增稠工藝對膨潤土潤滑脂的稠度有很大影響,輔助分散劑的種類和用量對膨潤土潤滑脂的稠度也有很大影響。后處理工藝和時間對膨潤土潤滑脂的稠度也有顯著影響,對于膨潤土潤滑脂的稠度,后處理時間有很好的參考價值。如果用量大于或小于此值,膨潤土潤滑脂的滲透性將增加。在膨潤土潤滑脂的生產(chǎn)過程中,影響膨潤土潤滑脂稠度的因素很多,因此有必要研究生產(chǎn)出合適的膨潤土潤滑脂。
利用膨潤土——蒙脫石層間的交換性陽離子與有機聚合物陽離子交換,制備了疏水親油的蒙脫石有機化合物。有機膨潤土在有機溶劑中溶脹,在溶劑中形成薄層分散體。有機膨潤土通過各層末端之間的氫鍵形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而起到增稠、高粘度和觸變性的作用。膨潤土凝膠的制備是制備牙膏載體、化妝品凝膠及化學催化劑、吸附劑和凈化劑的重要手段。
膨潤土主要由蒙脫石組成,蒙脫石含量為85-90%,與蒙脫石伴生的粘土礦物有伊利石、高嶺石、埃洛石、綠泥石、勃姆石和一些層間粘土礦物。伴生的非粘土礦物有石英、長石、沸石、石膏、方解石、黃鐵礦等,蒙脫石的化學式為:al2o3.4sio2.3h2o;其主要化學成分是二氧化硅、氧化鋁和水,還含有鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等元素。大部分為致密堅硬的塊狀,土壤類型少,露頭膨脹力強。油狀光澤、蠟狀光澤或土狀光澤,不透明。
在涂料方面,膨潤土常用作抗沉降劑和增稠劑,防止沉降的機理是改變體系的流變性質(zhì),使其具有觸變性,從而防止顏填料的沉降。目前,膨潤土應用廣泛。將其加入氯乙烯磺酸鹽防腐涂料和氯化橡膠防腐涂料中,涂料流平性好,無流掛現(xiàn)象,顏料沉降時間延長。在環(huán)氧銅粉導電涂料中加入膨潤土可以解決銅粉沉積問題,提高涂料的表面導電性。涂層的更小表面電阻率可達6.0×10-3。
蒙脫石有黃綠色、黃白色、灰色、白色等多種顏色,它可以是致密的塊狀或松散的土質(zhì)形狀。用手指摩擦時有潤滑感。加水后,小方塊體積膨脹數(shù)倍甚至20-30倍,懸浮在水中。水少了,就成糊狀了。事實上,蒙脫石的性質(zhì)和化學組成與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關。另外,膨潤土是一種多用途礦物,其質(zhì)量和應用范圍主要取決于蒙脫石的用量、性質(zhì)類型和晶體的化學性質(zhì)。因此,膨潤土的開發(fā)利用需要因地制宜,因地制宜。
膨潤土油脂生產(chǎn)中使用的增稠劑是陽離子表面活性劑改性的蒙脫石,一般稱為有機蒙脫石或有機膨潤土。因為蒙脫石晶體的相變溫度在700℃以上,它比脂肪酸皂型皂基潤滑脂增稠劑具有更高的相變溫度。從理論上講,膨潤土潤滑脂的使用溫度可以高于皂式潤滑脂,但由于陽離子表面活性劑高溫分解和基礎油蒸發(fā)損失的限制,膨潤土潤滑脂的非常高使用溫度遠低于蒙脫土的相變溫度。
鑄造用膨潤土具有良好的物理化學性能,可作為凈化脫色劑、膠粘劑、觸變劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑、填料、飼料、催化劑等,廣泛應用于服裝工業(yè)、輕工、化妝品、醫(yī)藥等領域。因此,它也可作為一種天然礦物材料使用。這種膨潤土可作為防水材料,如防水毯、防水板和支撐材料,應在pH值為4-10的地下環(huán)境中使用,改性膨潤土應在含鹽量較高的環(huán)境中使用,經(jīng)試驗合格后方可使用。
鑄造用膨潤土具有高粘度、高塑性、強度好、價格低廉等優(yōu)點,可用于鑄造砂的快速成型。膨潤土作為鑄造型砂的粘結(jié)材料,可以提高鑄件的塑性,有效地防止鑄件的各種缺陷,如夾砂、結(jié)疤、掉塊、塌砂等。在選型上,我們建議采用人工鈉基膨潤土,因為鈉基膨潤土的各項指標均明顯強于鈣基膨潤土,如:耐熱性、穩(wěn)定性均歸因于鈣基膨潤土。因此,即使在相對較高的溫度下,鈉基膨潤土在完全冷卻干燥后,再加水,仍具有很強的附著力。
有機膨潤土作為填料可以使涂料具有觸變性,其原理是有機膨潤土片晶中吸附有長鏈化合物,與涂層具有良好的親和力。片狀晶體邊緣含有有機膨潤土基團。在這些基團的幫助下,它可以在涂層中形成氫鍵。剪切力的存在破壞了涂層的氫鍵結(jié)構(gòu),降低了涂層的粘度;剪切力消除后。氫鍵結(jié)構(gòu)得到恢復,涂層的粘度得到恢復。因此,加入有機膨潤土可以提高涂料的粘度,防止涂料流掛。
膠質(zhì)是膨潤土的分級和質(zhì)量評價的技術(shù)指標之一,膠質(zhì)值越高,粘度越高,膨潤土凝膠值的分散度和水化程度是膨潤土的分散性、親水性和膨脹性的綜合性能。膨潤土的粒度與膨潤土的品位和蒙脫石含量密切相關。例如,鈉基膨潤土的價格高于鈣基膨潤土。相同膨潤土中蒙脫石含量越高,凝膠值越高,粘度越大。因此,膠體值是判別礦石類型、評價膨潤土質(zhì)量的技術(shù)指標之一。