一種製備有機土的方法
2023-12-01 13:48:51 3
專利名稱：一種製備有機土的方法
技術領域：
本發明涉及一種製備有機土的方法，尤其涉及一種製備可用於聚醯胺單體聚合改性的有機土的方法。
納米尼龍是將經處理過的有機粘土剛性棒狀大分子以近似分子水平分散在柔性鏈的尼龍6基體中。隨著納米粘土插層化技術的進展，納米尼龍複合材料已成為當今技術較為成熟、研究報導最多，最有希望率先實現產業化的納米複合材料。通常納米粘土的加入量只有3％～5％(重量)就能導致聚合物的力學性能、熱學性能發生顯著變化，可達到20％～30％無機物的填充效果。由於其具有較好的剛性、耐熱性、透明性和較低的吸水率，因此可做為尼龍的替代品。
為製備高性能的納米尼龍複合材料，首先要製備有機土。CN 1138593A採用H3PO4與己內醯胺反應，生成磷酸己內醯胺有機化劑，然後將此有機化劑加入到粘土水溶液中進行離子交換，使己內醯胺陽離子插入無機矽酸鹽層間，形成有機土。此方法生成的有機土為流動性較差的膠體，親水性較強，體系中大量的水只能通過蒸餾除去，因此能耗很高；且體系中的無機離子無法去除，必將影響最終聚合產品的性能。
CN 1206028A採用長鏈季銨鹽作有機化劑處理粘土，此種方法雖可將大量的水通過過濾除去，降低了能耗，但由於季銨鹽加入的量太多，影響聚醯胺的聚合，使得聚合產物的分子量上不去，使最終聚合產品的性能不及己內醯胺均聚物的性能好。
發明內容
本發明製備有機土的原料和組分含量(重量份)如下蒙脫土 0.5～30有機胺鹽 0.01～20內醯胺 0.05～20質子化劑 0.01～1.0分散介質 1～800其中蒙脫土是鋁矽酸鹽或鎂矽酸鹽，包括層狀結構的雲母族、粘土族、綠泥石族矽酸鹽，鏈狀結構的輝石族、閃石族矽酸鹽和架狀結構的長石族、沸石族及群青族矽酸鹽；其陽離子交換能力為50～300meq/100g。
有機胺鹽可以是長鏈季胺鹽、1010鹽、1013鹽、1012鹽。
內醯胺可以是己內醯胺、辛內醯胺、十一內醯胺、十二內醯胺等質子化劑是鹽酸、磷酸、硫酸。
分散介質為水、低級醇類。
製備方法按下述步驟進行1)將0.5份～30份陽離子交換容量為50-300meq/100g的蒙脫土分散在1份～800份分散介質中，高速攪拌後用浮選法去除雜質，使之形成穩定的懸浮體系a；2)將有機胺鹽0.01份～20份、內醯胺0.05份～20份、質子化劑0.01份～1份和分散介質混合均勻，形成均一體系b；3)在高速攪拌下將a滴加至b中，在15℃～160℃，0～1.2Mpa(表壓)下，反應0.5h～7h。然後離心過濾去除分散介質，經洗滌後得有機土。
與現有技述相比，本發明具有如下優點(1)、把蒙脫土的水分散液滴加到複合有機化劑的水分散液中更有利蒙脫土的離子交換，製備的有機土與聚醯胺單體的相溶性更好。(2)通過本發明脫除分散介質，大大節約了能源，提高了設備利用率，製備有機土的時間縮短。(3)、通過本發明製得的有機土可用於聚醯胺單體的聚合，製得的聚醯胺/矽酸鹽納米複合材料的性能進一步提高，與現有技術對比如表1
表1
具體實施例實施例1將陽離子交換總容量為120meq/100g的粘土100克分散在5000克水介質中高速攪拌後用浮選法去除雜質，形成穩定懸浮體系a；將2.6g季胺鹽、11g己內醯胺、11g硫酸和100g水混合均勻，形成均一體系b；在高速攪拌下將a滴加至b中，80℃常壓下反應4h。然後離心過濾去除分散介質，經洗滌後得有機土。
實施例2配方同例1，條件改為在高速攪拌下將b滴加至a中，其餘同例1。
比較例1將陽離子交換總容量為120meq/100g的粘土100克分散在5000克水介質中高速攪拌後用浮選法去除雜質，形成穩定懸浮體系a；將4g季胺鹽和100g水混合均勻，形成均一體系b；在高速攪拌下將b滴加至a中，80℃下常壓反應4h後過濾乾燥，經粉碎得到有機土。
比較例2將陽離子交換總容量為120meq/100g的粘土100克分散在5000克水介質中高速攪拌後用浮選法去除雜質，形成穩定懸浮體系a；將11g己內醯胺、12g硫酸混合均勻，形成均一體系b；在高速攪拌下將b滴加至a中，80℃下常壓反應4h後得到有機粘土水溶液。
將實施例1、2和比較例1、2的有機土按照粘土含量3％分別加入到己內醯胺中在相同的條件下進行聚合，得到的複合材料力學性能見表2。
表2
權利要求
1.一種製備有機土的方法，其特徵在於a、原料和組分含量(重量份)如下蒙脫土0.5～30有機胺鹽 0.01～20內醯胺0.05～20質子化劑 0.01～1.0分散介質 1～800b、製備方法按下述步驟進行1)將0.5份～30份陽離子交換容量為50-300meq/100g的蒙脫土分散在1份～800份分散介質中，高速攪拌後用浮選法去除雜質，使之形成穩定的懸浮體系a；2)將有機胺鹽0.01份～20份、內醯胺0.05份～20份、質子化劑0.01份～1份和分散介質混合均勻，形成均一體系b；3)在高速攪拌下將a滴加至b中，在15℃～160℃，0～1.2Mpa(表壓)下，反應0.5h～7h。然後離心過濾去除分散介質，經洗滌後得有機土。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於蒙脫土是鋁矽酸鹽或鎂矽酸鹽，包括層狀結構的雲母族、粘土族、綠泥石族矽酸鹽，鏈狀結構的輝石族、閃石族矽酸鹽和架狀結構的長石族、沸石族及群青族矽酸鹽；其陽離子交換能力為50～300meq/100g。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於有機胺鹽可以是長鏈季胺鹽、1010鹽、1013鹽、1012鹽。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於有機胺鹽可以是長鏈季胺鹽、1010鹽、1013鹽、1012鹽。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於內醯胺可以是己內醯胺、辛內醯胺、十一內醯胺、十二內醯胺。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於內醯胺可以是己內醯胺、辛內醯胺、十一內醯胺、十二內醯胺。
7.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於質子化劑是鹽酸、磷酸、硫酸。
8.根據權利要求4或6所述的方法，其特徵在於質子化劑是鹽酸、磷酸、硫酸。
9.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於分散介質為水、低級醇類。
10.根據權利要求4或6所述的方法，其特徵在於分散介質為水、低級醇類。
11.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於分散介質為水、低級醇類。
全文摘要
本發明公開一種製備有機土的方法,原料和組分含量(重量份)為:蒙脫土0.5～30、有機胺鹽0.01～20、內醯胺0.05～20、質子化劑0.01～1.0、分散介質1～800;製備方法按下述步驟進行:將蒙脫土分散在分散介質中,高速攪拌後用浮選法去除雜質,使之形成穩定的懸浮體系a;將有機胺鹽、內醯胺、質子化劑和分散介質混合均勻,形成均一體系b;在高速攪拌下將a滴加至b中,在15℃～160℃,0～1.2MPa(表壓)下,反應0.5h～7h,然後離心過濾去除分散介質,經洗滌後得有機土。該方法製得的有機土用於聚醯胺單體的聚合,製得的聚醯胺/矽酸鹽納米複合材的性能進一步提高。
文檔編號C09C3/08GK1377922SQ01131620
公開日2002年11月6日 申請日期2001年12月14日 優先權日2001年12月14日
發明者伍仟新, 彭治漢, 馮美平, 張懷中, 曾伏軍 申請人:巴陵石化嶽陽石油化工總廠