膨润土润滑脂
膨润土润滑脂系以活化膨润土为稠化剂，稠化矿物润滑油而制成的润滑脂。天然膨润土不能直接稠化矿物润滑油，必须经过精选和研磨成细粉（1～3μm）后，用带长链烷基（碳十六到碳十八的）胺等进行阳离子交换，使其表面活化（呈鳞片状）后代替一般动植物脂肪酸皂稠化中、高黏度矿物润滑油，并加入甲醇、乙醇或丙酮等分散剂，形成均质、分散、稳定的胶体。由于加成的烷基胺等表面活性剂和分散剂都是有机化合物，故又称为有机-膨润土润滑脂（organo-clay grease）。它的高低温性能、化学安定性、热安定性、抗剪切性良好。多用于汽车底盘、万向节、驾驶舵、轮毂和水泵轴承等的润滑。但不宜长时间在150℃左右和滚动轴承内使用，还存在析油少，对金属表面的润滑不够充分的缺点，现正在改进中。有机-膨润土稠化合成酯类润滑油，并加抗氧化剂，防腐剂和防锈剂可制得有机-膨润土合成油润滑脂，用于飞机的轴承和齿轮等部件的润滑。使用温度范围为
-35～150℃。
膨润土润滑脂的特点如下；
(1)有机膨润土不像皂基脂那样变化，因此膨润土润滑脂没有滴点，其高温性仅决定于表面活性剂的耐高温性能。一般的膨润土润滑脂可使用在150℃以上。
(2)膨润土润滑脂的低温性主要决定于所选用基础油的低温性，同时也取决于稠化剂的用量。
(3)膨润土润滑脂的结构粒子应当要比皂纤维耐剪切，但是，由于膨润土已经过表面活性剂处理，因此，膨润土润滑脂的机械安定性随不同的表面活性剂的性能而变化。长时间在滚动轴承里使用，膨润土润滑脂容易变稀而流出。
(4)膨润土润滑脂对金属表面的防腐蚀性不好，必须添加有效的防锈剂来改善。
(5)膨润土润滑脂由于膨润土稠化剂与基础油结合牢固，一方面表现出其优良的胶体安定性，另一方面表现基础油难于进入摩擦表面，因此抗磨性和抗擦伤性不太理想，影响其在高速滚动轴承里的使用。
如何正确选择各类润滑脂 1）皂基润滑脂 皂基润滑脂占润滑脂的产量90％左右。使用最广泛。最常使用的有钙基、钠基、锂基钙钠基、复合钙基等润滑脂。复合铝基、复合锂基润滑脂也占有一定的比例，这两种脂是有发展前景的品种。 （1）钙基润滑脂。是由天然脂肪或合成脂肪酸用氢氧化钙反应生成的钙皂稠化中等粘度石油润滑油制成。 滴点在75～100℃之间，其使用温度不能超过60℃，如超过这一温度，润滑脂会变软甚至结构破坏不能保证润滑。 具有良好的抗水性，遇水不易乳化变质，适于潮湿环境或与水接触的各种机械部件的润滑。 具有较短的纤维结构，有良好的剪断安定性和触变安定性，因此具有良好的润滑性能和防护性能。 （2）钠基润滑脂，是由天然或合成脂肪酸钠皂稠化中等粘度石油润滑油制成。 具有较长纤维结构和良好的拉丝性，可以使用在振动较大、温度较高的滚动或滑动轴承上。尤其是适用于低速、高负荷机械的润滑。因其滴点较高，可在80％或高于此温度下较长时间内工作。 钠基润滑脂可以吸收水蒸气，延缓了水蒸气向金属表面的渗透。因此它有一定的防护性。 （3）钙钠基润滑脂。具有钙基和钠基润滑脂的特点。 有钙基脂的抗水性，又有钠基脂的耐温性，滴点在120℃左右，使用温度范围为90～100℃。 具有良好的机械安全性和泵输送性，可用于不太潮湿条件下的滚动轴承上。 最常应用的是轴承脂和压延机润滑脂，可用于润滑中等负荷的电机，鼓风机、汽车底盘、轮毂等部位滚动轴承。 （4）锂基润滑脂。是由天然脂肪酸（硬脂酸或12－羟基硬脂酸）锂皂稠化石油润滑油或合成润滑油制成。由合成脂肪酸锂皂稠化石油润滑油制成的，称为合成锂基润滑脂。 因锂基润滑脂具有多种优良性能，被广泛地用于飞机、汽车、机床和各种机械设备的轴承润滑。滴点高于180℃，能长期在120℃左右环境下使用。具有良
第27卷第2期2009年6月 河北建筑工程学院学报 JOU RNA L OF HEBEI INSTITU TE OF ARC HITEC TURE AND C IVIL ENGINEERIN G Vol 27No 2June 2009 收稿日期:20081219 作者简介:男,1979年,助工,张家口市,075000 膨润土有机改性工艺研究 安志军1 刘宏波2 李 丹2 赵文娟2 1 张北县华建工程有限责任公司; 2 河北建筑工程学院 摘 要 以新疆托克逊柯尔碱矿区天然钙基土为原料,从原土的结构性能入手直接利用十六烷基三甲基溴化铵作为有机包覆剂来制备有机膨润土.通过对产物的差热分析及粒度、亲疏水性能的测定,探索了有机膨润土制备的影响因素. 关键词 膨润土;有机改性;有机插层膨润土 中图分类号 TU5 0 引言 膨润土是指主要有蒙脱石组成的一种粘土岩,依据其所含蒙脱石主要交换阳离子种类的不同,膨润土可划分为钠基(碱性土)、钙基(碱土型土)、镁基、锂基及氢基膨润土(活性白土)和人工改性的有机质膨润土.我国膨润土资源丰富,且各种类型的膨润土都有,但到目前为止,全国开采利用量还是很低,而价格昂贵的高技术含量膨润土仍以进口为主.有机膨润土石膨润土高层次开发利用的一个方面,是膨润土改性的深加工产品.因为膨润土有许多优点:不溶解于有机溶剂中,但可形成触变性凝胶体;具有亲油疏水性,抗稀酸和碱性,防水和热稳定等性能,能耐150 ~175 高温,因此它能被广泛的应用于各生产和生活领域.有机膨润土的制备一般油湿法、干法和凝胶法3种.通常都是对先对钙基膨润土进行提纯和钠化改型处理后采用不同工艺制成有机膨润土.研究表明,用纯钠基膨润土制备的有机膨润土并不理想,原土中的钠和钙离子有一定的比例,即少量的钠离子被钙离子置换,才能达到最大的膨胀倍数和最快的水合速度.试验证明,钙基膨润土未经钠化处理也可以制备出较好的有机膨润土.在此研究基础上,本文利用新疆托克逊柯尔碱地区的钙基膨润土直接进行有机改性得到有机膨润土,并对制备影响因素进行了分析研究. 1 试验部分 1 1 本试验所用膨润土原料取自新疆托克逊柯尔碱矿区,其主要特点 (1)样品呈灰白色,具土状光泽,有滑腻感,松散如土,有很好的粘结性,干燥后裂成块,其化学成分分析数据如下(%): Mg O,1 45;CaO,3 12;M nO,0 076;Na 2O,1 72;K 2O,2 00;Fe 2O 3,4 94;AL 2O 3,14 64;SiO 2,53 63;烧失量,13 25. (2)将样品制浆发现柯尔碱地区膨润土在水介质中颗粒分散均匀,有很好的悬浮性,吸水量大,吸水膨胀倍数高,亦有很好的润滑性,矿将PH 值约为9. (3)样品膨胀容测定值为20ml/g ,胶质价为195m l/15g. 综合以上三方面的分析可知样品用柯尔碱地区膨润土具有良好的理化性能,尤其是其悬浮性,膨胀容,胶质价都超过一般钙基土.基于样品的优良品质,本试验就直接进行有机改性. 1 2 试验原理 蒙脱石是一种2 1型(即两层硅氧四面体夹一层八面体层)的二八面体层状结构硅酸盐,其结构层间以弱的库仑力结合,使其不仅具有很大表面积而且具备较高的阳离子交换容量和良好的吸附性能.但由于其表面结构极强的吸水性及层间离子的水解,这些特性只能在极性较强的介质如水中才能表现出来.利用有机阳离子置换蒙脱石中可交换的阳离子(如Na +等),使其覆盖于蒙脱石表面,从而堵塞水的
Material Sciences 材料科学, 2016, 6(6), 329-333 Published Online November 2016 in Hans. https://www.doczj.com/doc/234488906.html,/journal/ms https://www.doczj.com/doc/234488906.html,/10.12677/ms.2016.66043 文章引用: 薛永丽. 有机膨润土的制备及其结构表征[J]. 材料科学, 2016, 6(6): 329-333. Study on the Preparation and Structure Characterization of Organobentonites Yongli Xue Housing and Urban-Rural Planning Construction Bureau of Wushenqi, Wushenqi Inner Mongolia Received: Oct. 11th , 2016; accepted: Nov. 6th , 2016; published: Nov. 9th , 2016 Copyright ? 2016 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/234488906.html,/licenses/by/4.0/ Abstract This paper is based on the use of artificial Na-bentonite as raw material, cetrimonium bromide (CTAB) as modifier of Na-base bentonite for organic modification. The structure and properties of the Na-bentonites and organobentonites are characterized by means of XRD, FTIR and TG. The results showed that CTAB effectively entered layered structure of bentonite, increasing the layer spacing and providing with a good hydrophobicity, which widened application fields of Na-bentonite. Keywords Bentonite, Organic Modification, Structural Characterization 有机膨润土的制备及其结构表征 薛永丽 乌审旗住房和城乡规划建设局，内蒙古 乌审旗 收稿日期：2016年10月11日；录用日期：2016年11月6日；发布日期：2016年11月9日 摘 要 本文利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对辽宁黑山的Na-膨润土进行有机改性，并利用XRD 、FTIR 和TG Open Access
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (1) 1膨润土和腐植酸的结构及性能 (2) 1.1膨润土的结构 (2) 1.2腐植酸的结构 (2) 2膨润土的吸附原理 (2) 2.1物理吸附 (2) 2.2化学吸附 (3) 2.3离子交换吸附 (3) 3有机改性膨润土 (3) 3.1有机改性膨土的性能 (3) 3.2腐植酸改性膨润土 (4) 4 改性膨润土的应用 (4) 4.1环保材料 (4) 4.2催化剂及载体 (4) 4.3石油钻井、铸造和冶金材料 (5) 4.5农业、畜牧业材料 (5) 4.6其他用途 (5) 5 结语 (6) 参考文献 (6)
腐植酸有机改性膨润土及其应用研究 摘要：本文主要介绍了膨润土、腐植酸的结构，讨论了膨润土物理吸附、化学吸附、离子交换吸附的原理。通过有机改性膨润土的特点，制备腐植酸改性膨润土，进而研究改性膨润土的应用。 关键词：腐植酸;膨润土;改性膨润土；应用 Abstract:This article mainly describes the structure of bentonite, humic acid, discusses the modified principle of bentonite ,such as: physical adsorption,chemical adsorption, ion-exchange adsorption. Through the characteristics of organic modified bentonite, we make of humic acid modified bentonite and study on the application of modified bentonite. Keywords:humic acid ;bentonite; modified bentonite；application 引言 膨润土是一种片层结构的硅酸盐，主要成分是蒙脱石，其层间的阳离子易被交换，具有很大的离子交换容量。根据蒙脱石层间可交换阳离子种类、含量将膨润土划分为钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土和铝(氢)基膨润土，膨润土具有膨胀性、吸附性、阳离子交换性、悬浮性和分散性等优异性能［1］。我国膨润土资源十分丰富,预测资源量在80亿吨以上，居世界首位，占世界总量的60%，但由于钙基者多，蒙脱石含量偏低，而采选加工方法较简单，产品质量受到影响，对外贸易中处于低出高进局面，导致其应用范围受到限制［2］。 腐植酸是自然界植物残体经腐烂分解后的产物，是一种大分子有机弱酸混合物，广泛存在于土壤有机质、泥炭、褐煤、风化煤以及湖泊和海洋沉积物中，它在水中呈高分子电解质和弱酸的特性，可吸附水中可溶性有机物、重金属离子等，对水环境中金属离子的络合、有机化合物的迁移与转化、水处理中消毒副产物的形成、氧化还原作用等都有重要影响。 近年来，有关膨润土、腐植酸吸附重金属离子的研究已有报道，膨润土可与土壤中的腐植酸等有机物相互作用，形成有机-无机复合体，从而改变其原先吸附重金属的性能[3]。加强和加快这种腐植酸-膨润土复合体资源的开发应用,具有
膨润土润滑脂 膨润土润滑脂系以活化膨润土为稠化剂，稠化矿物润滑油而制成的润滑脂。天然膨润土不能直接稠化矿物润滑油，必须经过精选和研磨成细粉（1～3μm）后，用带长链烷基（碳十六到碳十八的）胺等进行阳离子交换，使其表面活化（呈鳞片状）后代替一般动植物脂肪酸皂稠化中、高黏度矿物润滑油，并加入甲醇、乙醇或丙酮等分散剂，形成均质、分散、稳定的胶体。由于加成的烷基胺等表面活性剂和分散剂都是有机化合物，故又称为有机-膨润土润滑脂（organo-clay grease）。它的高低温性能、化学安定性、热安定性、抗剪切性良好。多用于汽车底盘、万向节、驾驶舵、轮毂和水泵轴承等的润滑。但不宜长时间在150℃左右和滚动轴承内使用，还存在析油少，对金属表面的润滑不够充分的缺点，现正在改进中。有机-膨润土稠化合成酯类润滑油，并加抗氧化剂，防腐剂和防锈剂可制得有机-膨润土合成油润滑脂，用于飞机的轴承和齿轮等部件的润滑。使用温度范围为 -35～150℃。 膨润土润滑脂的特点如下； (1)有机膨润土不像皂基脂那样变化，因此膨润土润滑脂没有滴点，其高温性仅决定于表面活性剂的耐高温性能。一般的膨润土润滑脂可使用在150℃以上。 (2)膨润土润滑脂的低温性主要决定于所选用基础油的低温性，同时也取决于稠化剂的用量。
(3)膨润土润滑脂的结构粒子应当要比皂纤维耐剪切，但是，由于膨润土已经过表面活性剂处理，因此，膨润土润滑脂的机械安定性随不同的表面活性剂的性能而变化。长时间在滚动轴承里使用，膨润土润滑脂容易变稀而流出。 (4)膨润土润滑脂对金属表面的防腐蚀性不好，必须添加有效的防锈剂来改善。 (5)膨润土润滑脂由于膨润土稠化剂与基础油结合牢固，一方面表现出其优良的胶体安定性，另一方面表现基础油难于进入摩擦表面，因此抗磨性和抗擦伤性不太理想，影响其在高速滚动轴承里的使用。
立志当早，存高远 有机膨润土 有机膨润土是采用优质钠基膨润土,经提纯、变型和有机活化精制而成。在有机溶剂中具有良好的胶体分散性、增稠性、粘结性、触变性和悬浮稳定性。可适用油漆、油墨、高温润滑脂、化妆品等做增稠剂及适用于石油钻井液配制以及精密铸造涂料、密封腻子、玻璃纤维加工等。由于有机膨润土用途较大，在建或拟建装置的企业也很多。如在建的有宁城天宇化工公司（2000 吨/ 年），拟建装置的企业和招商引资的政府有自贡市志高经贸有限公司（有机膨 润土1000 吨）、湖南省临澧县（年产1 万吨特种有机膨润土）、河北省张家口市（建设规模为年产１万吨，总投资３７８万美元）、吉林九台（1000 吨/ 年）、隆化县（2000 吨/年）、兴和县（2000 吨/年）等。美国艾里蒙特公司到唐山海港开发区考察，拟与唐山威格化工有限公司在海港开发区合资建设有机膨润土项目，项目计划总投资600 万美元，其产品将全部出口美欧市场。英国Laporte 公司（世界有机膨润上第二生产商）拟在中国建年产6000 吨纳米级（易分散）有机膨润土生产线的意向书，其中3000 吨返销国外。 2.我国有机膨润土应用状况有机膨润土主要用于油漆油墨、石油钻井、聚合物活性填充剂、污水处理等领域。我国有机膨润土用量较大，每年还要进口，如美国维乐斯有机膨润土。油漆油墨：有机膨润土是有机液体的有效胶凝剂。在液态有机系统中加入相当少量的有机膨润土，将大大影响其流变性，粘度增大，流动性改变，系统成为触变的；此外，固体可在液体中悬浮，可控制其向多孔基底的渗透。有机膨润土用于油漆、印刷油墨、润滑油、化妆品及其他许多工业部门，以控制粘度和流动性，使生产更容易、储存稳定性及使用性能更好。在油漆方面，用于环氧树脂、酚酞树脂、沥青等合成树脂及Fe、Pb、Zn 等系列颜料油漆中，可作防沉助剂，具有防止颜料沉底结块、耐腐蚀、加厚涂层
有机膨润土的应用 膨润土又名斑脱土，是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物质。由于蒙脱土为典型的层状硅酸盐矿物，且其层状片晶之间空隙较大，因此其层间会吸附一定量的水分子及可交换性阳离子。而有机膨润土即是利用其中可交换性阳离子进行有机化改性后，使其可分散于有机溶剂 中。 有机化后的膨润土在有机溶剂/树脂中由于其片晶间的氢键作用，而形成不稳定的网状结构，为有机体系提供一定的触变性。即：当有外加剪切力存在时，此网状结构被破坏，而使体系的粘度下降。 待剪切力消失后，体系的粘度恢复。 1有机膨润土的类别 在改性有机膨润土的过程中，由于针对不同的体系及不同的需求，可以采用不同的有机胺盐进行改性，使其可以适用于不同极性的溶剂及不同分散性能需求的体系。如：海名斯的BENTONE及BENGEL系列产品即可根据不同的溶剂极性提供多种产品供客户使 用。 2有机膨润土的应用
由于有机膨润土具有良好的触变性能，因此其可广泛的应用于多种领域中，如：油漆、油墨、润滑油、化妆品、防水材料等。 在涂料应用领域中，不同的涂料体系由于需要面对不同的应用领域，因此在膨润土的选择方面也会有不同的要求。 2.1由于船舶涂料出于重防腐的需求，一般会添加大量高比重的颜填料以达到优秀的防腐效果。在此方面的应用中，膨润土的选择更应注意防沉与增稠性能的平衡。因此应注意选择具有低增稠高防沉性能的膨润土并搭配部分聚乙烯蜡，以提高船舶涂料的品质。同时由于船舶涂料在施工中对于高漆膜厚度的需求，此时可考虑在涂料配方中添加部分聚酰胺蜡以提高涂料的抗流挂效果。 2.2木器涂料 透明木器涂料中尤其是底漆由于添加了较大量的填料，因而对膨润土有较高的防沉、透明性要求。在此应用领域中，一般的标准型膨润土由于具有优秀的增稠性能，且对漆膜的透明性影响较小，使用成本相对较低，因而在市场中更为受到涂料生产厂家的认可。 而木器色漆由于某些颜料本身具有一定的防沉性能，因而在使用过程中，除对膨润土的防沉性能有一定的需求外，更为强调其分散、流平等效果。此时具有更好分散、流平性能的易分散型有机膨润土势 必成为更佳的选择。船舶涂料
2018 年第47 卷第 7 期 石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY ·696·［收稿日期］2018-01-21；［修改稿日期］2018-04-16。［作者简介］黄振雄（1992—），男，山西省朔州市人，硕士生，电邮 794323381@https://www.doczj.com/doc/234488906.html, 。联系人：胡萍，电邮 1713812901@https://www.doczj.com/doc/234488906.html, 。［基金项目］国家自然科学基金项目（51075311）。 DOI ：10.3969/j.issn.1000-8144.2018.07.009 膨润土-复合铝基润滑脂的老化分析 黄振雄1，胡 萍1，2，郭 阳1，黄樟华2，郑 禹1，李 珂1 （1. 武汉理工大学 化学化工与生命科学学院，湖北 武汉 430070； 2. 浙江宝晟铁路新材料科技有限公司，浙江 嵊州 312400） ［摘要］以环烷油为基础油，以膨润土和复合铝皂为稠化剂制备了膨润土-复合铝基润滑脂（简称膨润土润滑脂），通过紫外模拟老化，利用正交实验确定膨润土润滑脂的适宜配方为：在150 ℃下添加1.5%（w ）抗紫外老化剂UV531。利用FTIR ， DSC ，TEM 等方法研究了膨润土润滑脂在长时间暴露紫外光下，膨润土润滑脂的性能及其内部微观结构的变化。实验结果表 明，老化后的膨润土润滑脂的剪切应力均降低，触变环面积基本减小，黏度下降，且形成了局部硬化。老化后的膨润土润滑 脂主要生成了含羟基、羰基等的含氧衍生物，使润滑脂内部结构发生改变，稠化剂结构被破坏，稳定性降低。抗紫外老化剂 可以降低一些老化对热稳定性的影响。 ［关键词］润滑脂；老化；抗氧剂；微观结构 ［文章编号］1000-8144（2018）07-0696-06 ［中图分类号］TE 626.4 ［文献标志码］A Aging analysis of bentonite -composite aluminum base lubricating grease Huang Zhenxiong 1，Hu Ping 1，2，Guo Yang 1，Huang Zhanghua 2，Zheng Yu 1，Li Ke 1 （1. School of Chemistry ，Chemical Engineering and Life Sciences ，Wuhan University of Technology ，Wuhan Hubei 430070，China ；2. Zhejiang Baosheng Railway Materials Co. Ltd.，Shengzhou Zhejiang 312400，China ） ［Abstract ］Bentonite compound aluminum base lubricating grease(abbreviation for bentonite grease) was prepared by using naphthenic oil as base oil and bentonite and composite aluminum soap as thickening agent. Through simulation of aging by ultraviolet ，it was determined by the orthogonal experiment that the optimum formulae for bentonite grease was ：1.5%(w ) anti UV aging agent UV531 was added at 150 ℃ to the grease. The properties of bentonite grease and the changes of its internal microstructure in the long time exposure to ultraviolet light were studied by FTIR ，DSC ，TEM. The experimental results showed that the shear stress of bentonite grease decreased after aging ，the area of thixotropic ring decreased basically ，the viscosity decreased ，and the local hardening was formed. After aging ，the bentonite grease mainly produced oxygen containing derivatives containing hydroxyl ，carbonyl groups etc.，which made the internal structure of grease change ，thus ，the structure of thickening agent was destroyed and the stability was reduced. Anti UV aging agents could reduce the effect of aging on thermal stability. ［Keywords ］lubricating grease ；aging ；antioxidants ；micromechanism 润滑脂是各种机械运转不可缺少的润滑剂， 它具有较好的承载能力、阻尼减震能力、防尘防潮 能力、黏附能力和较低的蒸发速度等特点［1］。润滑 脂是将稠化剂分散到基础油中形成的半固体状胶体 分散体系，微观结构为高度缠结的纤维网状结构［2］。环境中的水分、氧气、热量、紫外线等会使润滑脂出现老化现象［3-4］，老化不仅会缩短润滑脂的使用寿命，而且在老化过程中产生的物质可能会腐蚀设 万方数据
【试验研究】 有机膨润土制备及结构变化探讨 何雪寒，李春生，许凤林，刘清辉 （浙江省地质矿产研究所，杭州 ３１０００７） 摘要：以钙基蒙脱石为原料，经钠化后与十八烷基三甲基氯化铵进行离子交换反应，合成蒙脱石有机络合物。考察了反应温度、反应时间、改性剂用量、改性体系ｐＨ值等因素对有机土性能的影响，并用Ｘ－射线衍射对样品的结构变化进行了表征。 关键词：有机膨润土；性能；蒙脱石；季铵盐 中图分类号：Ｐ６１９．２５５；ＴＢ３３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９３８６（２００７）０３－００３９－０２ Study on Preparation and Structure Alteration of Organobentonite He Xuehan, Li Chunsheng, Xu Fenglin, Liu Qinghui (Zhejiang Institute of Geology & Mineral Resources, Hangzhou 310007) Abstract: Montmorillonite-organic complex has been synthesized by means of the ion exchange reaction using the octadecyl trimethylamine and treated Ca-bentonite with sodium carbonate. The effect on performance of the organobentonite for reaction temperature, reaction time, modifer dosage and pH have been studied, and character of modified organic bentonite was measured with XRD. Key words: organobentonite; perfomance; montmorillonite; quaternary ammonium salt 蒙脱石的结构特点是以层片状集合体为主， 在水等强极性溶剂中可以发生解离。但由于具有 较强的亲水性，在应用方面受到一定限制。如通 过季铵盐型表面活性剂与膨润土晶片层间可交换 阳离子之间的离子交换反应，使有机阳离子进入 膨润土晶片层间，促使片层一定程度的解离，则 成为膨胀型有机粘土，可以在有机溶剂中膨胀、 分散形成有机胶体或凝胶。有机粘土在保持了原 有的无机结构的基础上，因含有一定的弱极性碳 链而具有良好的亲油性，既可在含水的强极性体 系中应用，也可用于极性较弱的油性介质中。这 类分散体由于具有良好的触变性、增稠性、悬浮 性和溶胶稳定性，从而被广泛用作油漆、油墨、 涂料的防沉剂、流变剂、石油钻井泥浆增稠剂、 日用化工产品的稳定剂［１］等。通过对钙基蒙脱石进 行有机改性，并对改性条件进行优化，用Ｘ－射线 衍射对样品改性前后的结构变化进行了考察，获 得了具有较好分散性的产品。 １ 实验部分 １．１ 实验原料 膨润土矿样：辽宁某膨润土矿提纯土，伴生杂 质矿物为石英、方解石及有机质。蒙脱石形态呈团 块状，以层片状集合体为主。其主要化学成分（％）： ＳｉＯ ２６４．２４；Ａｌ ２ Ｏ ３ １８．０１；Ｆｅ ２ Ｏ ３ ２．４１；ＴｉＯ ２ ０．３５； Ｋ２Ｏ０．３９；Ｎａ ２ Ｏ０．３７；ＣａＯ３．８５；ＭｇＯ５．６１。物理性 能：交换容量（ＣＥＣ）１．０２１ｍｍｏｌ／ｇ；吸蓝量： １．４３ｍｍｏｌ／ｇ（按经验公式系数１．５０，折算蒙脱石含量 为９５．３％）；胶质价５．６７ｍＬ／ｇ；膨胀容１３．５ｍＬ／ｇ； ｐＨ值８．４０。 改性剂：十八烷基三甲基氯化铵（１８３１），浙江 安吉丰虹公司生产，工业品，配制成０．４５ｍｏｌ／Ｌ； Ｎａ ２ ＣＯ ３ ，配制成１ｍｏｌ／Ｌ。Ｈ ２ ＳＯ ４ 配制成１ｍｏｌ／Ｌ。 １．２ 样品制备 实验设计：影响改性过程的因素，主要有季铵盐 加入量、反应温度、反应时间、反应介质ｐＨ值，以 粘度作为主要评价指标，评定各因素的影响及进行改 性条件优化。并利用ＸＲＤ判断改性前后的结构变化。 实验方法：将一定固液比（２０∶３５０）的蒙脱石试 验样，经高速搅拌，分散均匀后，加入１ｍｏｌ／Ｌ Ｎａ ２ ＣＯ ３ 水溶液进行钠化后，调节体系ｐＨ值，加入 １８３１溶液进行离子交换反应。反应结束后，经过洗 涤、离心分离，在８０℃干燥，研磨，得到成品。 １．３ 性能测试及样品表征 １．３．１ 粘度 按照ＨＧ／Ｔ２２４８－９１［２］方法，旋转粘度计采用 ＮＤＪ－７９型。 １．３．２ ＸＲＤ分析 采用日本理学Ｒｉｇａｋｕ Ｄ／ＭＡＸ－ｒＡ衍射仪，管 电压４５ｋＶ，管电流８０ｍＡ，Ｃｕ靶：石墨单色器滤 波，扫描速率５°／ｍｉｎ。
２００８年第３期 中国非金属矿工业导刊 总第６８期【试验研究】 有机膨润土的制备及结构表征 叶力佳，刘建远 （北京矿冶研究总院，北京 １０００４４） 摘要：以内蒙古赤峰钙基膨润土为原料，研究了将提纯—钠化—有机插层改性结合在一起的制备有机膨润土的联合处理工艺。通过Ｌ ９ （３４）正交试验确定了影响膨润土有机化的主要因素，确定了最佳工艺条件，并通过Ｘ－射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等分析手段对有机膨润土的微观结构进行了表征。 关键词：膨润土；提纯；钠化；有机膨润土；正交试验；表征 中图分类号：Ｐ６１９．２５５；ＴＤ９７５．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９３８６（２００８）０３－００３１－０３ Study on Preparation and Structure Characterization of Organobentonite Ye Lijia, Liu Jianyuan (Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100044,China) Abstract: The organobentonite was prepared through purification, Na-activation and organic modification of Ca-bentonite from Chifen, Inner-Mongolia. The optimal technological conditions of the organic modification were found by orthogonal test design of L 9 (34). The microstructures of organobentonite were characterized by XRD, FT-IR and SEM. Key words: bentonite; purification; Na-activation; organobentonite; orthogonal test design; structure characterization １ 引言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的铝硅酸盐，其结构是由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成的２∶１型晶体结构。由于八面体中部分Ａｌ３＋被Ｍｇ２＋置换，四面体中部分Ｓｉ４＋被Ａｌ３＋置换，故膨润土层状结构间带有永久性负电荷，含有Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｎａ＋、Ｋ＋等可交换阳离子，可通过与其他阳离子的交换反应生成各种改性产物［１］。 有机膨润土的主要特性是在有机介质中表现出溶胀性、高分散性和触变性，广泛应用于涂料、石油钻井、油墨、灭火剂、高温润滑剂等领域，高纯度的有机膨润土还应用在聚合物／纳米复合材料中。膨润土有机插层改性是通过离子交换来完成的，以有机阳离子（季铵盐等）与膨润土层间的可交换阳离子发生离子交换，使有机基团覆盖于膨润土层间表面，改变其表面性能，从而使膨润土由亲水疏油改变为亲油疏水的有机膨润土，并与大多数有机溶剂和高分子具有良好的亲和性，经过有机化以后，膨润土的层间距由１ｎｍ左右增至几纳米、十几纳米或更大［２］。本文以内蒙某地钙基膨润土原料，经提纯、钠化制得高纯钠基膨润土，再以十六烷基三甲基溴化胺为插层改性剂，通过正交试验对改性条件进行优化，并对制备的有机膨润土的结构变化进行了表征。２ 试验部分 ２．１ 仪器与试剂 主要仪器：仪表恒温水浴锅、ＳＸＪＲ－１型数显值流无极调速搅拌器、ＡＲ２１３０电子天平（精度０．００１ｇ）、ＨＩ９８１２８型酸度计、恒温烘箱、ＬＤ４－２Ａ离心机、ＰＥＲＫＩＮ－ＥＬＭＥＲ６８３红外光谱仪、日本理学Ｒｉｇａｋｕ Ｄ／ＭＡＸ－ＲＡ衍射仪，管电压４５ｋＶ，管电流８０ｍＡ，Ｃｕ靶：石墨单色滤波，扫描速度５°／ｍｉｎ、德国ＬＥＯ１４３０ＶＰ型扫描电镜。 主要试剂：十六烷基三甲基溴化胺、无水碳酸钠、六偏磷酸钠，盐酸、氢氧化钠等，以上试剂均为分析纯。 ２．２ 有机膨润土制备试验步骤 膨润土原矿取自内蒙古赤峰的钙基膨润土。２．２．１ 膨润土的提纯 取一定量的膨润土原矿（－０．０７４ｍｍ）置于烧杯中加入一定量的水，配成一定浓度的泥浆强力搅拌０．５ｈ，再静置１０ｍｉｎ倾出悬浮液，弃去粗渣；在倾出的悬浮液中加入分散剂充分搅拌１．５ｈ，静置２４ｈ，倾出上层悬浮液，离心过滤，烘干得膨润精土。２．２．２ 膨润土的钠化改性 取钙基精土称重并置于钠化槽中，加去离子水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入相当于钙基精土质量１５％的碳酸钠晶体，在７５℃下钠化１～２ｈ，再离心， ｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ
润滑脂常用功能添加剂 在润滑脂中，除了稠化剂和基础油外，还会有各种不同的功能添加剂。用脂肪酸制成的钙基脂中，含有一定数量的甘油，这是一种自然存在的附加成分。甘油的存在能增强皂油结构，而使胶体分散体系更加稳定，被称为胶溶剂或结构改进剂。水也是钙基脂不可缺少的组成部分，无水的钙基皂不吸收矿物油，也不能在矿物油中分散。吸收一定量的水而形成水合钙基皂具有良好的亲油性和膨胀能力（即吸收矿物而膨胀的能力），从而使钙皂和矿物油形成一种具有稳定结构的润滑脂。因此，水也被称为结构改进剂。像甘油和水这样的胶溶剂或结构改进剂，是由制造润滑脂的基本原料带进来的。因此一般都不把它当作添加剂来看待，通常所说的添加剂是指为改善润滑脂某方面的使用性能而添加的少量物质（如抗氧剂、抗腐蚀剂等）。 润滑脂常用添加剂有下列类型：胶溶剂、抗氧化剂、极压抗磨剂、防锈、防腐蚀剂、抗水剂、拉丝性增强剂。 润滑脂中的添加剂的类型及作用机理和润滑油是一样的，但是由于润滑脂自身流动性比不上润滑油，所以润滑脂中加入添加剂的量比较大一些。另外，润滑脂是胶体分散体，有许多添加剂是极性化合物，加入时会造成润滑脂胶体体系的破坏，影响润滑脂稠度、滴点、分油、机械安定性等性能的变化。因此，在润滑中评选一种理想的添加剂还是不容易的事情。 一、胶溶剂 胶溶剂又称结构改善剂或稳定剂，它的作用是改善润滑脂的胶体结构，从而达到改善润滑脂的某些性能的目的。 胶溶剂是一些极性较强但分子比较小的化合物，如有机酸、甘油、醇、胺等。水也是一种常用的结构改善剂。胶溶剂的作用机理是：由于它含有极性基因，能吸附在皂分子极性端间，使皂纤维中的皂分子的排列距离就相应增大，使基础油膨化到皂纤维内的量增大。此外，皂纤维内外表面增大，皂油间的吸附也就增大。因此，在胶溶剂存在时，可使皂和基础油形成较稳定的胶体结构。 胶溶剂的类型随稠化剂和基础油而不同，如甘油是一些皂基润滑脂的结构改善剂。锂基
２００７年６月 第３２卷第６期 润滑与密封 ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｊｕｎｅ２００７ Ｖ０１．３２Ｎｏ．６膨润土润滑脂剪切安定性研究 米红英１郭小川１杨廷栋２ （１．后勤工程学院重庆４０００１６；２．总后油料军事代表局北京１００８４２） 摘要：以十八胺、脲醛树脂、膨润土、基础油为原料在水为溶剂条件下合成了一种新型润滑脂。采用不同的工艺，对合成润滑脂的剪切安定性进行研究，分析了合成反应的动力学方程，考察了稠化剂结构。结果表明，稠化剂的结构对润滑脂剪切安定性有一定的影响。在链终止反应后期加入一定的尿素，能够大大改善膨润土润滑脂的剪切安定性。 关键词：脲醛树脂；尿素；润滑脂；剪切安定性 中图分类号：ＴＥ６２６．４文献标识码：Ａ文章编号：０２５４—０１５０（２００７）６—１０９—３ ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＳｈｅａｒｉｎｇＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＢｅｎｔｏｎｉｔｅＧｒｅａｓｅ ＭｉＨ０ｎｇｙｉｎ９１Ｇｕ０ＸＩａｏｃｈｕａｎｌＹａｎｇＴｉｎｇｄｏｎ９２ （１．ＬｏｇｉｓｔｉｃａｌＥｎ舀ｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４Ｄ００１６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｍｉｌｉｔａｒｙ０ｉｌＤｅｌｅｇａｔｅＢｕｒｅａｕｏｆＬｏｇｉｓｔｉｃｓＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８４２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｇｒｅａｓｅｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｗｉｔｈｏｃｔａｄｅｃｙｌａｍｉｎｅ，ｕｒｅａｆｏ瑚ａｌｄｅｈｙｄｅｒｅｓｉｎ＇ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ蚰ｄｂ鹏ｅｏｉｌｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒａｓｓｏｌｖｅｎｔ．Ｔｈｅｓｈｅ耐ｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｇｒｅａ８ｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｕｎｄｅｒｖ耐ｏｕｓ８ｙｎｔｌｌｅｔｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．ＴｈｅｋｉｎｅｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｎａＩｌｄｔｈｅｓｔｎｌｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｔｈｉｃｋｅｒｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｍｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｔｈｉｃｋｅｒｈａｓｉｎｎｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｓｈｅ撕ｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙ０ｆｇｒｅ鹏ｅ．ＩｎｃｈａｉｎｔｅｎＩｌｉｎａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｓｔａｔｉｏｎ，ｗｈｅｎａｄｄｉｎｇｓｏｍｅｕｒｅａ，ｔｈｅｓｈｅａＩｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｇｒｅａｓｅｉｓｉｍｐｍＶｅｄｇｒｅａｔｌｙ． １【ｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｒｅａｆｏ咖ａｌｄｅｈｙｄｅｒｅｓｉｎ；ｕｒｅａ；ｇｒｅａｓｅ；ｓｈｅａｒｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙ 膨润土润滑脂与其它润滑脂相比，具有较高的滴点、耐潮湿、化学稳定等优点，承受负荷的能力比一般皂基脂都高，因而引起了人们的关注…。 受到基础油和改性剂热分解温度的影响，现有膨润土润滑脂的最高使用温度通常在１５０℃左右睢］。作者以十八胺封端的脲醛树脂改性膨润土，并以此为稠化剂，矿物油为基础油，合成了一种新型膨润土润滑脂。这种改性剂热分解温度为２２０℃左右，因而该脂具有更优异的热安定性。 本文作者对不同合成工艺下润滑脂的结构和反应动力学方程进行了分析，研究了这种新型润滑脂的剪切安定性与结构之间的关系。 １实验 １．１实验原料 钠基膨润土、磷酸、氢氧化钠、甲醛、尿素、十八胺、三聚氰胺、矿物基础油。 １．２膨润土润滑脂的合成 膨润土润滑脂的合成工艺流程如图１所示。采用下面４种不同的工艺合成润滑脂： （１）尿素在加成阶段一次性全部加入； （２）尿素在加成阶段和聚合反应阶段分２次加入： 收稿日期：２００７—０１—１７ 联系人：米红英，Ｅ—ｍａｉｌ：ｍｉｈｏｎｇｙｉｎｇ＠１２６．ｃｏＩｌＬ （３）尿素在加成阶段和链终止反应前分２次加入； （４）尿素在加成阶段和链终止反应后分２次加入。 成脂 图１膨润土润滑脂的合成工艺流程图 １．３膨润土润滑脂剪切安定性测试 剪切安定性又称机械安定性，是指润滑脂受到一定机械剪切力时，抵抗稠度变化的能力。通常用润滑 万方数据
1 各种润滑油的优缺点 如前所述，仅仅用基础油是不能成为一个好的润滑剂的，即就是说，每种油都有其优点和缺点。 A 矿物油 普通矿物油：目前使用得最多的润滑油是以石油馏分为主要原料，成为矿物油，制取这类润滑油的原料充足，价格便宜，生产矿物油的原油一旦选定，就可利用各种组分存在沸点差的特性，通过蒸馏装置分离出各种石油组分。因此，矿物润滑油都是某一沸点范围内的产物。 精制矿物油：经过蒸馏后的矿物油其中含有很多非理想组分,其粘温性能、抗氧化性能差，必须通过萃取方法从中除去非理想组分。通过脱脂处理，除去在常温下(15℃)就会变成固体的烃类，以免影响润滑油的低温流动性，再除去沥青和少量的溶剂，润滑油的质量就基本达到使用要求。 深度精制的矿物油：润滑油的深度精制是在精制的基础上通过催化剂的作用，使润滑油与氢气发生各种加氢反应，以除去其中的硫、氧、氮等杂质，以及将部分非理想组分转化为理想组分。硫、氧、氮的存在使润滑剂易于氧化生成酸、胶质、沥青从而腐蚀设备或沉积粘结于设备的工作表面。通过深度精制，可进一步提高润滑油的抗氧化性能、粘温性能、高低温性能。 目前，世界上深度精制的矿物油只占润滑油总量的5～10％。 B 合成润滑油 与矿物油相比，合成润滑油具有以下优点： ①良好的耐高温性能：合成润滑油比矿物油的热氧化安定性好,热分解温度高,在高温下不易裂解，从而生成助燃小分子； ②粘度指数高,粘温性能好。合成润滑油的粘温性能要比矿物油好,在温度变化条件下,粘度变化小，能使用于工作温度变化较大的场合； ③耐低温性能好：与矿物油相比，合成润滑油具有更低的倾点，在极低的温度条件下，仍能保持良好的流动性而不结晶或凝结； ④较低的挥发性：合成润滑油一般是一种纯化合物，起沸点范围窄，挥发性低，因此挥发损失小，可延长油品的使用寿命。而矿物油是某一沸点范围内的产物，容易挥发； ⑤闪点和燃点高合成润滑油的闪点和自燃点高,相同的高温条件下,不容易发生燃烧,使用安全性好。 C 植物油