19世纪80年代,一位美国科学家奈特在美国西部怀俄明州落基山附近发现了钠基膨润土,命名为“Bentonite”。主要成分是蒙脱石类矿物,含量在60%-90%,还含有高岭石、长石、方解石、沸石等,蒙脱石的特性决定了膨润土的基本性能。 应用在涂料中的膨润土需要把膨润土矿提纯改性,改性后的膨润土就是一个家族,可以亲水用于水性涂料,可以亲油用于溶剂型涂料
膨润土是一种片层结构的硅酸盐,主要成分是蒙脱石。蒙脱石属于单斜晶系结构,由2层硅氧四面体晶片中间夹一层铝氧八面体晶片组成,属2:1型层状硅酸盐矿物。蒙脱石分子结构氧层之间的粘结力很小,水和别的极性分子容易进入晶层间,同时结构中的阳离子又容易与其他离子发生置换。
膨润土以下特点使其广泛应用于防水材料
①膨润土的晶体结构允许水分子进入其晶格层间,同时由于分子结构带负电荷,粒子之间相互排斥,外界压力不会轻易挤出其吸附的水分子。
②膨润土的自身体积小,比表面积大,理论上可以吸附相当于自身体积8~20倍的水,洗水后呈胶凝态,能有效阻止水分子的通过,形成良好的防水层。
膨润土—有机复合物有强烈的的亲水性和分散性,因而有乳化作用,且其形成过程是不可逆的,脱水后变成疏水物,可以借助这一特点来改善涂料的防水性。对钠基膨润土进行酸性改性,得到的酸化膨润土比表面积增大,层间距增大,分散稳定性改善。在涂料中添加酸化膨润土,可显著降低涂料的黏度,制备固含量较高的涂料。
膨润土加工工艺
1、钠化阶段:自然界中膨润土大多为钙基膨润土,钙基膨润土较钠基膨润土性能差。
2、烘干阶段:钠化后的膨润土水分较高,需要经过烘干机烘干到较小水分。
3、磨粉阶段:烘干后的膨润土破碎至符合磨粉机进料要求的矿石由提升机提升至储料斗,再由电磁振动给料机均匀的给磨机主机喂料,在磨腔内进行研磨。
4、分级阶段:粉磨后的物料随系统气流经选粉机进行分级,不合格的粉子被选粉机分级后返回主机磨腔内重新粉磨。
5、集粉阶段:符合细度的粉子随气流经管道进入集粉系统,气粉分离,成品粉由输送装置送至成品料仓,再统一用装粉罐车或者自动打包机进行包装。
膨润土应用领域:
铸造膨润土:作粘结剂、吸附剂。适用于铸造、陶瓷、环境治理
造浆用膨润土:作粘结剂、悬附剂、吸水剂,适用于石油钻井、基础工程和建筑水泥。
化工用膨润土:作填充剂、增稠剂、悬浮剂、脱色剂,用于造纸、橡胶、油漆、油墨、日用化工、 涂料、纺织。
饲料用膨润土:作粘结剂、吸附剂、用于鸡、鸭、鹅、鱼、猪饲料。