蒙脱石是一种天然二维纳米层状硅酸盐粘土矿物,其独有的离子交换功能,可与含氮化有机化合物进行交换制备不同性能的改性蒙脱石,故最简单最经济的改性路线就是用阳离子表面活性剂进行插层改性。
目前,常用的阳离子表面改性剂主要有:十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵]、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基吡啶溴酸盐、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵、双十八烷基甲基苄基溴化铵。也有不少学者采用双阳离子季铵盐、阴-阳离子复合改性剂对蒙脱石进行有机表面改性研究。
醇酸树脂是涂料领域用量较大的一类树脂,有机改性蒙脱石具有亲油疏水特性,可在醇酸树脂涂料中添加,作为流变助剂使用。
为了提高蒙脱石在醇酸树脂中的分散性能,李静静等选用系列季铵盐表面活性剂对蒙脱石进行插层改性,同时对改性蒙脱石在醇酸树脂中的直接分散性能进行对比研究,结果表明:
(1)采用烷基季铵盐表面活性剂改性蒙脱石,表面活性剂的用量为蒙脱石阳离子交换容量的1.2倍,当表面活性剂为单长链烷基季铵盐时,其在蒙脱石层间的排列倾向于倾斜双层排列,蒙脱石层间域小于烷基链长度,季铵盐中有苄基存在时,烷基链与蒙脱石片层倾角变大,层间域略有增大;
(2)当表面活性剂为双长链烷基季铵盐时,其在蒙脱石层间的排列仍倾向于倾斜双层排列,但由于双长链的空间位阻效应,蒙脱石层间域尺寸介于单根烷基链长度与双烷基链长度之间。
(3)表面活性剂改性蒙脱石在醇酸树脂中直接分散形成胶体的增稠和触变性能受到改性剂HLB值大小、蒙脱石层间撑开的大小以及改性剂结构等多种因素的综合影响。
(4)本试验条件下,增稠和触变性能最好的改性剂为双十八烷基甲基苄基氯化铵,其次是十六烷基三甲基氯化铵。
(5)表面活性剂改性蒙脱石在醇酸树脂中的分散性能(细度)主要受到蒙脱石层间域的大小的影响,双长链烷基季铵盐改性有机蒙脱石在醇酸树脂体系中有更好分散状态,其中双十八烷基甲基苄基氯化铵改性有机蒙脱石的分散性能最佳,其改性蒙脱石层间域最大。
资料来源:《李静静,王建黎,王春伟,等.插层改性蒙脱石及其在醇酸树脂中分散性能的研究[J].涂料工业,2021,51(06):1-6》,由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!
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