专利名称：含蒙脱石钙镁基粘土浆料改性方法
技术领域：
本发明属于化工领域的非金属矿加工技术，涉及印染浆料的加工工艺，具体为一种含蒙脱石钙镁基粘土浆料的改性方法。
背景技术：
印染浆料对印花质量起着决定性作用，传统使用的浆料有淀粉、羧甲基纤维素及海藻酸钠等，这些具有胶体性质的有机物质，在水中能够溶解或膨胀成为粘稠而富有可塑性的浆糊，作为将染料带上织物的传递剂，然后在印花固色完毕后洗除。海藻酸钠是目前活性染料中最实用的浆料，但由于近海石油工业的发展，海藻酸钠资源日趋减少，而纺织和食品工业的发展对海藻酸钠的需求与日俱增，海藻酸钠价格猛涨，必须寻求理想的、价格低廉的代用品。90年代后逐渐用矿物浆料替代部分价格昂贵的海藻酸钠和粮食类制品，这类矿物浆料有高岭土、凹凸棒粘土或以蒙脱石为主要成分的钙镁基粘土等。
经选矿提纯的钙镁基粘土精矿是以蒙脱石为主的矿物的悬浮体，含蒙脱石钙镁基粘土属2∶1型层状硅酸盐。结构单元层中的阳离子异价类质同象置换，常使其内部电荷未达到平衡，出现一定数量的层电荷，层间会吸附水化或无水化的阳离子。极性分子进行补偿，致使层面方向易产生膨胀及分散颗粒。
含蒙脱石钙镁基粘土颗粒端面、层面带有两种不同性质电荷，裸露在边缘的铝八面体的电荷随PH值变化而变，属可变电荷。而面电荷是由晶格类质同象所致。电荷密度、性质与PH关系不大。属永久性电荷。含蒙脱石钙镁基粘土不同的电荷性质，其悬浮本中颗粒形成不同的缔合边面，边边缔合可形成体积庞大的空间网络结构，包裹大量自由水，悬浮体稠化成稳定的胶体。含蒙脱石钙镁基粘土特殊性的结构性质，导致了它的水分散体系在表面化学方面的特殊性，很好的悬浮稳定性、增稠性、触变性和相容性。
由于天然的含蒙脱石钙镁基粘土或提纯的含蒙脱石钙镁基粘土膨胀性、胶体性、分散性差，性能不能达到印染浆料的要求，必须通过适当处理以符合印染浆料要求。
本发明的目的就是提供一种针对含蒙脱石钙镁基粘土浆料改性的方法，在现有提纯处理工艺的基础上提供对含蒙脱石钙镁基粘土性质的改进，使之更适用于印染浆料，较多替代海藻酸钠，且印染效果好，成本降低，环境污染减轻。
发明内容
本发明的含蒙脱石钙镁基粘土浆料改性方法包括以下步骤(1)1份含蒙脱石的原料钙镁基粘土按重量计加水19份，打浆、溶解，充分混匀、膨润后经200目网筛过滤，去滤渣，得含蒙脱石的预纯化浆料；(2)用直径￠100～120毫米旋流器将含蒙脱石的预纯化浆料分级处理，将蒙脱石含量在90％以下的浆料作为粗产品使用，留取蒙脱石含量90％以上的浆料；(3)将蒙脱石含量90％以上的浆料加温至70℃，在70℃恒温搅拌状态下，按浆料总量计加入1％的酸，继续搅拌均匀；(4)按浆料总量计加入1.5～2％的钠盐或锂盐，连续搅拌4～5小时。
本发明步骤(4)所述钠盐可以是碳酸氢钠、磷酸钠、草酸钠或氟化钠的一种；所述锂盐可以是碳酸锂或草酸锂的一种。按上述方法获得的含蒙脱石钙镁基粘土浆料均为本发明的公开范围。
本发明通过酸调节pH，再使用钠盐使含蒙脱石钙镁基粘土转变为含蒙脱石钠基粘土。通过改变含蒙脱石钙镁基粘土的荷电性质，使含蒙脱石钙镁基粘土晶层充分膨胀，在溶液中产生最佳的缔合(桥联)，形成体积庞大的空间网络结构，包裹大量自由水，产生较佳的粘稠效果与胶体性能。提高了含蒙脱石钙镁基粘土的膨胀能力和胶体分散性。
具体实施例方式
实施例1100公斤含蒙脱石60％的钙镁基粘土原料，加水至2000公斤，打浆、溶解，使之充分混匀、膨润，然后经200目网筛过滤，去滤渣，得含蒙脱石的预纯化浆液。
用直径￠100～120毫米旋流器将含蒙脱石的预纯化浆液分级处理，将有效成份(蒙脱石)含量在90％以下的分级浆料淘汰，作为粗产品使用，留取有效成份(蒙脱石)含量90％以上的浆料。
将有效成份(蒙脱石)含量在90％以上的浆料加温至70℃，在70℃恒温搅拌状态下，按浆料总量计加入1％的工业级盐酸，或硫酸、磷酸，继续搅拌均匀，此时测定浆料的pH约为3～5。继续在保温70℃状态下按浆料总量计加入1.5～2％的碳酸钠，连续搅拌4～5小时。即完成含蒙脱石钙镁基粘土浆料的改性。
实施例2按实施例1的工艺流程，在步骤(4)中按浆料总量计加入1.5～2％的氟化钠，连续搅拌4～5小时，其余步骤同实施例1。
实施例3按实施例1的工艺流程，在步骤(4)中按浆料总量计加入1.5～2％的草酸钠，连续搅拌4～5小时，其余步骤同实施例1。
实施例4按实施例1的工艺流程，在步骤(4)中按浆料总量计加入1.5～2％的磷酸三钠，连续搅拌4～5小时，其余步骤同实施例1。
实施例5按实施例1的工艺流程，在步骤(4)中按浆料总量计加入1.5～2％的碳酸锂，连续搅拌4～5小时，其余步骤同实施例1。
实施例6按实施例1的工艺流程，在步骤(4)中按浆料总量计加入1.5～2％的草酸锂，连续搅拌4～5小时，其余步骤同实施例1。
本发明具如下优点1、经改性后的含蒙脱石钙镁基粘土浆料对碱和氧化剂比较稳定，并且本身是一个良好的缓冲体系，加入少量酸、碱PH不会明显变化。
2、贮藏稳定粘土印染浆料配成膏状数月不沉淀。配入辅料后，在车间放置4～5天，仍能保持原有状态。配成的色浆，由于活性染料是一种活性物质，一般工厂生产中要求当天使用完毕。而本发明粘土印染混合浆料存放4～5天再使用，色泽、色牢度均无变化。
3、抱水性好印染浆料抱水性就是浆料的水合能力，是指该浆料的膨润性、吸水性及耐稀释性。其抱水性优良与否标志着浆料膨润性和吸水性的大小，对印染后蒸化固着起很大的作用。
4、易洗涤性与未经改性的含蒙脱石钙镁基粘土浆料相比，改性后的浆料具有更为良好的洗涤性。
应用前景海藻酸钠替代量可达50～80％，可以大降低印染生产成本。替代淀粉，节约粮食资源，有效的利用了蒙脱石矿物资源。
本发明方法所得产品应用于印染工艺原糊处方海藻酸钠 4份经本发明方法改性后的粘土印染浆料(干粉)10份六偏磷酸钠0.5份水X份100份*天热时处方中可加入甲醛(40％)0.1～0.2份以防霉色浆处方活性染料 1～4份尿素 3～8份热水 X小苏打1.5～2.5混合原糊 50水X100份印花(K型、M型活性染料)——干燥——汽蒸固色(常压汽蒸102～104℃，5～7分钟)——水洗——热水洗——皂洗(90～95℃ 2～5分钟，非离子洗净剂，1克/升)——热水洗——水洗——烘干。
印染花布轮廓清晰，色彩鲜艳，效果良好，印花得色率提高10％，各项染色牢度指标均达到国家标准，由于粘土替代率高，COD降低，环境污染减轻。
权利要求
1.含蒙脱石钙镁基粘土浆料改性方法，其特征在于以下步骤(1)1份含蒙脱石的原料钙镁基粘土按重量计加水19份，打浆、溶解，充分混匀、膨润后经200目网筛过滤，去滤渣，得含蒙脱石的预纯化浆料；(2)用直径￠100～120毫米旋流器将含蒙脱石的预纯化浆料分级处理，将蒙脱石含量在90％以下的浆料作为粗产品使用，留取蒙脱石含量90％以上的浆料；(3)将蒙脱石含量90％以上的浆料加温至70℃，在70℃恒温搅拌状态下，按浆料总量计加入1％的酸，继续搅拌均匀；(4)按浆料总量计加入1.5～2％的钠盐或锂盐，连续搅拌4～5小时。
2.按权利要求1所述含蒙脱石钙镁基粘土浆料改性方法，其特征在于步骤(4)所述钠盐可以是碳酸氢钠、磷酸钠、草酸钠或氟化钠的一种；所述锂盐可以是碳酸锂或草酸锂的一种。
3.按权利要求1和2所述钙镁基粘土浆料改性方法，其特征在于一种按上述方法获得的含蒙脱石钙镁基粘土浆料。
全文摘要
含蒙脱石钙镁基粘土浆料改性方法，涉及印染浆料加工工艺，发明目的是在现有提纯处理工艺的基础上提供对含蒙脱石钙镁基粘土性质的改进，使之更适用于印染浆料。本发明通过酸调节pH，再使用钠盐使含蒙脱石钙镁基粘土转变为含蒙脱石钠基粘土。通过改变含蒙脱石钙镁基粘土的荷电性质，使含蒙脱石钙镁基粘土晶层充分膨胀，在溶液中产生最佳的缔合(桥联)，形成体积庞大的空间网络结构，包裹大量自由水，产生较佳的粘稠效果与胶体性能。提高了含蒙脱石钙镁基粘土的膨胀能力和胶体分散性。使用本发明方法获得的产品可较多替代海藻酸钠，且印染效果好，成本降低，环境污染减轻。
文档编号D06P1/673GK1766007SQ20051006066
公开日2006年5月3日 申请日期2005年9月8日 优先权日2005年9月8日
发明者童筠, 崔宏强, 张金琴 申请人:长兴仁恒精制膨润土有限公司