增稠工艺对膨润土润滑脂的稠度有很大影响,辅助分散剂的种类和用量对膨润土润滑脂的稠度也有很大影响。后处理工艺和时间对膨润土润滑脂的稠度也有显著影响,对于膨润土润滑脂的稠度,后处理时间有很好的参考价值。如果用量大于或小于此值,膨润土润滑脂的渗透性将增加。在膨润土润滑脂的生产过程中,影响膨润土润滑脂稠度的因素很多,因此有必要研究生产出合适的膨润土润滑脂。
利用膨润土——蒙脱石层间的交换性阳离子与有机聚合物阳离子交换,制备了疏水亲油的蒙脱石有机化合物。有机膨润土在有机溶剂中溶胀,在溶剂中形成薄层分散体。有机膨润土通过各层末端之间的氢键形成三维网状结构,从而起到增稠、高粘度和触变性的作用。膨润土凝胶的制备是制备牙膏载体、化妆品凝胶及化学催化剂、吸附剂和净化剂的重要手段。
膨润土主要由蒙脱石组成,蒙脱石含量为85-90%,与蒙脱石伴生的粘土矿物有伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、勃姆石和一些层间粘土矿物。伴生的非粘土矿物有石英、长石、沸石、石膏、方解石、黄铁矿等,蒙脱石的化学式为:al2o3.4sio2.3h2o;其主要化学成分是二氧化硅、氧化铝和水,还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素。大部分为致密坚硬的块状,土壤类型少,露头膨胀力强。油状光泽、蜡状光泽或土状光泽,不透明。
在涂料方面,膨润土常用作抗沉降剂和增稠剂,防止沉降的机理是改变体系的流变性质,使其具有触变性,从而防止颜填料的沉降。目前,膨润土应用广泛。将其加入氯乙烯磺酸盐防腐涂料和氯化橡胶防腐涂料中,涂料流平性好,无流挂现象,颜料沉降时间延长。在环氧铜粉导电涂料中加入膨润土可以解决铜粉沉积问题,提高涂料的表面导电性。涂层的更小表面电阻率可达6.0×10-3。
蒙脱石有黄绿色、黄白色、灰色、白色等多种颜色,它可以是致密的块状或松散的土质形状。用手指摩擦时有润滑感。加水后,小方块体积膨胀数倍甚至20-30倍,悬浮在水中。水少了,就成糊状了。事实上,蒙脱石的性质和化学组成与其内部结构密切相关。另外,膨润土是一种多用途矿物,其质量和应用范围主要取决于蒙脱石的用量、性质类型和晶体的化学性质。因此,膨润土的开发利用需要因地制宜,因地制宜。
膨润土油脂生产中使用的增稠剂是阳离子表面活性剂改性的蒙脱石,一般称为有机蒙脱石或有机膨润土。因为蒙脱石晶体的相变温度在700℃以上,它比脂肪酸皂型皂基润滑脂增稠剂具有更高的相变温度。从理论上讲,膨润土润滑脂的使用温度可以高于皂式润滑脂,但由于阳离子表面活性剂高温分解和基础油蒸发损失的限制,膨润土润滑脂的非常高使用温度远低于蒙脱土的相变温度。
铸造用膨润土具有良好的物理化学性能,可作为净化脱色剂、胶粘剂、触变剂、悬浮剂、稳定剂、填料、饲料、催化剂等,广泛应用于服装工业、轻工、化妆品、医药等领域。因此,它也可作为一种天然矿物材料使用。这种膨润土可作为防水材料,如防水毯、防水板和支撑材料,应在pH值为4-10的地下环境中使用,改性膨润土应在含盐量较高的环境中使用,经试验合格后方可使用。
铸造用膨润土具有高粘度、高塑性、强度好、价格低廉等优点,可用于铸造砂的快速成型。膨润土作为铸造型砂的粘结材料,可以提高铸件的塑性,有效地防止铸件的各种缺陷,如夹砂、结疤、掉块、塌砂等。在选型上,我们建议采用人工钠基膨润土,因为钠基膨润土的各项指标均明显强于钙基膨润土,如:耐热性、稳定性均归因于钙基膨润土。因此,即使在相对较高的温度下,钠基膨润土在完全冷却干燥后,再加水,仍具有很强的附着力。
有机膨润土作为填料可以使涂料具有触变性,其原理是有机膨润土片晶中吸附有长链化合物,与涂层具有良好的亲和力。片状晶体边缘含有有机膨润土基团。在这些基团的帮助下,它可以在涂层中形成氢键。剪切力的存在破坏了涂层的氢键结构,降低了涂层的粘度;剪切力消除后。氢键结构得到恢复,涂层的粘度得到恢复。因此,加入有机膨润土可以提高涂料的粘度,防止涂料流挂。
胶质是膨润土的分级和质量评价的技术指标之一,胶质值越高,粘度越高,膨润土凝胶值的分散度和水化程度是膨润土的分散性、亲水性和膨胀性的综合性能。膨润土的粒度与膨润土的品位和蒙脱石含量密切相关。例如,钠基膨润土的价格高于钙基膨润土。相同膨润土中蒙脱石含量越高,凝胶值越高,粘度越大。因此,胶体值是判别矿石类型、评价膨润土质量的技术指标之一。