專利名稱：納米黏土的制備方法及純化的納米黏土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種納米黏土的制備方法，該納米黏土至少可用于生產(chǎn)聚
合物-層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料(Polymer-Layered Silicate Nanocomposites, PLSNs)。
背景技術(shù)：
納米黏土是納米科技中一種重要的材料，其主要用于生產(chǎn)聚合物-層狀硅 酸鹽納米復(fù)合材料(Polymer-Layered Silicate Nanocomposites， PLSNs)。目前純
化處理火山黏土制備納米黏土的技藝具有雜質(zhì)過多及無法將不能分散開的納 米黏土除掉的缺點(diǎn)，使得所生產(chǎn)的納米黏土應(yīng)用在生產(chǎn)聚合物-層狀硅酸鹽納 米復(fù)合材料時(shí)仍然不能獲得令人滿意的結(jié)果，而具有進(jìn)一步被改善的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一主要目的在于提供一種制備納米黏土的方法，其具有所制備 的納米黏土不具有雜質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明方法包含將層狀黏土例如火山黏土與重量為其30 500倍的水混
合，并靜置該混合物一段時(shí)間以進(jìn)行層狀黏土與水的水合作用；攪拌該混合 物以形成一半透明液體；于一第一容器中靜置該半透明液體約48小時(shí)，而于 該第一容器的底部形成沉淀；從該第一容器移出不含該沉淀的半透明液體； 于一第二容器中靜置該不含沉淀的半透明液體一足夠長的時(shí)間例如75天，而
于該第二容器的底部形成沉淀；從該第二容器移出不含沉淀的半透明液體； 及干燥最后所獲得的不含沉淀的半透明液體而形成納米黏土。
本發(fā)明方法利用地心引力作用及比重原理，使前述半透明液體中火山黏 土的雜質(zhì)沉淀，如果時(shí)間夠長半透明液體中火山黏土的雜質(zhì)及不能分散開的 納米黏土就都已沉淀在底部，除去該底部沉淀所獲得的半透明液體非常純， 只有均勻分散的納米黏土及水。
本發(fā)明的較佳具體實(shí)施方式
包括(但不限于)下列項(xiàng)目 1. 一種制備納米黏土的方法，包含下列步驟
a) 將層狀黏土與重量為其30 500倍的水混合，并靜置該混合物1 720
小時(shí)；
b) 攪拌步驟a)所獲得的混合物以形成一半透明液體；
c) 于一第一容器中靜置步驟b)所獲得的半透明液體6 480小時(shí)，而于
該第一容器的底部形成沉淀；
d) 從該第一容器移出不含該沉淀的半透明液體；
e) 于一第二容器中靜置從該第一容器所移出的不含該沉淀的半透明液 體1 187天，而于該第二容器的底部形成沉淀；
f) 從該第二容器移出不含該沉淀的半透明液體；及
g) 干燥步驟f)所獲得的不含該沉淀的半透明液體而形成納米黏土。 其中步驟a)的層狀黏土為火山黏土(bentonite)、蒙脫石(montmorillonite)
或貝德石(Beidellite)。
其中步驟a)的層狀黏土為火山黏土。
其中步驟e)包含于一第二容器中靜置從該第一容器所移出的不含該沉 淀的半透明液體6 480小時(shí)，而于該第二容器的底部形成沉淀；從該第二容 器移出不含該沉淀的半透明液體；于一第三容器中靜置從該第二容器所移出 不含該沉淀的半透明液體1 187天，而于該第三容器的底部形成沉淀，此時(shí) 步驟f)為包含從該第三容器移出不含該沉淀的半透明液體。
其中第二容器中的靜置時(shí)間為約14天，及于第三容器中的靜置時(shí)間為 約120天。
其中步驟d)是由傾析方式從該第一容器移出不含該沉淀的半透明液體。 其中步驟f)是由傾析方式從該第二容器移出不含該沉淀的半透明液體。 其中是由傾析方式從該第二容器移出不含該沉淀的半透明液體，且由傾
析方式從該第三容器移出不含該沉淀的半透明液體。
其中步驟a)是將層狀黏土與重量為其約200倍的水混合，并靜置所混合
物約24小時(shí)。
其中步驟c)于第一容器中的靜置時(shí)間約48小時(shí)。
其中步驟g)干燥是由加熱方式、真空加熱方式或噴霧方式進(jìn)行。
其中步驟g)干燥是由使用旋風(fēng)器(cydone)進(jìn)行。 其進(jìn)一步包含于步驟g)后研磨該干燥所得到的產(chǎn)品。 一種純化的納米黏土，其被置于一重量為其30 500倍的水中1 180
天不會形成底部沉淀。
所述的純化的納米黏土，其被置于一重量為其30 500倍的水中90天
不會形成底部沉淀。
本發(fā)明所用的水是純水，例如去離子水，蒸餾水，及逆滲透(RO)水。 本發(fā)明可由下列實(shí)施例被進(jìn)一歩了解，所述實(shí)施例僅作為說明之用，而
非用于本發(fā)明范圍。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
由火山黏土(bentonite ore)制備納米黏土(NANOCLAY)
a) 取50克火山黏土(Iran Chemiral Co.公司)放入一高度為32 cm及內(nèi)徑 為23公分的第一塑料桶槽中。加入重量倍數(shù)為火山黏土200倍的蒸餾水。靜 置24小時(shí)后，再以100rpm速度攪拌該火山黏土及水的混合物20分鐘，此時(shí) 該火山黏土及水的混合物呈現(xiàn)無固體沉淀的半透明液體。
b) 半透明液體被靜置48小時(shí)，發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)沉淀于該第一桶槽底部，以 傾析方式將上方半透明液體倒入另一高度為32 cm及內(nèi)徑為23公分的第二塑 料桶槽中，以移出雜質(zhì)沉淀。
c) 第二塑料桶槽中的半透明液體被靜置7天，發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)沉淀于該第二 桶槽底部，以傾析方式將上方半透明液體倒入另一高度為32 cm及內(nèi)徑為23 公分的第三塑料桶槽中，以移出雜質(zhì)沉淀。
d) 第三塑料桶槽中的半透明液體再被靜置75天，此時(shí)底部發(fā)現(xiàn)有沉淀。
e) 從該第三桶槽的半透明液體上方取2000ml的半透明液體，再從桶槽 中剩下的半透明液體的上方取2000 ml的半透明液體，接著再從桶槽中剩下的 半透明液體的上方取2000 ml的半透明液體。分三次取出的半透明液體以烤箱 烤干(25(TC， 24小時(shí))后，再以研磨機(jī)研磨15分鐘得到粉狀納米黏土。參照 美國American Colloid Corp.公司的規(guī)范測試此三個粉狀納米黏土的膨潤指數(shù) (Swelling Factor),其步驟包含將2公克納米黏土及100 ml蒸餾水加入100 ml
試管；靜置不動24小時(shí)后，看試管中黏土沉淀物的高度，發(fā)現(xiàn)三個粉狀納米 黏土于三根試管中的高度分別為56， 57及61 ml，由于此三個高度值在可容i午 誤差范圍內(nèi)，因此判斷它們?yōu)椴缓s質(zhì)的納米黏土。
如果前述步驟e)的三個高度值在可容許誤差范圍外(大于或小于平均值3 ml)，則重復(fù)步驟a)至e)，但步驟d)的靜置天數(shù)被加長，直到步驟e)的三個高 度值在可容許誤差范圍內(nèi)。
實(shí)施例2
重復(fù)實(shí)施例1中的步驟a)至d)，并且接著將步驟d)被靜置75天的半透明 液體以傾析方式與底部雜質(zhì)沉淀分離。以烤箱烤干半透明液體(25(TC， 24小 時(shí))后，再以研磨機(jī)研磨15分鐘得到粉狀納米黏土。
本發(fā)明方法利用地心引力作用及比重原理，使前述半透明液體中火山黍占 土的雜質(zhì)沉淀，如果時(shí)間夠長半透明液體中火山黏土的雜質(zhì)及不能分散開的 火山黏土就都已沉淀在底部，除去該底部沉淀所獲得的半透明液體非常純， 只有均勻分散的納米黏土及水，所以不同高度的半透明液體被干燥后的納米 黏土的膨潤指數(shù)就會相同。
權(quán)利要求
1.一種制備納米黏土的方法，包含下列步驟a)將層狀黏土與重量為其30～500倍的水混合，并靜置該混合物1～720小時(shí)；b)攪拌步驟a)所獲得的混合物以形成一半透明液體；c)于一第一容器中靜置步驟b)所獲得的半透明液體6～480小時(shí)，而于該第一容器的底部形成沉淀；d)從該第一容器移出不含該沉淀的半透明液體；e)于一第二容器中靜置從該第一容器所移出的不含該沉淀的半透明液體1～187天，而于該第二容器的底部形成沉淀；f)從該第二容器移出不含該沉淀的半透明液體；及g)干燥步驟f)所獲得的不含該沉淀的半透明液體而形成納米黏土。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中歩驟a)的層狀黏土為火山黏土、蒙脫 石或貝德石。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟a)的層狀黏土為火山黏土。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中步驟e)包含于一第二容器中靜置從該 第一容器所移出的不含該沉淀的半透明液體6 480小時(shí)，而于該第二容器的 底部形成沉淀；從該第二容器移出不含該沉淀的半透明液體；于一第三容器 中靜置從該第二容器所移出不含該沉淀的半透明液體1 187天，而于該第三 容器的底部形成沉淀，此時(shí)步驟f)為包含從該第三容器移出不含該沉淀的半 透明液體。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中于第二容器中的靜置時(shí)間為約14天， 及于第三容器中的靜置時(shí)間為約120天。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中步驟d)是由傾析方式從該第一容器移 出不含該沉淀的半透明液體。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中步驟f)是由傾析方式從該第二容器移 出不含該沉淀的半透明液體。
8. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中是由傾析方式從該第二容器移出不含 該沉淀的半透明液體，且由傾析方式從該第三容器移出不含該沉淀的半透明 液體。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟a)是將層狀黏土與重量為其約20O 倍的水混合，并靜置所混合物約24小時(shí)。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中步驟c)于第一容器中的靜置時(shí)間約 48小時(shí)。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟g)干燥是由加熱方式、真空加熱 方式或噴霧方式進(jìn)行。
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中步驟g)干燥是由使用旋風(fēng)器進(jìn)行。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含于步驟g)后研磨該干燥所得 到的產(chǎn)品。
14. 一種純化的納米黏土，其被置于一重量為其30 500倍的水中1 180 天不會形成底部沉淀。
15. 如權(quán)利要求14所述的純化的納米黏土，其被置于一重量為其30 500 倍的水中90天不會形成底部沉淀。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種納米黏土的制備方法，該納米黏土至少可用于生產(chǎn)聚合物-層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。一種制備納米黏土的方法，其包含將層狀黏土例如火山黏土與重量為其30～500倍的水混合，并靜置該混合物約24小時(shí)的時(shí)間以進(jìn)行層狀黏土與水的水合作用；攪拌該混合物以形成一半透明液體；于一第一容器中靜置該半透明液體約48小時(shí)，而于該第一容器的底部形成沉淀；從該第一容器移出不含該沉淀的半透明液體；于一第二容器中靜置該不含沉淀的半透明液體1～187天，而于該第二容器的底部形成沉淀；從該第二容器移出不含沉淀的半透明液體；及干燥最后所獲得的不含沉淀的半透明液體而形成納米黏土。
文檔編號C01B33/40GK101357769SQ20071011976
公開日2009年2月4日 申請日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者羅積康 申請人:羅積康