一种用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘土胶体粘度的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘土胶体粘度的方法，属于粘土加工领域，其方法为：通过向凹凸棒石粘土粉中加入食品胶粉末，在粘土制浆时使用剪切作用较强的搅拌设备，由此提高凹凸棒石粘土胶体粘度。本方法实现了在凹凸棒石粘土胶体制备时提高凹凸棒石粘土胶体的粘度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含凹凸棒石粘土有机增粘和机械增粘方法，特别涉及到一种用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘土胶体粘度的方法。
技术介绍
凹凸棒石粘土胶体中，纤维棒状的凹凸棒石晶体相互支撑形成网状结构从而形成胶体，凹凸棒石晶体的交联程度越高胶体粘度越大。工业界希望粘土胶体的粘度越大越好，常规做法是向凹凸棒石粘土中添加MgO2或Mg(OH)2，并用对辊压力机碾压，但是其增粘效果有限。有机改性法能够显著改变凹凸棒石的表面性能，但有机增粘剂的添加对胶体性能影响的研究还较少。Harryman等(1965)发现添加马来酸酐与乙烯的水溶性共聚物可使坡缕石粘土的造浆率提高1.5～2倍，Sawyer等(1965)提出了通过添加MgO和瓜尔豆胶提高坡缕石粘土造浆率的方法；但是他们都没有解决胶体絮凝的问题，也没有探讨制浆方法。我们通过向凹凸棒石粘土中加入天然高分子物质，凹凸棒石颗粒与高分子连接形成交联程度更强的网状结构，从而提高胶体的粘度。凹凸棒石具有抗盐性，而凹凸棒石胶体常用环境为饱和食盐水条件。大部分高分子难溶或不溶于饱和食盐水。本专利找到了可溶于饱和食盐水的高分子，添加后胶体粘度有明显的提高。但是在现有的制浆方法中，添加了食品胶的凹凸棒石粘土胶体易于形成团聚物从而降低胶体粘度，针对此问题我们改善了制浆方法，有效地抑制了胶体团聚物的产生并减少了制浆时间。
技术实现思路
1、专利技术要解决的技术问题针对凹凸棒石粘土有机增粘剂选择和胶体团聚问题，本专利技术提供了一种用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘土胶体粘度的方法，通过向干燥的粉体凹凸棒石粘土中加入瓜尔豆胶(瓜尔胶)、黄原胶等食品胶，增加了胶体中凹凸棒石颗粒间的交联程度；使用剪切作用较强的搅拌设备制胶，可使形成的胶体中团聚物降低，筛余量减少，提高胶体的粘度。2、技术方案专利技术原理链状富含多糖的食品胶，如瓜尔豆胶、黄原胶等，所形成的胶体具有在强电解质环境下保持稳定(抗盐)的特性。食品胶中的多糖与凹凸棒石表面羟基产生的氢键可使食品胶吸附在凹凸棒石晶体的表面。在胶体中，理想的食品胶由桥状连接的多糖高分子构成框架，其中散布着凹凸棒石晶体，这种结构增加了凹凸棒石与多糖的交联程度，提高了胶体粘度；高剪切力的制浆设备可以将未均匀分散的食品胶团聚物打散，从而使体系中的食品胶粉末最大化成胶，从而降低筛余量提高胶体粘度；剪切力更强的制浆设备将纤维状凹凸棒石晶体的聚合体(晶束)打开成众多的单晶，从而增加胶体粘度；剪切力更强的制浆设备还可将粘土杂质破碎从而降低筛余量。本专利技术的技术方案如下：一种用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘土胶体粘度的方法，通过向凹凸棒石粘土中添加食品胶的粉末并充分混合，加入饱和食盐水制浆，使用高剪切力制浆设备，充分搅拌使二者均匀分散成胶，由此获得高粘度的凹凸棒石粘土胶体。所述的食品胶是多糖食品胶，所述的多糖食品胶为瓜尔豆胶、黄原胶或香豆胶；所述的凹凸棒石粘土中加入质量百分比为0.1％～5％的食品胶粉末；所述添加食品胶的凹凸棒石粘土g：饱和食盐水ml为1～2g：20ml。所述的高剪切力制浆设备包括胶体磨、高速打浆机、均值泵、均质机等。所述高剪切力制浆设备的打浆时间视食品胶添加量和食品胶的种类而定，一般在1～3分钟之间。所述的高速打浆机为转速大于2000转/分钟的刀片式搅拌制浆机。所述凹凸棒石粘土为18-200目的凹凸棒石粘土。3.有益效果本专利技术的创新点及特点在于：(1)本专利技术所用的增加胶体粘度的食品胶在提高凹凸棒石粘土胶体粘度的同时，具有抗盐性，胶体能在海洋和高盐碱环境下保持稳定，同时增粘剂廉价易得，对人体无害，对环境友好。(2)使用高剪切力的搅拌机制浆，在同等条件下能获得粘度更高的粘土胶体。具体实施方式实施例1：依据国标GB/T 505-2010规定的方法，量取350ml饱和食盐水(常温常压下)倒入高速搅拌机的搅拌杯中，边搅拌边加入产自安徽省明光官山的200目凹凸棒石粉末20g于凹凸棒石粘土中。在GJ-3S型高速搅拌机上使用带正弦波形圆片的旋转刀头，以11000r/min±300r/min的转速搅拌20min±15s制成凹凸棒石粘土泥浆。使用六速旋转粘度计，将搅拌好的泥浆转移至六速粘度计的粘度杯中，读取转速为600r/min时粘度计指针的刻度值(a)，a/2即为所测悬浮液的表观粘度，为16.5mPa·s。该值代表不加食品胶和不使用高剪切力制浆设备条件下凹凸棒石粘土泥浆的粘度。实施例2：按照凹凸棒石粘土0.1％的质量比例向200目的凹凸棒石粘土中添加瓜尔豆胶粉末，充分混合均匀。按照20g样品和350ml饱和食盐水(常温常压下)的比例配制胶体。使用国标GB/T 505-2010所规定的方法和设备，制备的胶体粘度为20mPa·s。与实施例1相比较，添加0.1％的瓜尔豆胶可使胶体粘度从16.5mPa·s增加到20mPa·s。实施例3：按照0.5％的质量比例向200目的凹凸棒石粘土中添加瓜尔豆胶，充分混合均匀。按照美国石油协会API的钻井泥浆标准，将28g样品(添加瓜尔豆胶的凹凸棒石粘土)和350ml饱和食盐水倒入GJ-3S型高速搅拌机搅拌20分钟，所制备的胶体粘度为23mPa·s。另将28g样品和350ml饱和食盐水倒入剪切作用更强的MB255型搅拌机中高速搅拌60秒，所制备的胶体粘度为37.5mPa·s。可见高剪切力制浆设备能将加入的瓜尔豆胶泥浆粘度从23mPa·s提升至37.5mPa·s。实施例4：按照1％的质量比例向100目的凹凸棒石粘土中添加瓜尔豆胶，充分混合均匀。使用国标GB/T 505-2010钻井液材料规范所规定的方法和设备，20g样品和350ml饱和食盐水制备的胶体粘度为25mPa·s。另将两份20g样品和350ml饱和食盐水倒入剪切作用更强的MB255型搅拌机中(转速大于2000转/分钟的刀片式搅拌制浆机)，转速大于2000转/分钟分别高速搅拌60秒和180秒，所制备的胶体粘度对应分别为44mPa·s和47mPa·s。可见适度的延时高剪切力制浆设备的制浆时间能进一步提升食品胶凹凸棒石粘土的粘度。实施例5：按照2％的质量比例向粉碎至18目的凹凸棒石粘土片中添加瓜尔豆胶，混合均匀。按照20g样品和350ml饱和食盐水的比例，使用MB255型搅拌机转速大于2000转/分钟，高速搅拌1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘土胶体粘度的方法，其特征在于：通过向凹凸棒石粘土中添加食品胶粉末并充分混合，加入饱和食盐水制浆；使用高剪切力制浆设备，充分搅拌使二者均匀分散成胶，由此获得高粘度的凹凸棒石粘土胶体。

【技术特征摘要】
1.一种用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘土胶体粘度的方法，
其特征在于：通过向凹凸棒石粘土中添加食品胶粉末并充分混合，加入饱和食盐
水制浆；使用高剪切力制浆设备，充分搅拌使二者均匀分散成胶，由此获得高粘
度的凹凸棒石粘土胶体。
2.根据权利要求1所述的用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘
土胶体粘度的方法，其特征在于，所述的食品胶为多糖食品胶。
3.根据权利要求2所述的用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘
土胶体粘度的方法，其特征在于，所述的多糖食品胶为瓜尔豆胶、黄原胶或香豆
胶。
4.根据权利要求1所述的用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒石粘
土胶体粘度的方法，其特征在于，所述的向凹凸棒石粘土中添加占0.1％～5％凹
凸棒石粘土重量比食品胶粉末。
5.根据权利要求4所述的用于通过添加食品胶和改善制浆方法提高凹凸棒...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆现彩，徐金覃，尹琳，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32