СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОФИЛЬНОГО ПОРОШКООБРАЗНОГО БЕНТОНИТА
METHOD FOR OBTAINING ORGANOPHILIC POWDERED BENTONITE

Изобретение относится к способу органомодифицирования бентонитовой глины, которая используется для производства полимерных нанокомпозитов.
Известен способ получения порошкообразного органофильного бентонита путем сухого перемешивания при комнатной температуре бентонитового порошка с четвертичной аммониевой солью (ЧАС) в соотношении 10:4-10:6 в течение 10 мин (Патент РФ №2129577 от 19.06.1998 г., опубл. 27.04.1999 г.).
Недостатком данного изобретения является сухой способ органомодификации, который является малоэффективным и снижает качество конечного продукта.
Известен способ получения порошкообразного органобентонита путем перемешивания в реакторе-смесителе бентонитового порошка с ЧАС при давлении 550 мм рт. ст. в течение 8-20 мин (Патент РФ №2176983 от 24.08.2000 г., опубл. 20.12.2001 г.).
Недостатком данного способа является сложность и трудоемкость процесса, заключающегося в создании специальных условий по давлению в процессе перемешивания.
В качестве прототипа принят способ модифицирования наносиликатов, включающий приготовление суспензии бентонита в 1М растворе хлорида натрия с последующим перемешиванием в течение 30 мин. Далее из суспензии выделяют тонко дисперсную часть, которая составляет 50% от массы бентонита. После этого в полученную суспензию добавляют модификатор - 77%-ный раствор дистеарилметиламмоний хлорида. Затем суспензию снова перемешивают в течение 1 часа и центрифугируют в течение 4 мин. Полученный органобентонит двукратно промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 105-110°С до постоянной массы (Патент РФ №2433954 от 11.05.2010 г., опубл. 20.11.2011 г.).
Недостатком данного способа является низкий выход тонкодисперсной фракции вследствие диспергирования бентонита в 1М растворе хлорида натрия, обладающем коагулирующими свойствами, что приводит к снижению эффективности процесса.
Техническим результатом является повышение эффективности при получении органомодифицированного порошкообразного бентонита путем увеличения выхода тонкодисперсной фракции, а также упрощение процесса и снижение трудоемкости органомодификации.
Технический результат достигается за счет предлагаемого способа, заключающегося в том, что 6%-ную суспензию бентонита готовят на основе воды, в которой бентонит подвергают диспергированию в течение 15 мин, а затем активируют хлоридом натрия до получения 1М раствора в течение еще 15 мин.
6%-ную суспензию природного бентонита приготавливают в емкости с пропеллерной мешалкой и интенсивно перемешивают в отсутствии хлорида натрия до получения однородной суспензии в течение 15 мин. После этого с целью активирования глины в процессе перемешивания подается хлорид натрия в количестве, необходимом для получения 1М раствора. Процесс активации завершается через 15 мин после введения хлорида натрия. Далее суспензию отделяют от грубодисперсных частиц путем декантации и обрабатывают модификатором - 77%-ным раствором дистеарилметиламмоний хлорида. Суспензию перемешивают в течение 1 часа, центрифугируют в течение 4 мин, промывают дистиллированной водой и сушат до постоянной массы при температуре 105-110°С. Введение этапа диспергирования бентонита в воде до введения хлорида натрия - коагулянта дает средний размер частиц почти в два раза ниже (фиг. 1, а), чем в 1М растворе хлорида натрия (фиг. 1, б), что позволяет существенно увеличить выход тонкодисперсной фракции. Предлагаемое диспергирование бентонита в воде и рост при этом удельной поверхности частиц бентонита способствуют повышению скорости катионного обмена и быстрому снижению концентрации коагулирующих катионов на твердой поверхности.
Пример 1. 6%-ную водную суспензию природной бентонитовой глины получают путем смешивания 6 г бентонита и 94 г воды. Далее суспензию подвергают перемешиванию в емкости с пропеллерной мешалкой в течение 15 мин. После этого в суспензию добавляют 5,5 г NaCl и продолжают перемешивание на 15 мин. Далее суспензию отделяют от грубодисперсных частиц путем декантации, обрабатывают органическим соединением и перемешивают еще 60 мин. Полученный органобентонит центрифугируют в течение 4 мин, двукратно промывают дистиллированный водой и подвергают сушке до постоянной массы при температуре 105-110°С. В результате - выход органомодифицированного порошкообразного бентонита увеличивается на 36%.