以十六烷基三甲基溴化铵对高岭土进行插层和有机改性的方法

摘要

本发明公开了一种以十六烷基三甲基溴化铵对高岭土进行插层和有机改性的方法。它的步骤如下：1）将10质量份高岭土加入到反应器中，加入100体积份去离子水，机械搅拌，加热，恒温，得到悬浮液；2）在悬浮液中，加入十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵和高岭土的质量比为1：10～1：20，常温搅拌，得到共混液；3）共混液经过滤，去离子水洗涤，晾干后，放入真空干燥箱中常温干燥，研磨成粉。本发明改性的高岭土改善了层间的微环境，使粘土内外表面由亲水性转变为亲油性，提高了复合材料的性能。既可以作为有机相的添加剂，也可以进一步在有机相中反应。在涂料工艺、陶瓷工艺等方面都有着广泛的应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及一种以十六烷基三甲基溴化铵对高岭土进行插层和有机改性的方法。

背景技术

高岭土是一种常见的无机粘土，其结构由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体通过氧原子的共享交错堆积而成，化学分子式为 Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O。高岭土有着良好的烧结性和较高的耐火性,这些性质使其成为陶瓷生产的主要原料，此外高岭土高度的分散性、吸附性使其在造纸和涂料领域有着广泛的应用前景。

对无机粘土矿物进行有机改性尤其是插层改性是近年来材料科学研究的一大热点。插层改性能够使无机粘土的层间距增大，提升无机粘土的机械性能和热性能，而且表面活性剂对无机粘土矿物的插层改性，无机粘土内外表面由亲水性变为疏水性，这可以使层状粘土与大多数高分子具有很好的相容性，提供了一条无机粘土矿物与高分子材料复合的新途径。一些无机粘土诸如蒙脱土较容易被其它物质插层，相关的复合材料的制备在众多文献及专利中都有涉及。但是由于高岭土特殊的层间结构，高岭土的插层较难实现，文献中涉及的很少。并且目前已有文献中的制备方法由于复杂的工艺以及较高的代价只能停留在实验室阶段，制备的样品插层率过低，这些都妨碍了高岭土插层改性材料的实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以十六烷基三甲基溴化铵对高岭土进行插层和有机改性的方法。

以十六烷基三甲基溴化铵对高岭土进行插层和有机改性的方法的步骤如下：

1）将10质量份高岭土加入到反应器中，加入100体积份去离子水，机械搅拌，加热至60～80℃，恒温0.5~1小时，得到悬浮液；

2）在悬浮液中，加入十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵和高岭土的质量比为1：10～1：20，常温搅拌24~48小时，得到共混液；

3）共混液经过滤，去离子水洗涤，晾干后，放入真空干燥箱中常温干燥，研磨成粉。

所述的高岭土是在自然界的产出形态为粘土或较疏松的块状矿石。所述的十六烷基三甲基溴化铵为分析级的化学试剂。

 

    本发明的优点在于利用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对高岭土进行改性，成功地插入了高岭土的层间，是一种对高岭土进行有机改性的全新方案。相比未改性的高岭土，改性后的高岭土层间距明显增大，内外微环境发生明显改变。本发明所使用的十六烷基三甲基溴化铵和高岭土价廉易得，整个制备过程工艺简单，实用性强，获得的产物很大程度上提升了高岭土原有的热性能和机械性能。因此其在涂料工业、陶瓷工业等方面有着广泛的应用前景。

   具体实施方式

本发明中高岭土是在自然界的产出形态为粘土或较疏松的块状矿石。所述的十六烷基三甲基溴化铵为分析级的化学试剂。

实施例1

1）将10质量份高岭土加入到反应器中，加入100体积份去离子水，机械搅拌，加热至60℃，恒温0.5小时，得到悬浮液；

2）在悬浮液中，加入十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵和高岭土的质量比为1：10，常温搅拌24小时，得到共混液；

3）共混液经过滤，去离子水洗涤，晾干后，放入真空干燥箱中常温干燥，研磨成粉。

实施例2

1）将10质量份高岭土加入到反应器中，加入100体积份去离子水，机械搅拌，加热至80℃，恒温1小时，得到悬浮液；

2）在悬浮液中，加入十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵和高岭土的质量比为1：20，常温搅拌48小时，得到共混液；

3）共混液经过滤，去离子水洗涤，晾干后，放入真空干燥箱中常温干燥，研磨成粉。

实施例3

1）将10g高岭土加入到250mL烧瓶中，加100mL的去离子水，浓度为10%（w/v），机械搅拌，加热至80℃，恒温0.5小时，得到悬浮液；

2）在上述悬浮液中，加入十六烷基三甲基溴化铵0.7g，常温搅拌24小时;

3）搅拌后的共混液经过滤，去离子水洗涤，晾干后，将固体放入真空干燥箱中常温干燥，研磨成粉。

实施例4

1）将15g高岭土加入到250mL烧饼中，加150mL的去离子水，浓度为10%（w/v），机械搅拌，加热至60℃，恒温1小时，得到悬浮液；

2）在上述悬浮液中，加入高岭土1. 5g的十六烷基三甲基溴化铵，常温搅拌48小时;

3）搅拌后的共混液经过滤，去离子水洗涤，晾干后，将固体放入真空干燥箱中常温干燥，研磨成粉。

实施例5

1）将10g高岭土加入到250mL烧饼中，加100mL的去离子水，浓度为10%（w/v），机械搅拌，加热至70℃，恒温1小时，得到悬浮液；

2）在上述悬浮液中，加入高岭土0. 8g的十六烷基三甲基溴化铵，常温搅拌48小时;

3）搅拌后的共混液经过滤，去离子水洗涤，晾干后，将固体放入真空干燥箱中常温干燥，研磨成粉。