膨潤土潤滑脂

1、膨潤土潤滑脂,請?jiān)诖溯斎肽母睒?biāo)題,簡單概述,膨潤土潤滑脂是一類重要的非皂基潤滑脂，是用改性膨潤土稠化礦物潤滑油或合成潤滑油制備的高溫潤滑產(chǎn)品。 用于生產(chǎn)膨潤土潤滑脂稠化劑，是經(jīng)陽離子表面活性劑改性的蒙脫石，蒙脫石晶體的相轉(zhuǎn)變溫度在700℃以上，它比皂基潤滑脂的稠化劑具有跟高的相轉(zhuǎn)變溫度，但是陽離子表面活性劑高溫分解，基礎(chǔ)油高溫?fù)]發(fā)。所以，它的使用溫度受到很大限制。,膨潤土潤滑脂的應(yīng)用,膨潤土潤滑脂不但具有良好的耐熱性，同時(shí)還具有良

2、好的的機(jī)械安定性和膠體安定性，所以廣泛應(yīng)用于冶金設(shè)備、鑄造及軋鋼設(shè)備、礦山重型設(shè)備、大型汽車、鐵道柴油機(jī)車，航空設(shè)備的軸承等等。,膨潤土的結(jié)構(gòu)和礦物學(xué)性質(zhì),生產(chǎn)膨潤土潤滑脂稠化劑是經(jīng)陽離子表面活性劑覆蓋生成的親有機(jī)性膨潤土，所以，生產(chǎn)有機(jī)膨潤土主要原料膨潤土礦石和陽離子表面活性劑。,蒙脫石的結(jié)構(gòu),,膨潤土的分類與比較,膨潤土與有機(jī)化合物的反應(yīng),目的 （1） 通過對反應(yīng)和生成物的觀察和分析，鑒定黏土礦物和有機(jī)化合物的分子組成及機(jī)構(gòu)；

3、 （2）改良土壤和改變處于生產(chǎn)過程中的黏土-水性體的膠體性質(zhì)或流變性質(zhì)； （3）制取有工業(yè)價(jià)值的有機(jī)黏土復(fù)合物。,反應(yīng)類型及對比,有機(jī)膨潤土覆蓋劑的制備,有機(jī)陽離子覆蓋劑,,有機(jī)陽離子覆蓋劑分類,1.氨類有機(jī)陽離子覆蓋劑2.季銨鹽類覆蓋劑,多元胺覆蓋劑,雜環(huán)氨基化合物覆蓋劑,脂肪酸氨基酰胺覆蓋劑,極性有機(jī)分子覆蓋劑,有機(jī)膨潤土的生產(chǎn)工藝過程,,膨潤土的提純,膨潤土的提純方法一般分為物理提純方法和化學(xué)提純方法。物理提純方法即選礦提

4、純方法，又分為手選、風(fēng)選（干法提純）和水選（濕法提純）等。(1)手選手選主要用于原礦蒙脫石含量較高的膨潤土。在采礦場由人工將礦石中的大塊廢石挑選出來，也可以根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)指標(biāo)要求分地段、分層位采礦，分別堆放，單獨(dú)加工。其加工流程如下：,,根據(jù)膨潤土的原礦情況，軟質(zhì)膨潤土無須破碎，硬質(zhì)膨潤土則須利用顎式破碎機(jī)或雷蒙磨將其破碎至粒徑（Φ）為2cm左右的碎塊；然后采用自然或加熱干燥去除水分（水含量≤12%~6%）；手選或用振動篩剔除Φ

5、≥2cm的大塊；最后利用雷蒙磨將細(xì)粒礦石粉碎（約200目）。 風(fēng)選（干法提純）是目前普遍使用的膨潤土提純方法，該法適用于蒙脫石含量高（蒙脫石含量大于80％）、粒度較細(xì)而脈石礦物石英、長石較粗的礦石。其工藝流程如下：,,首先，通過自然干燥，使原礦的水分從40％降至25％以下；然后將原礦破碎至3～4cm；進(jìn)一步采用干燥機(jī)干燥使膨潤土的水分含量小于6％～12％。為防止因蒙脫石結(jié)構(gòu)變化而引起膨潤土的性能改變，烘干溫度應(yīng)低于250℃，且時(shí)間不易

6、過長。 利用雷蒙磨將其粉磨至100～325目后，采用氣流分級機(jī)進(jìn)行分級，同時(shí)去除長石、石英等砂質(zhì)礦物，即得最終產(chǎn)品。,,對于原礦中蒙脫石含量只在30％～80％的低品位膨潤土或所含長石、石英的粒度較細(xì)的膨潤土，要獲得更高純度的膨潤土或蒙脫石，往往采用濕法提純。工藝流程如下：,,膨潤土提純的程度與膨潤土原礦的物相組成、結(jié)構(gòu)、粒度等直接相關(guān)。因此，濕法提純的影響因素較多，例如不同的固－液比、離心機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和離心時(shí)間、加入分散劑（絮凝劑

7、）的類型和用量以及膨潤土礦漿的溫度等都會影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，必須根據(jù)原土的礦物特征選擇適宜的提純方法。,膨潤土的改型,蒙脫石結(jié)構(gòu)單元層中的Si4+可被Al3+置換，八面體層內(nèi)的Al3+常被Mg2+、Ca2+、Fe3+、Zn2+、Li+、Na+等置換，從而使晶格中電荷不平衡，產(chǎn)生剩余負(fù)電荷，使其具有吸附陽離子和交換性陰離子的能力，有較高的水化能。由于這種性能，使蒙脫石層間充滿nH2O層間水及可交換陽離子，對于不同成因與產(chǎn)地的膨潤土

8、，其蒙脫石層間可交換性陽離子的種類與交換容量（CEC）有較大的差別。其中，高價(jià)陽離子（Ca2+、Mg2+等）水化膜薄，膨脹倍數(shù)低，CEC??；低價(jià)陽離子（Na+、K+等）水化膜厚，膨脹倍數(shù)高，CEC大。鈉基膨潤土較鈣基膨潤土具有更高的吸水率和熱穩(wěn)定性能，更強(qiáng)的可塑性和粘結(jié)性，以及更優(yōu)異的膠體懸浮液觸變性、潤滑性。因此，鈣基膨潤土的鈉化改型是提高其應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有效途徑之一。,膨潤土的改性,膨潤土的表面改性是指用物理、化學(xué)、機(jī)械等方

9、法對其表面進(jìn)行處理，根據(jù)應(yīng)用的需要有目的地改變膨潤土礦物表面的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，如表面結(jié)構(gòu)、表面能、電性、吸附性能和反應(yīng)活性等，以滿足其在不同技術(shù)或領(lǐng)域中的應(yīng)用，從而提高膨潤土的性能及使用價(jià)值。 常用的膨潤土改性措施有機(jī)械力活化、熱活化、酸活化和有機(jī)活化等、,膨潤土的提純、活化與鈉化改型的聯(lián)合處理工藝,,（4）膨潤土原礦進(jìn)行酸化、鈉化、有機(jī)化的聯(lián)合工藝 流程如圖所示。,,膨潤土的改型-人工鋰化,鋰基膨潤土能夠在有機(jī)溶劑

10、中成膠，代替有機(jī)膨潤土。鋰基膨潤土在水中、低級醇及低級酮中有優(yōu)良的膨脹性、增稠性和懸浮性，因而被廣泛用于建筑涂料，乳膠漆，鑄造涂料等產(chǎn)品中取代各種有機(jī)纖維素懸浮劑。我國目前生產(chǎn)的鋰基膨潤土主要用作鑄造耐火涂料的懸浮劑。然而，天然鋰基膨潤土資源很少，因此，人工鋰化是制備鋰基膨潤土的主要方法之一。,,人工鋰化是用鋰離子置換蒙脫石層間可交換Ca2+，Mg2+等陽離子，將鈣基膨潤土改型為鋰基膨潤土。其反應(yīng)機(jī)理為： Ca（Mg）

11、-膨潤土+Li2CO3 →Li-膨潤土+Ca（或Mg）CO3 Ca（Mg）-膨潤土+LiCl →Li-膨潤土+Ca（或Mg）Cl2 一般用Li2CO3進(jìn)行改型。制備工藝： 提純膨潤土加水制成膏漿 → 加酸活化→ 加改型劑（碳酸鋰溶液） 混碾→陳化 → 過濾 → 干燥（溫度小于120℃）→粉磨包裝。 鋰鹽的加入量直接關(guān)系到改型效果

12、，根據(jù)膨潤土原料的陽離子交換容量確定鋰鹽的加入量，一般不超過5%。一定范圍內(nèi)，隨鋰鹽加入量的增加制得的改性膨潤土的膨脹值增大；但鋰鹽加入量超過一定值后，膨脹值不再增加。,鋰基膨潤土制備工藝如圖所示。,,活性白土的制備（活化）,經(jīng)過酸化處理的膨潤土稱作活性白土又稱漂白土，分子式為H2Al2（SiO3）4·H2O，是一種具有微孔結(jié)構(gòu)，比表面積大的多孔型白色-灰白色粉末，具有強(qiáng)的吸附性。 酸化反應(yīng)，實(shí)際上是一個(gè)溶解雜質(zhì)，離子交

13、換以及部分結(jié)構(gòu)破壞的過程。在酸化過程中，一些碳酸鹽類等可被酸溶解的雜質(zhì)礦物溶解后，提高了原料中的蒙脫石含量； 小半徑高活性的H+取代蒙脫石層間可交換陽離子Ca2+、Mg2+、K+、Na+等，改變蒙脫石礦物晶體的表面積電位，增加其吸附特性； 在不改變蒙脫石層狀結(jié)構(gòu)骨架的情況下，強(qiáng)酸將蒙脫石八面體層邊緣的部分Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+，以及四面體層中邊緣部分的Si4+溶出，使蒙脫石晶格“松散”，晶體層兩端孔道增大，增

14、加其比表面積，可從原土的80m2/g增至200-400m2/g。因此經(jīng)酸化處理的膨潤土具有強(qiáng)的化學(xué)活性和吸附性。,,活性白土能脫去（吸附）油脂色素（包括α胡蘿卜素、β胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素、棉酚、氧化色素、蛋白質(zhì)分解物、血紅素、酶…等）、高分子有機(jī)大分子。這種能力主要不是通過離子交換吸附，而是物理吸附。 活性白土在工業(yè)上應(yīng)用很廣，主要用于石油產(chǎn)品精煉、脫色，在油脂工業(yè)中用于食用菜油的脫色，還有肥皂、塑料、樹脂等方面的脫色等用

15、途，如在煉油工業(yè)中凈化汽油、煤油和其它礦物油、石蠟、凡士林等。 在催化蒸餾石油時(shí)，使用活化膨潤土可起到催化作用，使碳化物分解。在催化工業(yè)中膨潤土被用來凈化粗苯，在300～450℃時(shí)，可作為催化劑載體。 活性膨潤土具有乳化作用、親和炭粒以及去污效力強(qiáng)，還起到改善肥皂效率的一種分散劑作用、可代替部分油脂。 在油脂加工工業(yè)中，活性膨潤土除具有脫色作用外，還可清除加工油脂時(shí)所產(chǎn)生的不純物。目前有些國家還用活性膨潤土作

16、人造奶油和其它人造油的凈化劑。,有機(jī)膨潤土的制備,有機(jī)膨潤土的制備有濕法、干法和預(yù)凝膠法三類。（1）濕法 分散膨潤土經(jīng)改型、提純、精制，用長碳鏈有機(jī)陽離子取代蒙脫石晶層間金屬離子，使層間距擴(kuò)大至1.7~3.0nm，形成疏水的有機(jī)復(fù)合物，再經(jīng)脫水、干燥、破碎成粉末產(chǎn)品。（2）干法 將含水量20%~30%的精選鈉蒙脫石與有機(jī)覆蓋劑直接混合，用專門的加熱混合器混合均勻，再經(jīng)擠壓，制成含一定水分的有機(jī)膨潤土；也可進(jìn)一步烘燥、破碎成粉狀產(chǎn)

17、品，或?qū)⒑欢ㄋ挠袡C(jī)膨潤土直接分散于有機(jī)溶劑中（如柴油），制成凝膠或乳膠體產(chǎn)品。（3）預(yù)凝膠法 類似濕法，是將膨潤土分離、改型提純。在有機(jī)覆蓋過程中加入疏水有機(jī)溶劑（如礦物油），把疏水的蒙脫石復(fù)合物萃取進(jìn)入有機(jī)油，分離出水相，再蒸發(fā)出去殘留水分，直接制成有機(jī)膨潤土預(yù)凝膠。,有機(jī)膨潤土的應(yīng)用,有機(jī)膨潤土，是由有機(jī)離子或中性分子以共價(jià)鍵、離子鍵、氫鍵、偶極鍵以及德華力、庫倫力與蒙脫石結(jié)合成的蒙脫石有機(jī)復(fù)合物。各種膨潤土均具有親水疏油性

18、，使其廣泛應(yīng)用在有機(jī)溶劑中失去了在水溶液中的一些優(yōu)良特性，因而在一些領(lǐng)域中的應(yīng)用受到限制。 有機(jī)膨潤土是一種觸變性凝膠，屬于非牛頓液體一類。其化學(xué)活性低，即不溶解于有機(jī)液體中，又不與有機(jī)體系產(chǎn)生反應(yīng)；但在有機(jī)溶劑中卻可形成觸變性凝膠體，且具有親油疏水性能。有機(jī)土抗稀酸和堿，防水性和熱穩(wěn)定性好，能耐150~175℃高溫，這些可貴的性質(zhì)使其廣泛應(yīng)用在油漆、油墨、涂料、化妝品、石油鉆井的油包水泥漿、玻璃纖維及高壓鑄造工業(yè)等領(lǐng)域。