２０１２年第４期 中国非金属矿工业导刊 总第９８期 【行业发展】 高岭±制备高性能矿物材料的研究进展 吴胜利 （攀枝花钢城集团有限公司，四川攀枝花【摘６１ ７ ０２ ３） 要】高岭土是一种重要的非金属矿产资源，在许多领域都有广泛的应用。本文主要介绍高岭土在制备高性能材料 方面的最新研究进展及其应用特性，包括高性能陶瓷、聚合氯化铝、纳米氧化铝、介孔材料、高吸水材料以及高性能填料 等，为高岭土的精细化、高值化加工及高效综合利用提供新思路。 【关键词】高岭土；高性能材料；陶瓷；纳米氧化铝；多孔材料 【中图分类号】ＴＤ９８５；Ｐ６１９．２３２ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００７—９３８６（２０１２）０４—０００１—０３ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｆｒｏｍ Ｋａｏｌｉｎ ＷＵ Ｓｈｅｎｇ－ｌｉ （Ｐａｎｚｈｉｈｕａ Ｇａｎｇｃｈｅｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ ６１７０２３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｋａｏｌｉｎ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｎｏｎ—ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｆｉｅｌｄｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｒｏｍ ｎａｔｕｒａｌ ｋａｏｌｉｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｐｅｃｉａｌ ｃｅｒａｍｉｃｓ，ｐｏｌｙａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ，ｎａｎｏ—ａｌｕｍｉｎａ，ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎｄ ｈｉｇｈ— ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｌｆｌｅｒ．Ｔｈｉｓ ｒｅｖｉｅｗ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｎｏｖｅｌ ｒｏｕｔｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｎｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆｋａｏｌｉｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｋａｏｌｉｎ；ａｄｖａｎｃｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｃｅｒａｍｉｃｓ；ｎａｎｏ—ａｌｕｍｉｎａ；ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａ１． 高岭土是一种重要的非金属矿产资源，在我国分 布广泛、储量丰富。目前，我国已发现高岭土矿床 （点）７００多处，其中２００多处矿床已探明储量为３０亿ｔ （其中含煤系高岭土约１６．７４Ｌｔ）。高岭土主要由高岭 石矿物组成，高岭石是一种层状硅酸盐矿物，主要由 小于２１ａｍ的微小片状、棒状或管状晶体组成。根据 其质量、可塑性和砂质含量，高岭土可划分为硬质高 岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型。我国高岭 土矿床按矿床成因可分为五种：热液蚀变型、风化残 余型、风化淋积型、河湖海湾沉积型和含煤建造沉积 型 ＿ 。 成温度为１ ５５０￣Ｃ，Ａ１，Ｏ ／ＳｉＣ复相陶瓷粉通过热压烧 结合成Ａ ｌ Ｏ ／Ｓ ｉ Ｃ复相陶瓷，抗弯强度达到 ４２０ＭＰａ，相对密度达到９８％，硬度为ＨＲＡ８９。 Ｂａｉ 以煅烧煤系高岭土和Ⅸ一Ａ１２０３为原料，通 过１ ５００￣Ｃ反应烧结，制备得到了多孔莫来石陶瓷， 其弯曲强度为４２．１ＭＰａ，开口孔隙率为３６．４％，孔径 分布较窄，在０．２～５ ｍ之间。郝佳瑞等 以聚氨酯 泡沫为载体，采用有机泡沫浸渍法工艺，以高岭土和 硅藻土为原材料，六偏磷酸钠为分散剂，硅溶胶作粘 结剂，并添加一定量的蒙脱土为陶瓷浆料，反复浸 渍，采取抽真空阴干、烘干和烧结的工艺，制备一种 新型多孔陶瓷材料。研究结果表明：ＮａＯＨ浓度 由于高岭土具有良好的可塑性、烧结性、绝缘 性、较高的耐火度、化学稳定性等特性，所以它在造 纸、陶瓷、建筑材料、橡胶、塑料、涂料、日用化工 ４０％、温度２０￣Ｃ、浸泡时间１２０ｍｉｎ为最佳处理条件。 确定了最佳烧结机制，随着硅藻土含量的增加，陶瓷 的显气孔率增大，抗压强度减小，制备的多孔陶瓷显 气孔率为７１％～８３％，抗压强度为０．５８～１．５ＭＰａ。 ２高岭土制备聚合氯化铝、纳米氧化铝 等行业有着广泛的应用 。目前，世界高岭土消费构 成为：造纸４５％，油漆、橡胶、塑料和密封剂ｌ０％， 陶瓷１６％，耐火材料ｌ５％，玻璃纤维６％，其他８％ 。 近年来，随着国内外非金属矿深加工技术及市场的发 展，高岭土的应用领域正在不断拓宽和变化。 １ 高岭土制备高性能陶瓷 高岭土是陶瓷工业的重要原料。Ｈｅ等 利用高岭 土、碳作为原材料通过原位反应及热压烧结制备 Ａｌ Ｏ ／ＳｉＣ复相陶瓷材料，研究表明：最佳的粉末合 —— 高岭土按化学成分计算，理论氧化铝含量达到 ３９．５３％，是比较理想的制备氯化铝、氧化铝、纯铝 等产品的铝源。采用高岭土为原料制备聚合氯化铝、 纳米氧化铝具有成本低廉，产品附加值大幅度提高， 经济效益增加等优点。聚合氯化铝（ＰＡＣ）是一种新型 无机高分子絮凝剂，其絮凝能力强，净化性能高，主 耋 —— ２０１２年第４期 中国非金属矿工业导刊 总第９８期 要用于净化饮用水和特殊水质处理，也可用于工业水 处理。李传常 以低品位高岭土为原料制备了聚合氯 化铝，制备包括活化、溶出以及聚合三个过程。研究 结果表明：投加４ｇ的ＰＡＣ处理１５０ｍＬ甲基橙模拟废 水后，模拟废水色度、浊度和ＣＯＤ值分别降低了 化参数的影响，试验结果表明：以煤系高岭土为原料 通过酸洗除杂、焙烧活化和两步酸溶的方法制取高质 量的白炭黑是完全可行的。在适宜的制备条件下可以 得到大比表面积（５２９．６ｍ ／ｇ）和高纯度（９６．２％）的白 炭黑产品，同时具有较好的中孔孔隙结构和均匀的颗 粒分布。 ６６％、６７％和７６％。同时，将ＰＡＣ样品稀释为Ａｌ，Ｏ 含量为５ｍｇ／ｍＬ后，用于处理２００ｍＬ实际废水，试验 表明：投￣／Ｈ５ｍＬ的ＰＡＣ稀释液后，废水的浊度、色度 和ＣＯＤ分别降低了９６％、９６％、７６％。吴良彪 以高岭 介孔材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道 结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点， 土为原料，利用盐酸酸溶、聚合过程制备聚合氯化 铝。探索最佳工艺条件，研究了当焙烧温度８００￣Ｃ、 原料配ＨＳ１：３．５、反应时间３．５ｈ、反应温度６０￣Ｃ对合 成工艺的影响，发现此时Ａ１，Ｏ 溶出率可达８０％左右。 纳米氧化铝由于其表面电子结构和晶体结构发生 较大的变化，表现出纳米材料所特有的小尺寸效应、 使它在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子吸附、 分离，尤其是催化反应中发挥作用［１９－２１］￣Ｌｉｕ、Ｄｕ 等 以高岭土为铝、硅源通过活化处理以及添加各 种模板剂制备得到了介ＦＬＡ１，０ 和Ａ１－ＭＣＭ一４１介子Ｌ 材料，研究结果表明：制备得到的介ＦＬＡ１ ０ 的比表面 积为４６０ｍ ／ｇ，孔径大小为５．８ｒｉｍ；制备得到的Ａｌ— ＭＣＭ－４１介孔材料，比表面积最高达到１ ０４１ｍ ／ｇ， 表面效应、量子效应以及宏观量子隧道效应等特殊性 能，广泛用于集成电路基板材料、快离子导体复合材 料、荧光材料、湿敏性传感器以及红外吸收等新型材 料 …。其中纳米Ｙ—Ａ１ ２Ｏ３更是由于比表面积大、活 孔容为０．９７ｍＬ／ｇ，孔径分布比较集中，平均孔径大 小为３．７ｒｉｍ。另外，Ｍａｄｈｕｓｏｏｄａｎａ等 通过对煅烧 高岭土进行有选择性的酸浸得到不同的Ｓｉ／Ａ１比，然 后在添加溴化十六烷基三甲基铵（ＣＴＡＢ）为模板剂的 条件下进行水热反应，制备得到了含Ａｌ介￣ＬＳｉＯ ，比 性高，可以显著提高催化效果，而被广泛用于汽车尾 气催化剂、石油炼制催化剂、加氢和加氢脱硫催化剂 等高效催化领域“ 。Ｙａｎｇ等 通过对高岭土进行煅 烧和酸化处理，制备得到了纳米Ｙ—Ａ１ ２０ ，研究结 果表明：通过煅烧和酸化的活化处理，高岭土中的 铝离子浸出率可达９５％以上，制备得到的纳米氧化铝 形态为棒状，其平均直径为７ｎｍ，长度为２０ｎｍ。另 外，周竹发等“ 以苏州高岭土为原料，通过酸溶、 过滤、干燥和煅烧等步骤制备纳米Ａ １ ２０ 粉体，研究 结果表明：高岭土经７００℃煅烧，盐酸浓度２０％， Ａｌ／Ｈｃｌ摩尔比为１：７，１００￣Ｃ酸浸３ｈ，浸取率达到 ９３．８３％，干燥产物在８００￣Ｃ煅烧后得到长度为５０ｎｍ、 长径比为１０左右的针状ｖ－Ａ１，Ｏ ，１ ３００￣Ｃ时完全转 变为仅一Ａ１２Ｏ３。 表面积最大可达１ ４２０ｍ ／ｇ。 ４高岭土制备高吸水材料 超吸水性树脂是一类含强亲水性基团的功能性高 分子交联物，英文全称ｓｕｐｅｒ ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｐｏｌｙｍｅｒｓ （简称ＳＡＰ），其分子具有三维空间网络结构，分子网 络所吸收的水分不能被简单的物理方法挤出，有很强 的吸水和保水性能 。舒小伟等 以Ｎ，Ｎ一亚甲基双 丙烯酰胺为交联剂，过硫酸钠为引发剂，采用水溶 液法制备出高岭土复合聚丙烯酸一丙烯酰胺超吸水 性树脂，结果表明：当中和度为８０％，高岭土、引发 剂和交联剂剂量分别为丙烯酸单体质量的５０％、０．３％ 和０．０２５％，单体丙烯酰胺与丙烯酸质量比为７：１０时 所制得复合树脂吸蒸馏水率达９６０ｇ／ｇ，吸自来水和 生理盐水达３３０ｇ／ｇＳ￣１６０ｇ／ｇ。余丽秀等 ”以混合丙烯 酸盐、高岭土和淀粉等为原料，用水溶液交联共聚法 ３高岭土制备白炭黑和介孔材料 白炭黑是白色粉末状无定形硅酸和硅酸盐产品的 总称，是一种多孔性物质，因其主要性能和用途和炭 制备了复合高吸水树脂材料，研究了引发剂、交联 剂、高岭土用量等因素对材料吸水陛能的影响，结果 表明：当复合高吸水树脂材料中高岭土含量为３０％时 制备得到了吸去离子水、０．９％ＮａＣ１溶液、自来水分 别达到１ ４８０、５５、１６０ｇ／ｇ的样品。 黑相近而得名。白炭黑因具多种组成可用ＳｉＯ ・ ｎＨ，Ｏ表示，其中力Ｈ：Ｏ是以表面羟基的形式存在 ， 它被广泛应用于制药、橡胶、塑料、日用化学品等领 域。生产白炭黑的方法主要有以水玻璃为原料的沉淀 法和以四氯化硅为原料的气相法，这两种方法原料成 ５高岭土制备高性能填料 高岭土的洁白、柔软、高度分散性、吸附ｌ生、化 学稳定性以及优良工艺性能，使其在造纸工业上得到 广泛的应用。在造纸工业中，高岭土作填料和涂料， — —— 本偏高，生产工艺复杂，并且生产规模不宜过大。刘 欣梅等 以煤系高岭土为原料制备白炭黑，考察了高 岭土活化温度、酸度、酸量、反应时间等对白炭黑物 鳓 哪黼 吴胜利：高岭土制备商ｌ生能矿物材料的研究进展 可提高纸张的密度、白度和纸面的平滑度，降低透明 ［８】李传常．高岭土制备聚合氯化铝的研究［Ｄ】．中南大学，２００９． 度，保证更好地吸收印色 。另外，由于高岭土具 ［９】吴良彪．用高岭土合成聚合氯化铝的研究［Ｊ］．应用化工，２０１０，３９ （４）：５６５—５６７． 有质轻、隔音、隔热、阻燃等特点，在节能、环保、 【１０］刘有智，李裕，欧阳朝斌．超细氧化铝的制备及应用研究进展 生态平衡等方面有其独特的优势，所以把它用作树脂 ［Ｊ】．华北工学院学报，２００２，２３（５）：３３８—３４１． 的填料和补强剂在橡塑行业已经越来越受到重视。高 ［１１】ＺＨＡＯ Ｒ，ＧＵＯ Ｆ，ＨＵ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｚｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ａｌｕｍｉｎａ ｂｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ 岭土与树脂相比价格要低得多，用高岭土填充改性树 ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ ａｎｄ Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， 脂，除可节省树脂、降低成本外，还可以改善制品的 ２００６，９３（１—３）：２１２－２１６． 硬度、弹性模量、耐磨性、耐酸碱腐蚀性、尺寸稳定 ［１ ２］ＷＡＮＧ Ｓ，ＬＩ Ｘ，ＷＡＮＧ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｖ—ａｌｕｍｉｎａ ｖｉａ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｔｈａｎｏｌ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００８，６２（２０）： 性等。Ｓｕｋｕｍａｒ等 训通过使用钠橡胶籽油对高岭土进 ３５５２—３５５４． 行有机表面改性，研究结果表明：改性后的高岭土填 ［１ ３］ＷＡＮＧ Ｙ，ＷＡＮＧ Ｊ，ＳＨＥＮ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 充到天然橡胶中后可以明显改善橡胶的拉伸模量、拉 ｏｆ ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｌｅ Ｖ—ａｌｕｍｉｎａ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｈｏｓ— ｐｈｉｄｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｌｌｏｙｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，２００９， 伸强度以及断裂伸长率。Ｂｕｇｇｙ等 通过使用氨基硅 ４６７（１—２）：４０５—４１２． 烷对煅烧高岭土进行表面改性制备得到了高岭土／尼 ｆ ｌ ４］ＬＩＵ Ｍ，ＹＡＮＧ Ｈ．Ｆａｃｉｌｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅ ｒｊｚａｔｉｏｎ ｏｆ 龙６．６复合材料，研究结果显示：改性后的煅烧高岭 ｍａｃｒｏ—ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｖ－Ａ１２Ｏ３［Ｊ］ｌ Ｃｏｌｌｏｉｄｓ ａｎｄ Ｓｕｒｆａｃｅｓ Ａ：Ｐｈｙｓｉ— ｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｓｐｅｃｔｓ，２０１０，３７１（１－３）：１２６－１３０． 土填充到尼龙６．６中可以显著地改善尼龙６．６的力学 【１５］ＹＡＮＧ Ｈ，ＬＩＵ Ｍ，ＯＵＹＡＮＧ Ｊ．Ｎｏｖｅｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒ— 强度和伸长率。李国喜等 将改性后的高岭土与聚乙 ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｎｏｓｉｚｅｄ Ｙ—Ａ１２Ｏ３ ｆｒｏｍ ｋａｏｌｉｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｌａｙ 烯（ＰＥ）熔融共混，制备纳米高岭土／ＰＥ复合材料，检 Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，４７（３—４）：４３８－４４３． ［１６】周竹发，吴铭敏，冯杰．利用高岭土制备纳米氧化铝［Ｊ］．材料科 测结果显示：用复合材料制备的食品包装膜的力学性 学与工程学报，２００８，２６（３）：３３５－２２８． 能、热封性能、摩擦因数均优于ＰＥ膜，复合膜的水 【１７］冯杰，周竹发，吴铭敏，等．高岭土制备超细白炭黑的研究［Ｊ］，化 蒸气透过量降低４６．４％，氧气透过量降低３１．７％。 工新型材料，２００７，３５（１１）：７３—７５． ６结论与展望 ［１８】刘欣梅，潘正鸿，李国，等．用煤系高岭土制取白炭黑的研究【Ｊ］． 石油大学报，２００５，２９（２）：１２１—１２４． 高岭土性能优良，其用途非常广泛。我国高岭土 ［１ ９］ＣＯＲＭＡ Ａ．Ｆｒｏｍ ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ ｔｏ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ 资源丰富而且分布广泛，为更好地发挥这一资源的优 ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｕｓｅ ｉｎ ｃａｔａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ，１ ９９７， 势，需要把传统应用高岭土的思路转移到如何结合矿 ９７（６）：２３７３—２３４０． ［２０］ＣＯＡＳＮＥ Ｂ，ＧＡＬＡＲＮＥＡＵ Ａ，ＲＥＮＺＯ Ｆ Ｄ，ｅｔ ａ１．Ｇａｓ ａｄｓｏｒｐ— 物组成、化学成分、结构、表面性质等相关特性，通 ｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｍｉｃｅｌｌｅ—ｔｅｍｐｌａｔｅｄ ｓｉｌｉｃａｓ：ＭＣＭ・４ １，ＭＣＭ一 过矿物性能、矿物加工、材料性能以及相关应用领域 ４８，ａｎｄ ＳＢＡ一１５［Ｊ１．Ｌａｎｇｍｕｉｒ ２００６，２２（２６）：１ １０９７—１ １ １０５． 不同学科、专业的交叉合作研究，以充分发挥高岭土 ［２１］ＬＵＡＮ Ｚ，ＨＡＲＴＭＡＮＮ Ｍ，ＺＨＡＯ Ｄ，ｅｔ ａ１．Ｋｅｖａｎ．Ａｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ＳＢＡ－ｌ ５ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅｓ［Ｊ］． 本身的物理化学特性，将高岭土应用到高技术含量、 Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，１９９９，１ １（６）：１６２１—１６２７． 高附加值的领域，为其高附加值开发应用提供全新的 ［２２］ＬＩＵ Ｍ，ＹＡＮＧ Ｈ＿Ｌａｒｇｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ Ａ１２Ｏ３ ｆｒｏｍ 途径，这对于我国非金属矿行业具有十分重要的意义。 ｋａｏｌｉｎ：ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｌａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０ １Ｏ，５０（４）：５５４—５５９． 【参考文献】 ［２３］ＤＵ Ｃ，ＹＡＮＧ Ｈ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃｏｅｈｅｍｉｃａｌ ａｓｐｅｃｔｓ ［１］亓春英，刘星，周跃飞．高岭土的综合利用与发展前景［Ｊ］．昆明理 ｆｒｏｍ ｎａｔｕｒａｌ ｋａｏｌｉｎ ｔｏ ＡＩ—ＭＣＭ一４ １ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］． 工大学学报，２００３，２８（２）：４—７． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１２，３６９（１）：２１６— ［２】冯杰，李勇，刘松，等．用高岭土中矿制备纳米氧化铝…．非金属 ２２２． 矿，２０１０，３３（５）：５５—５７． ［２４］ＭＡＤＨＵＳＯＯＤＡＮＡ Ｃ Ｄ，ＫＡＭＥＳＨＩＭＡ ＮＡＫＡＪＩＭＡ Ａ，ｅｔ ［３］ＭＵＲＲＡＹ Ｈ Ｈ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｎｅｗ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｋａｏｌｉｎ， ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ Ａ１－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｓｍｅｃｔｉｔｅ ａｎｄ ｐａｌｙｇｏｒｓｋｉｔｅ：ａ ｇｅｎｅｒａｌ ｏｖｅｒｖｉｅｗ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｌａｙ ｓｉｌｉｃａ ｆｒｏｍ ｃａｌｃｉｎｅｄ ａｎｄ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｅｄ ｋａｏｌｉｎｉｔｅｓ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０００，１ ７（５－６）：２０７—２２ １． ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００６，２９７（２）： ［４］陈阳，郭萍，管俊芳，等．高岭土生产消费与国际贸易［Ｊ】．中国非 ７２４—７３１． 金属矿工业导刊，２０１１（３）：５５—５６． ［２５】印天寿．超强吸水剂的开发与应用［Ｊ】．安徽技术师范学院学报， ［５］ＨＥ Ｚ Ｘ，ＨＵＡＮＧ Ｄ，ＣＨＥＮ Ｗ Ｐ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ２００１，１５（４）：１—４． Ａ１ ２Ｏ３／ＳｉＣ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｂｙ ｉｎ—ｓｉｔｕ ｃａｒｂｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｋａｏｌｉｎ ［２６１舒小伟，沈上越，范力仁，等．水溶液法制备高岭土／聚丙烯酸一 ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，８（１１）：２８７０・２８７３． 丙烯酰胺超吸水性树脂的研究［Ｊ］．中国粉体技术，２００５（２）：９－１１． ［６］ＢＡＩ Ｊ．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｏｒｏｕｓ ｍｕｌｌｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ ［２７１余丽秀，张然，孙亚光，等．丙烯酸盐／高岭土／淀粉复合高吸水 ｆｒｏｍ ｃａｌｃｉｎｅｄ ｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓ ｋａｏｌｉｎ ａｎｄ ｏ【一Ａ１２Ｏ Ｊ］．Ｃｅｒａｍｉｃｓ 材料制备［Ｊ］．矿产保护与利用，２００７（２）：１ ５—１９． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２０１０，３６（２）：６７３—６７８． ［２８］ＭＵＲＲＡＹ Ｈ Ｈ，ＫＯＧＥＬ Ｊ Ｅ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｌａｙ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ［７］郝佳瑞，贾旭宏，严春杰．硅藻土／高岭土复合多孔陶瓷的制备 ｐａｐｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｌａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００５，２９（３－４）：１９９— ［Ｊ】．非金属矿，２００９，３２（６）：２６．２９． ２０６． （下转第１３页） 郑丽宁：膨润土无机凝胶在牙膏中的应用 在膨润土无机凝胶层间及端面电荷作用下，边溶胀边 定，相辅相成，发挥最佳的协同增稠作用。 进入膨润土无机凝胶的三维立体网状结构中。这样， ３．３对比试验 链状的ＣＭＣ大分子则环绕曲折于膨润土无机凝胶的 样品与ＣＭＣ的质量复配比为３：８，按工艺（１）进 立体网状结构之问，使二者之间的相对位置趋于稳 行制膏，其性能与其他样品的对比结果见表４。 表４膨润土无机凝胶与其他样品的对比试验结果 样品名称 潍坊膨润土无机凝胶 ＣＭＣ 潍坊钠基土 怀俄明钠基土 莱西膨润土无机凝胶 浙江丰虹ＳＭ ｌａｐｏｎｉｔｅ 胶水液粘度 ｍＰａ・ｓ） ３１ ７００ ２９ ５００ ２６ ５５０ ２９ １００ ２７ ５５０ ３２ ０５０ ６５ ０００ 膏粘度 即时 １０４ ０００ １０ｌ ０００ ６４ ２００ ７３ ２００ ６６ ４００ １０５ ５００ ３０８ ０００ （ｍＰａ・ｓ） ２周后 ９２８ ３００ ８９４ ７００ ７２２ ５００ ７７５ ０００ ７２３ ３００ ９２８ ５００ 成条形 即时 较好 较好 不好 不好 不好 较好 好 ２周后 很好 很好 好 好 较好 很好 很好 膏ｐＨ值 ７．９４０ ７．８６３ ７．７１９ ７．８８９ ７．７３６ ７．６３８ ７．７７５ 由表４可以得到以下结论： 润土无机凝胶，可大大节约成本。 （１）潍坊膨润土无机凝胶与ＣＭＣ的复配效果要优 ３．４膨润土无机凝胶在牙膏中应用的优点 于单独使用ＣＭＣ，这在２周后的膏粘度上更好的表现 （１）与ＣＭＣ复配使用，可减少相应有机胶的用 出来。主要是因为在制膏过程中，捏合机强烈的机械 量，使产品成本降低。 搅拌作用使原来在胶水液中形成的三维网络结构遭到 （２）可减轻有机胶对人体皮肤的刺激，减少有机 破坏，因此二者的协同作用在膏即时粘度上没有充分 胶日用化学品使用造成的环境污染，具其他有机胶所 表现出来；膏体制成后，膨润土无机凝胶与ＣＭＣ开 不具备的保健作用。 始对遭到破坏的结构进行修复，这个过程大约需要 （３）与ＣＭＣ复配使用，可减轻酸效应和盐效应对 ２～４周的时间 ，表现为膏体粘度的逐渐增加。 ＣＭＣ性能的影响。 （２）潍坊膨润土无机凝胶与ＣＭＣ的复配效果明显 ４ 结论 优于淮坊钠基土，这主要是因为前者在钠基土的基础 综上所述，膨润土无机凝胶是一种值得推荐的牙 上添加了水溶性聚电解质增稠剂ＰＡＡＳ和ＣＭＣ。这 膏用粘合剂，具有成本低、刺激污染小、性能稳定等 里，ＰＡＡＳ是主增稠剂，ＣＭＣ是胶体稳定剂和助增稠 特点。它在牙膏中的应用工艺为：①将膨润土无机凝 剂，两者复配，既可达到协同增稠和稳定胶体的作 胶在去离子水中预分散，将水溶性添加剂加入到膨润 用，与配方中粘合剂ＣＭＣ与保湿剂山梨醇等也具有 土无机凝胶的预分散液中，搅拌均匀；②将ＣＭＣ在 很好的相容性。 丙二醇中预分散，将山梨醇加入到ＣＭＣ预分散液 （３）潍坊膨润土无机凝胶、怀俄明钠基土与ＣＭＣ 中，搅拌均匀；③将二者混合并搅拌均匀，待完全溶 的复配效果分别优于莱西膨润土无机凝胶、潍坊钠基 胀至均匀胶水液后加入粉料进行制膏试验。这样，二 土，这与各样品原矿层电荷高低有关。三者原矿层电 者才能发挥最佳的协同增稠效应。 荷由低到高为：怀俄明膨润土＜潍坊膨润土＜莱西膨 【参考文献】 润土。膨润土层电荷越低，在水介质中越容易分散形 ［１】沈海燕．牙膏中的粘合剂和磨擦剂概述［Ｊ］．牙膏工业，１９９６（１）： 成“卡方式”结构，与ＣＭＣ的复配效果越好。 ３２—３３． （４）潍坊膨润土无机凝胶与ＣＭＣ的复配效果可与 ［２］冯臻．矿物无机凝胶的微波合成及其在牙膏中的应用…．非金属 矿，２００６，２９（５）：２１．２４． ＳＭ相媲美，但较ｌａｐｏｎｉｔｅ效果差。但ｌａｐｏｎｉｔｅ价格 ［３】范云飞．水中ＣＭＣ大分子形态特性与其在牙膏生产中的运用和 高，市场售价在１５万／ｔ，潍坊膨润土无机凝胶的售 控制【Ｊ】．牙膏工 ，２００３（３）：２２．２４． 价约为０．７万／ｔ，在保证复配效果的条件下，使用膨 【收稿日期】２０１２－０３—１ ９ （上接第３页） ａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｋａｏｌｉｎ／ｎｙｌｏｎ ６．６ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｓｉｌａｎｅ ＣＯＵ— ［２９］ＢＵＮＤＹ Ｗ Ｍ，ＩＳＨＬＥＹ Ｊ Ｎ．Ｋａｏｌｉｎ ｉｎ ｐａｐｅｒ ｉｆｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｃｏａｔｉｎｇ ｐｉｉｎｇ ａｇｅｎｔ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ Ｐａｒｔ Ａ：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ［Ｊ】ｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｌａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９１，５（５—６）：３９７—４２０． Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，２００５，３６（４）：４３７—４４２． ［３０］ＳＵＫＵＭＡＲ Ｒ，ＭＥＮＯＮ Ａ Ｒ Ｒ．Ｏｒｇａｎｏｍｏｄｉｉｆｅｄ ｋａｏｌｉｎ ａｓ ａ ［３２］李国喜，宋海南，章于川，等．纳米高岭土／ＰＥ的制备及其在食 ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｆｉｌｌｅｒ ｆｏｒ ｎａｔｕｒａｌ ｒｕｂｂｅｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙ— 品包装膜中的应用［Ｊ］．现代塑料加工应用，２Ｏｌ１，２３（４）：３４— ｍｅｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００８，１ ０７（６）：３４７６—３４８３． ３７． ［３ １】ＢＵＧＧＹ Ｍ，ＢＲＡＤＬＥＹ Ｇ，ＳＵＬＬＩＶＡＮ Ａ．Ｐｏｌｙｍｅｒ．ｆｉｌｌｅｒ ｉｎｔｅｒ． 【收稿日期】２０１ ２－０５—２５ —— 垃 ——