的主要方向，目标是增加高滴点润滑脂产品产量。目前，我国润滑脂国内需求量已达到42万吨/年，润滑脂 行业 对有机膨润土，尤其是纳米有机膨润土的需求将会达到1-5万吨/年左右。

未来几年，国内市场对有机膨润土需求量将达到30-40万吨/年，而有机膨润土将朝着精细化、系列化、功能化等方向不断发展。积极开展有机膨润土生产技术 研究 ，加快成果产业化转化，拓展有机膨润土应用领域，实现有机膨润土高效、高附加值综合利用将是有机膨润土 行业 的主要发展方向。

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