专利名称：纳米黏土的制备方法及纯化的纳米黏土的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种纳米黏土的制备方法，该纳米黏土至少可用于生产聚
合物-层状硅酸盐纳米复合材料(Polymer-Layered Silicate Nanocomposites, PLSNs)。
背景技术：
纳米黏土是纳米科技中一种重要的材料，其主要用于生产聚合物-层状硅 酸盐纳米复合材料(Polymer-Layered Silicate Nanocomposites， PLSNs)。目前纯
化处理火山黏土制备纳米黏土的技艺具有杂质过多及无法将不能分散开的纳 米黏土除掉的缺点，使得所生产的纳米黏土应用在生产聚合物-层状硅酸盐纳 米复合材料时仍然不能获得令人满意的结果，而具有进一步被改善的空间。
发明内容
本发明的一主要目的在于提供一种制备纳米黏土的方法，其具有所制备 的纳米黏土不具有杂质的优点。
本发明方法包含将层状黏土例如火山黏土与重量为其30 500倍的水混
合，并静置该混合物一段时间以进行层状黏土与水的水合作用；搅拌该混合 物以形成一半透明液体；于一第一容器中静置该半透明液体约48小时，而于 该第一容器的底部形成沉淀；从该第一容器移出不含该沉淀的半透明液体； 于一第二容器中静置该不含沉淀的半透明液体一足够长的时间例如75天，而
于该第二容器的底部形成沉淀；从该第二容器移出不含沉淀的半透明液体； 及干燥最后所获得的不含沉淀的半透明液体而形成纳米黏土。
本发明方法利用地心引力作用及比重原理，使前述半透明液体中火山黏 土的杂质沉淀，如果时间够长半透明液体中火山黏土的杂质及不能分散开的 纳米黏土就都已沉淀在底部，除去该底部沉淀所获得的半透明液体非常纯， 只有均匀分散的纳米黏土及水。
本发明的较佳具体实施方式
包括(但不限于)下列项目 1. 一种制备纳米黏土的方法，包含下列步骤
a) 将层状黏土与重量为其30 500倍的水混合，并静置该混合物1 720
小时；
b) 搅拌步骤a)所获得的混合物以形成一半透明液体；
c) 于一第一容器中静置步骤b)所获得的半透明液体6 480小时，而于
该第一容器的底部形成沉淀；
d) 从该第一容器移出不含该沉淀的半透明液体；
e) 于一第二容器中静置从该第一容器所移出的不含该沉淀的半透明液 体1 187天，而于该第二容器的底部形成沉淀；
f) 从该第二容器移出不含该沉淀的半透明液体；及
g) 干燥步骤f)所获得的不含该沉淀的半透明液体而形成纳米黏土。 其中步骤a)的层状黏土为火山黏土(bentonite)、蒙脱石(montmorillonite)
或贝德石(Beidellite)。
其中步骤a)的层状黏土为火山黏土。
其中步骤e)包含于一第二容器中静置从该第一容器所移出的不含该沉 淀的半透明液体6 480小时，而于该第二容器的底部形成沉淀；从该第二容 器移出不含该沉淀的半透明液体；于一第三容器中静置从该第二容器所移出 不含该沉淀的半透明液体1 187天，而于该第三容器的底部形成沉淀，此时 步骤f)为包含从该第三容器移出不含该沉淀的半透明液体。
其中第二容器中的静置时间为约14天，及于第三容器中的静置时间为 约120天。
其中步骤d)是由倾析方式从该第一容器移出不含该沉淀的半透明液体。 其中步骤f)是由倾析方式从该第二容器移出不含该沉淀的半透明液体。 其中是由倾析方式从该第二容器移出不含该沉淀的半透明液体，且由倾
析方式从该第三容器移出不含该沉淀的半透明液体。
其中步骤a)是将层状黏土与重量为其约200倍的水混合，并静置所混合
物约24小时。
其中步骤c)于第一容器中的静置时间约48小时。
其中步骤g)干燥是由加热方式、真空加热方式或喷雾方式进行。
其中步骤g)干燥是由使用旋风器(cydone)进行。 其进一步包含于步骤g)后研磨该干燥所得到的产品。 一种纯化的纳米黏土，其被置于一重量为其30 500倍的水中1 180
天不会形成底部沉淀。
所述的纯化的纳米黏土，其被置于一重量为其30 500倍的水中90天
不会形成底部沉淀。
本发明所用的水是纯水，例如去离子水，蒸馏水，及逆渗透(RO)水。 本发明可由下列实施例被进一歩了解，所述实施例仅作为说明之用，而
非用于本发明范围。
具体实施例方式
实施例1
由火山黏土(bentonite ore)制备纳米黏土(NANOCLAY)
a) 取50克火山黏土(Iran Chemiral Co.公司)放入一高度为32 cm及内径 为23公分的第一塑料桶槽中。加入重量倍数为火山黏土200倍的蒸馏水。静 置24小时后，再以100rpm速度搅拌该火山黏土及水的混合物20分钟，此时 该火山黏土及水的混合物呈现无固体沉淀的半透明液体。
b) 半透明液体被静置48小时，发现有杂质沉淀于该第一桶槽底部，以 倾析方式将上方半透明液体倒入另一高度为32 cm及内径为23公分的第二塑 料桶槽中，以移出杂质沉淀。
c) 第二塑料桶槽中的半透明液体被静置7天，发现有杂质沉淀于该第二 桶槽底部，以倾析方式将上方半透明液体倒入另一高度为32 cm及内径为23 公分的第三塑料桶槽中，以移出杂质沉淀。
d) 第三塑料桶槽中的半透明液体再被静置75天，此时底部发现有沉淀。
e) 从该第三桶槽的半透明液体上方取2000ml的半透明液体，再从桶槽 中剩下的半透明液体的上方取2000 ml的半透明液体，接着再从桶槽中剩下的 半透明液体的上方取2000 ml的半透明液体。分三次取出的半透明液体以烤箱 烤干(25(TC， 24小时)后，再以研磨机研磨15分钟得到粉状纳米黏土。参照 美国American Colloid Corp.公司的规范测试此三个粉状纳米黏土的膨润指数 (Swelling Factor),其步骤包含将2公克纳米黏土及100 ml蒸馏水加入100 ml
试管；静置不动24小时后，看试管中黏土沉淀物的高度，发现三个粉状纳米 黏土于三根试管中的高度分别为56， 57及61 ml，由于此三个高度值在可容i午 误差范围内，因此判断它们为不含杂质的纳米黏土。
如果前述步骤e)的三个高度值在可容许误差范围外(大于或小于平均值3 ml)，则重复步骤a)至e)，但步骤d)的静置天数被加长，直到步骤e)的三个高 度值在可容许误差范围内。
实施例2
重复实施例1中的步骤a)至d)，并且接着将步骤d)被静置75天的半透明 液体以倾析方式与底部杂质沉淀分离。以烤箱烤干半透明液体(25(TC， 24小 时)后，再以研磨机研磨15分钟得到粉状纳米黏土。
本发明方法利用地心引力作用及比重原理，使前述半透明液体中火山黍占 土的杂质沉淀，如果时间够长半透明液体中火山黏土的杂质及不能分散开的 火山黏土就都已沉淀在底部，除去该底部沉淀所获得的半透明液体非常纯， 只有均匀分散的纳米黏土及水，所以不同高度的半透明液体被干燥后的纳米 黏土的膨润指数就会相同。
权利要求
1.一种制备纳米黏土的方法，包含下列步骤a)将层状黏土与重量为其30～500倍的水混合，并静置该混合物1～720小时；b)搅拌步骤a)所获得的混合物以形成一半透明液体；c)于一第一容器中静置步骤b)所获得的半透明液体6～480小时，而于该第一容器的底部形成沉淀；d)从该第一容器移出不含该沉淀的半透明液体；e)于一第二容器中静置从该第一容器所移出的不含该沉淀的半透明液体1～187天，而于该第二容器的底部形成沉淀；f)从该第二容器移出不含该沉淀的半透明液体；及g)干燥步骤f)所获得的不含该沉淀的半透明液体而形成纳米黏土。
2. 如权利要求l所述的方法，其中歩骤a)的层状黏土为火山黏土、蒙脱 石或贝德石。
3. 如权利要求2所述的方法，其中步骤a)的层状黏土为火山黏土。
4. 如权利要求3所述的方法，其中步骤e)包含于一第二容器中静置从该 第一容器所移出的不含该沉淀的半透明液体6 480小时，而于该第二容器的 底部形成沉淀；从该第二容器移出不含该沉淀的半透明液体；于一第三容器 中静置从该第二容器所移出不含该沉淀的半透明液体1 187天，而于该第三 容器的底部形成沉淀，此时步骤f)为包含从该第三容器移出不含该沉淀的半 透明液体。
5. 如权利要求4所述的方法，其中于第二容器中的静置时间为约14天， 及于第三容器中的静置时间为约120天。
6. 如权利要求l所述的方法，其中步骤d)是由倾析方式从该第一容器移 出不含该沉淀的半透明液体。
7. 如权利要求l所述的方法，其中步骤f)是由倾析方式从该第二容器移 出不含该沉淀的半透明液体。
8. 如权利要求4所述的方法，其中是由倾析方式从该第二容器移出不含 该沉淀的半透明液体，且由倾析方式从该第三容器移出不含该沉淀的半透明 液体。
9. 如权利要求1所述的方法，其中步骤a)是将层状黏土与重量为其约20O 倍的水混合，并静置所混合物约24小时。
10. 如权利要求l所述的方法，其中步骤c)于第一容器中的静置时间约 48小时。
11. 如权利要求1所述的方法，其中步骤g)干燥是由加热方式、真空加热 方式或喷雾方式进行。
12. 如权利要求l所述的方法，其中步骤g)干燥是由使用旋风器进行。
13. 如权利要求1所述的方法，其进一步包含于步骤g)后研磨该干燥所得 到的产品。
14. 一种纯化的纳米黏土，其被置于一重量为其30 500倍的水中1 180 天不会形成底部沉淀。
15. 如权利要求14所述的纯化的纳米黏土，其被置于一重量为其30 500 倍的水中90天不会形成底部沉淀。
全文摘要
本发明是关于一种纳米黏土的制备方法，该纳米黏土至少可用于生产聚合物-层状硅酸盐纳米复合材料。一种制备纳米黏土的方法，其包含将层状黏土例如火山黏土与重量为其30～500倍的水混合，并静置该混合物约24小时的时间以进行层状黏土与水的水合作用；搅拌该混合物以形成一半透明液体；于一第一容器中静置该半透明液体约48小时，而于该第一容器的底部形成沉淀；从该第一容器移出不含该沉淀的半透明液体；于一第二容器中静置该不含沉淀的半透明液体1～187天，而于该第二容器的底部形成沉淀；从该第二容器移出不含沉淀的半透明液体；及干燥最后所获得的不含沉淀的半透明液体而形成纳米黏土。
文档编号C01B33/40GK101357769SQ20071011976
公开日2009年2月4日 申请日期2007年7月31日 优先权日2007年7月31日
发明者罗积康 申请人:罗积康