膨潤(rùn)土(Bentonite)又名膨土巖,是以蒙脫石為主要成份的粘土礦物,其化學(xué)成份相當(dāng)穩(wěn)定,被譽(yù)為“萬(wàn)能石”。
膨潤(rùn)土的性能取決于蒙脫石,取決于蒙脫石的含量。在多水條件下, 蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)非常微細(xì),這一特殊的微細(xì)晶體結(jié)構(gòu)決定其有許多優(yōu)良特性,如高分散性、懸浮性、膨潤(rùn)性、粘結(jié)性、吸附性、陽(yáng)離子交換性等。因此,膨潤(rùn)土被稱為“千種用途礦物”,國(guó)內(nèi)外將其廣泛用于冶金球團(tuán)、鑄造、鉆井泥漿、紡織印染、橡膠、造紙、化肥、農(nóng)藥、改良土壤、干燥劑、化妝品、牙膏、水泥、陶瓷工業(yè)、納米材料、無(wú)機(jī)化工等領(lǐng)域。
我國(guó)的膨潤(rùn)土資源極為豐富,遍布26個(gè)省市,儲(chǔ)量世界第一。目前我國(guó)膨潤(rùn)土發(fā)展較快,應(yīng)用已達(dá)24個(gè)領(lǐng)域,年產(chǎn)量超過(guò)310萬(wàn)噸。但低檔過(guò)多,上檔次的產(chǎn)品不足7%。因此說(shuō),開(kāi)發(fā)高附加值的產(chǎn)品是當(dāng)務(wù)之急。大力開(kāi)發(fā)附加值高的膨潤(rùn)土產(chǎn)品可獲得高附加值的回報(bào),并避免資源浪費(fèi),目前膨潤(rùn)土高附加值的只有4類,應(yīng)得到關(guān)注。
一、蒙脫石
只有純的蒙脫石才能充分其自身的優(yōu)異性能。
蒙脫石可從符合一定條件的天然膨潤(rùn)土中提純獲得,蒙脫石已超出膨潤(rùn)土范疇作為獨(dú)立的品種應(yīng)用在醫(yī)藥、飼料等高科技領(lǐng)域。
我國(guó)關(guān)于蒙脫石產(chǎn)品的定義不統(tǒng)一,常造成蒙脫石產(chǎn)品歧義。目前關(guān)于蒙脫石產(chǎn)品的定義有二個(gè),一個(gè)是非金屬礦行業(yè)的蒙脫石產(chǎn)品的定義:粘土礦中蒙脫石含量大于80%就稱為蒙脫石,如蒙脫石干燥劑等,其產(chǎn)品含量多用吸藍(lán)量等方法定性定量,品位不外乎為高純度的膨潤(rùn)土而已;另一個(gè)是科研研究領(lǐng)域上的蒙脫石的界定,其產(chǎn)品含量多用XRD等方法定性定量,這是真正意義上的蒙脫石,可滿足醫(yī)藥化妝品食品等行業(yè)對(duì)蒙脫石產(chǎn)品的要求。本文所述的蒙脫石就是這個(gè)層面上的蒙脫石產(chǎn)品。
蒙脫石可以用于醫(yī)藥
蒙脫石 (Montmorillonite, Smectite) 在美國(guó)藥典、英國(guó)藥典及歐洲藥典等藥典中均有收載,無(wú)臭,有輕微的土味,無(wú)刺激性,對(duì)神經(jīng)、呼吸及心血管系統(tǒng)沒(méi)有影響,具有良好的吸附能力、陽(yáng)離子交換能力和吸水膨脹能力,對(duì)大腸桿菌、霍亂弧菌、空腸彎曲菌、金黃色葡萄球菌和輪狀病毒以及膽鹽都有較好的吸附作用,對(duì)細(xì)菌毒素也有固定作用,止瀉迅速,因此其制劑廣泛應(yīng)用于臨床。蒙脫石原料藥除用于制劑外還用于藥物合成以及作為輔料用于緩釋制劑。
浙江三鼎科技有限公司和山東綠葉制藥有限公司聯(lián)合生產(chǎn)蒙脫石,這種聯(lián)合也許是一種最新觀念的合作,讓蒙脫石制藥企業(yè)和蒙脫石生產(chǎn)企業(yè)都“做熟不做生”,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),其結(jié)果是流程短了,規(guī)模大了,原礦得到綜合利用,利潤(rùn)大了,專業(yè)技術(shù)體現(xiàn)出來(lái)了,國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)了。山東綠葉制藥有限公司蒙脫石原料車間已經(jīng)通過(guò) SFDA 的 GMP 現(xiàn)場(chǎng)檢查,2008 年 2 月獲得 GMP 證書,產(chǎn)品符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)( WS1- ( X-165 ) -2004Z ),生產(chǎn)批準(zhǔn)文號(hào)為國(guó)藥準(zhǔn)字 H20057572 。
蒙脫石可以用于獸藥和動(dòng)物保健
浙江三鼎科技有限公司獨(dú)家專利產(chǎn)品納米蒙脫石護(hù)腸寶TM和納米蒙脫石清霉寶TM就是專門針對(duì)動(dòng)物腹瀉、痢疾等疾病的防治而研制的綠色保健產(chǎn)品,可治療腹瀉,可脫除飼料中的霉菌和重金屬,無(wú)毒副作用,并具有“中藥成分,西藥效果”的特點(diǎn)。
蒙脫石用于動(dòng)物養(yǎng)殖上,產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)提純,必須確定無(wú)毒(砷、汞、鉛、方英石不超標(biāo)),任何將膨潤(rùn)土原礦直接用于藥物的結(jié)果都將造成對(duì)禽畜的傷害。
蒙脫石在動(dòng)物養(yǎng)殖上應(yīng)用非常廣泛,其熱點(diǎn)幾乎都集中在護(hù)腸止瀉、飼料脫霉、止血消炎、移欄維護(hù)等方面。
蒙脫石可以用于化妝品
蒙脫石能有效清除和吸附肌膚紋路中殘留的彩妝、污垢雜質(zhì)及過(guò)剩的油脂,并吸附過(guò)剩油脂, 去角質(zhì),加速老死細(xì)胞的脫落,收斂過(guò)粗毛孔,淡化黑色素細(xì)胞,改善膚色。
浙江三鼎科技有限公司獨(dú)家專利產(chǎn)品SD5000系列化妝品用蒙脫石產(chǎn)品為天然綠色化工產(chǎn)品,超細(xì)白色粉末,無(wú)毒、無(wú)味,其蒙脫石純度高,可用于化妝品無(wú)機(jī)凝膠(增稠,、懸浮、乳化)、面膜、含粉體的乳液、潤(rùn)膚霜的底料(去污、解毒、止癢、美容、保濕)。
蒙脫石可以用于水晶蝦養(yǎng)殖,可凈水,不會(huì)改變水的PH值,提供礦物營(yíng)養(yǎng)素,對(duì)水晶蝦有美白效果,是養(yǎng)水晶蝦的必需品。浙江三鼎科技有限公司水晶蝦用蒙脫石有速效蒙脫石和長(zhǎng)效蒙脫石2個(gè)牌號(hào)。
蒙脫石在食品中作食品添加劑及乳化劑,可用作減肥食品;可使果汁、糖汁澄清膨;可使硬水軟化?捎糜谒厥痴咛砑觿娲鴤鹘y(tǒng)的由動(dòng)物轉(zhuǎn)換的添加劑,如蛋白和明膠。
蒙脫石可以用于酒類澄清劑,納米蒙脫石具有的巨大的表面吸附性及層間具有永久負(fù)電荷性的特點(diǎn),可有效地吸附蛋白質(zhì)、大分子色素及其他各種帶正電荷的膠體粒子并產(chǎn)生凝聚作用,可用于如葡萄酒、果露酒、果汁、醬油、食醋、黃酒等釀造內(nèi)產(chǎn)品的澄清和穩(wěn)定化處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:納米蒙脫石不改變葡萄酒、果酒等飲料的外觀顏色、風(fēng)味等特點(diǎn),因其本身不溶于水比重大于水的特性可自然下沉分離出。
應(yīng)用工藝:將納米蒙脫石酒類澄清劑加于3—6倍量水中充分溶脹,攪拌成漿狀,再加入待處理的葡萄酒等產(chǎn)品中攪拌分散均勻,最后過(guò)濾就得到清澈晶亮的酒體等。
納米蒙脫石酒類澄清劑用于葡萄酒等澄清已有五十年多的歷史,十分安全可靠,對(duì)防治酒的“金屬破敗病”和“褐變”有輔助作用。
二、有機(jī)膨潤(rùn)土
一般地說(shuō),有機(jī)膨潤(rùn)土(胺化土)是將鈉基膨潤(rùn)土用有機(jī)胺鹽覆蓋而得。
有機(jī)膨潤(rùn)土主要用于油漆油墨、石油鉆井、聚合物活性填充劑等領(lǐng)域。
有機(jī)膨潤(rùn)土是有機(jī)液體的有效膠凝劑。在液態(tài)有機(jī)系統(tǒng)中加入相當(dāng)少量的有機(jī)膨潤(rùn)土,將大大影響其流變性,粘度增大,流動(dòng)性改變,系統(tǒng)成為觸變的。有機(jī)膨潤(rùn)土主要用于油漆、印刷油墨、潤(rùn)滑油、化妝品及其他許多工業(yè)部門,以控制粘度和流動(dòng)性,使生產(chǎn)更容易、儲(chǔ)存穩(wěn)定性及使用性能更好。在環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、瀝青等合成樹(shù)脂及Fe、Pb、Zn等系列顏料油漆中,可作防沉助劑,具有防止顏料沉底結(jié)塊、耐腐蝕、加厚涂層等;用于溶劑性油墨可作增稠助劑,以調(diào)整油墨的粘度和稠度,防止油墨滲散,提高觸變性。
有機(jī)膨潤(rùn)土用于石油鉆井,可作配制油基泥漿和助卡劑,增加泥漿的稠度、提高泥漿分散性和懸浮性。
有機(jī)膨潤(rùn)土是用作輪胎、膠板等橡膠及部分塑料制品的填料。有機(jī)膨潤(rùn)土用作橡膠填料,是國(guó)際上八十年代新技術(shù),原獨(dú)聯(lián)體、美、英等國(guó)家廣泛應(yīng)用。吉林化學(xué)工業(yè)公司研究院經(jīng)過(guò)三年的研制, 成功地開(kāi)發(fā)出生產(chǎn)橡膠用有機(jī)膨潤(rùn)土(也叫改性膨潤(rùn)土)技術(shù)方法。產(chǎn)品在樺甸、吉林、長(zhǎng)春、吉化等輪胎廠進(jìn)行試用,效果顯著,不僅輪胎使用壽命延長(zhǎng),輪胎生產(chǎn)成本也大大降低。橡膠用有機(jī)膨潤(rùn)土(改性膨潤(rùn)土)得到橡膠企業(yè)的認(rèn)同和歡迎,市場(chǎng)潛力巨大。此后,浙江的豐虹、華特開(kāi)發(fā)出有機(jī)膨潤(rùn)土及超細(xì)/納米有機(jī)膨潤(rùn)土,為有機(jī)膨潤(rùn)土(改性膨潤(rùn)土)的應(yīng)用提供原料的保障。
納米級(jí)有機(jī)膨潤(rùn)土還用于尼龍、聚酯、聚烯烴(乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯)和環(huán)氧樹(shù)脂等塑料的納米改性,改善其耐熱性、強(qiáng)度、耐磨性氣體阻隔性和比重。納米級(jí)有機(jī)膨潤(rùn)土在橡膠中應(yīng)用主要用于橡膠制品的納米改性,改善其氣密性,定伸引力和耐磨性、防腐性、耐侯性、耐化學(xué)性。聚氨酯彈性體/蒙脫土納米復(fù)合材料、三元乙丙橡膠/蒙脫土納米復(fù)合材料都得到很好的研究。
用納米級(jí)有機(jī)膨潤(rùn)土和聚烯烴等聚合物可以制成納米級(jí)有機(jī)膨潤(rùn)土/聚合物母料(改質(zhì)而容易分散之共混物),納米級(jí)有機(jī)膨潤(rùn)土/聚合物母料與橡膠或彈性體復(fù)合后就可以制備納米膨潤(rùn)土復(fù)合熱塑性彈性體,可加速納米熱塑性彈性體的開(kāi)發(fā)。
美國(guó)AMCOL International Corporation 的全資子公司―Nanocor公司就有納米蒙脫土/聚合物母料(masterbatches)產(chǎn)品。
三、高白膨潤(rùn)土
高白膨潤(rùn)土是白度最少在80以上的高純度鈉(鈣)基膨潤(rùn)土。高白膨潤(rùn)土受益于其白度,在日化用品、陶瓷、造紙、涂料等許多方面深受歡迎。
日化用品:高白膨潤(rùn)土在肥皂、洗衣粉、洗凈劑作織物軟化劑、柔順劑,吸收溶解的雜質(zhì),防止織物表面結(jié)殼和渣滓的堆積,減少沸石在織物上的沉積;可使流體介質(zhì)中污物和其它顆粒保持懸浮狀態(tài);吸附油類及其它雜質(zhì),甚至可使細(xì)菌凝結(jié)。在牙膏、化妝品中作凝膠劑,可替代國(guó)外進(jìn)口的牙膏用增稠劑、觸變劑---合成硅酸鋁鎂。試驗(yàn)結(jié)果表明,使用蒙脫石含量>97%,白度為82的高白膨潤(rùn)土牙膏膏體細(xì)膩、挺身,膏體即拉粘度為21mm,膏體灌裝后劑出光澤性好;高溫50度連續(xù)放置3個(gè)月后,剖開(kāi)膏體,色澤不變,牙膏基本粘殼,沒(méi)有結(jié)粒和干咀的現(xiàn)象,且對(duì)鋁管完全不腐蝕,膏體表面光滑細(xì)膩。牙膏經(jīng)5個(gè)月高溫和7個(gè)月常溫觀察檢驗(yàn),符合牙膏新標(biāo)準(zhǔn),可作牙膏原料使用。
陶瓷:白膨潤(rùn)土在陶瓷中用作塑性填料,特別是在需要燒結(jié)后高白度的產(chǎn)品中。其流變和可膨脹特性使得陶瓷灰膏具有了可塑性并增加了強(qiáng)度,同時(shí)在膏體中使水的懸膠體穩(wěn)定,同時(shí),其干粘合性為焙燒后的最終產(chǎn)品提供一種高結(jié)合強(qiáng)度和抗彎曲的能力。在陶瓷釉料中,白膨潤(rùn)土還用作增塑劑和增稠劑,為釉料和支持物提供強(qiáng)度、可塑性和高粘著性,有利于球磨。
造紙:在造紙工業(yè),白膨潤(rùn)土可用作多功能白色礦物填料。
涂料:在涂料中作粘滯調(diào)節(jié)劑和白色礦物填料,可部分或全部代替鈦白粉。
淀粉改性劑:使儲(chǔ)存穩(wěn)定性及使用性能更好。
此外,白膨潤(rùn)土還可用在高檔膠粘劑、聚合物、油漆中。
四、顆粒白土
顆粒白土是以活性白土為主要原料經(jīng)化學(xué)處理而成的,外觀為不定型小顆粒狀,它比活性白土有更高的比表面積,具有很高的吸附能力,廣泛用于石化行業(yè)芳烴提純,航空煤油精煉,礦物油、動(dòng)植物油脂、制蠟及有機(jī)液體的脫色精制,也用于潤(rùn)滑油、基礎(chǔ)油、柴油等油品的精制,脫除油品中殘余的烯烴、膠質(zhì)、瀝青、堿性氮化物等雜質(zhì)。
顆粒白土還可用作水分干燥劑,內(nèi)服藥物堿解毒劑,維生素A、B吸附劑,潤(rùn)滑油重合接觸劑,汽油氣相精制劑等,還可用作中溫聚合催化劑、高溫聚合劑的原料。
目前,無(wú)毒、不夾帶、吸油率小、可用于食用油脫色精制的顆粒白土是需求熱點(diǎn)。
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