第一節(jié)  有機膨潤土的簡介

有機膨潤土是一種無機礦物/有機銨復(fù)合物，以膨潤土為原料，利用膨潤土中蒙脫石的層片狀結(jié)構(gòu)及其能在水或有機溶劑中溶脹分散成膠體級粘粒特性，通過離子交換技術(shù)插入有機覆蓋劑而制成的。有機膨潤土在各類有機溶劑、油類、液體樹脂中能形成凝膠，具有良好的增稠性、觸變性、懸浮穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、潤滑性、成膜性，耐水性及化學(xué)穩(wěn)定性，在涂料工業(yè)中有重要的應(yīng)用價值。在油漆油墨、航空、冶金、‘化纖、石油等工業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用。（立項申請）

第二節(jié) 有機膨潤土的制備方法

有機膨潤土制備原理蒙脫石礦物是：蒙脫石是一種性能獨特的鋁硅酸鹽礦物，由兩層SiO四面體片中間夾一層AIO(OH)八面體片組成的層片狀礦物。蒙脫石結(jié)構(gòu)單元層中的Si·+可被A13+置換，八面體層內(nèi)的AP+常被Mg2+、Fe3+、Zn2+等多價離子置換，從而使晶格中電荷不平衡，產(chǎn)生剩余負電荷，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，在C軸(層片疊置方向)的晶層間的氧層與氧層的作用力較小，可形成良好的離解面，層間易于浸入水分子或其他極性分子，引起C軸方向的膨脹。這是其他非膨脹性粘土不具備的性能。由于這種性能，使蒙脫石層間充滿nH：O層間水及可交換性陽離子，它們是引起蒙脫石膨脹的動力。但是，不同成礦條件不同產(chǎn)地的膨潤土，其蒙脫石層間可交換性陽離子的種類與交換容量(CEC)有很大差別。其中，層間高價陽離子(Ca2+、Mg2+等)蒙脫石雙電層水化膜薄，膨脹倍數(shù)低；低價陽離子(Na+、K+等)水化膜厚，膨脹倍數(shù)高。因此，Na+蒙脫石再將其與有機覆蓋劑反應(yīng)。有機覆蓋劑通常是一類碳鏈長度大于12的陽離子表面活性劑，與蒙脫石晶層間的Na+按下式實現(xiàn)離子交換反應(yīng)，使親水性蒙脫石變?yōu)槭杷悦擅撌篘a+一蒙脫石+[NHa·R4-a]CI一[NHa·R4-a]一蒙脫石+NaCI

有機膨潤土的制備有濕法、預(yù)凝膠法和干法三種。這三種方法中,干法操作簡單,生產(chǎn)效率高,制出的有機膨潤土適于作為油基鉆探液的增稠劑,但此方法粉塵較多,對環(huán)境污染較大；濕法的關(guān)鍵步驟是懸浮液中的微粒的粒度是否達到要求,膨潤土中的雜質(zhì),特別是石英是否去除,它直接關(guān)系到有機膨潤土性能的好壞。值得注意的是,有機膨潤土的制備原料必須是鈉基膨潤土,而不能用鈣基膨潤土,因為Na較Ca的水合離子半徑大,使膨潤土的層間距d(001)加大,有利于有機陽離子的離子交換。 [2] 

有機膨潤土在我國已生產(chǎn)、應(yīng)用三十多年，廣泛用于工業(yè)涂料和脫模劑的生產(chǎn)，有機膨潤土是工業(yè)涂料的懸浮劑、增稠劑。具體使用方法是：先將有機膨潤土做成有機膨潤土膏（或稱有機膨潤土凝膠），再用有機膨潤土膏做涂料和脫模劑,有機膨潤土膏制造工藝如下表所示：（采用高速分散機）

第三節(jié) 有機膨潤土的市場現(xiàn)狀

目前，我國膨潤土產(chǎn)量約400萬噸/年，其中消費用量最大的是鑄造工業(yè)約占44%，鉆井泥漿約占28%，鐵礦球團約為18%，油脂脫色約為8%，其他用于石油化工、農(nóng)業(yè)、建材等。

目前，在中國膨潤土市場，鈣基膨潤土供過于求;鈉基膨潤土由于具備更優(yōu)良的穩(wěn)定性能，市場價值較高;活性白土應(yīng)用廣泛，但因受到原料及環(huán)保的影響，生產(chǎn)發(fā)展速度緩慢，不能滿足市場需求。有機膨潤土由于工藝、生產(chǎn)設(shè)備及質(zhì)量不穩(wěn)定等因素，同時受有機覆蓋劑的價格的影響，導(dǎo)致有機膨潤土的生產(chǎn)成本較高，發(fā)展緩慢。目前，高質(zhì)量的有機膨潤土仍以進口為主。

近兩年，我國有機膨潤土的生產(chǎn)和技術(shù)快速發(fā)展，由于國家對礦產(chǎn)保護政策的實施以及外資注入，提高了膨潤土原礦的價格，更由于鋼鐵企業(yè)壓產(chǎn)、降產(chǎn)，球團膨潤土幾乎無利潤可言。目前，有機膨潤土的價格，便宜的在1萬元//t左右，高的達到3-4萬元//t。隨著有機膨潤土生產(chǎn)加工技術(shù)的不斷進步和利益驅(qū)使，使得更多的膨潤土企業(yè)開始生產(chǎn)有機膨潤土。浙江安吉天龍有機膨潤土有限公司已成為全球最大的有機膨潤土加工基地，年產(chǎn)量接近5-7萬t。

第四節(jié) 有機膨潤土的發(fā)展前景

(1)油漆涂料市場

2014-2018年全球油漆和清漆需求量預(yù)計將保持4.7%的增長速度。在未來幾年，阿根廷、中國、印度、摩洛哥和美國被認為是最具發(fā)展?jié)摿Φ耐苛鲜袌觥?/span>

目前，以非水聚合物(除聚醋，乙烯基和丙烯酸聚合物)為基礎(chǔ)的油漆和清漆占全球需求量的36.6%。亞太地區(qū)近年來在建筑裝飾業(yè)的飛速發(fā)展亦推動著全球綠色環(huán)保涂料市場的需求增長。

據(jù)預(yù)測，全球建筑裝飾 行業(yè) 以及汽車制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展將成為未來全球綠色環(huán)保涂料市場的主要增長動力。我國油漆涂料產(chǎn)量已接近1000萬噸/年，按照添加0.3%-2%的要求，僅油漆涂料 行業(yè) 對有機膨潤土的需求將達到3-20萬噸/年。

(2)鉆井泥漿市場

據(jù)悉，我國頁巖油可采資源量為37億噸，并且我國石油開采將繼續(xù)加強，按照石油鉆井泥漿的需求，平均每口井添加4.0噸有機膨潤土計算，石油鉆井與頁巖油(氣)鉆井對有機膨潤土的需求將達到1-3萬噸/年左右。

(3)潤滑脂市場

潤滑脂目前主要應(yīng)用領(lǐng)域有冶金系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)、精密軸承、汽車 行業(yè) 等，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和提高產(chǎn)品質(zhì)量是當(dāng)前中國潤滑脂工業(yè)發(fā)展的主要方向，目標(biāo)是增加高滴點潤滑脂產(chǎn)品產(chǎn)量。目前，我國潤滑脂國內(nèi)需求量已達到42萬噸/年，潤滑脂 行業(yè) 對有機膨潤土，尤其是納米有機膨潤土的需求將會達到1-5萬噸/年左右。

未來幾年，國內(nèi)市場對有機膨潤土需求量將達到30-40萬噸/年，而有機膨潤土將朝著精細化、系列化、功能化等方向不斷發(fā)展。積極開展有機膨潤土生產(chǎn)技術(shù) 研究 ，加快成果產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，拓展有機膨潤土應(yīng)用領(lǐng)域，實現(xiàn)有機膨潤土高效、高附加值綜合利用將是有機膨潤土 行業(yè) 的主要發(fā)展方向。

 

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