【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及牙膏增稠剂领域，尤其是涉及一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法。
技术介绍
1、牙膏用增稠剂分为有机胶和无机凝胶，有机胶主要是cmc、卡拉胶、黄原胶和瓜尔胶等。无机凝胶主要是沉淀二氧化硅，硅酸铝镁等。目前，牙膏用无定形二氧化硅增稠剂制备过程中，主要以硅酸钠为底液，往底液中滴加硫酸，硅酸单体聚集后析出沉淀二氧化硅，再经过压滤洗涤，干燥，破碎后获得成品。此方法合成无定形二氧化硅存在以下缺点，一是原料成本高、能耗高；二是硅源是硅酸钠，硅酸钠由石英砂与纯碱高温熔融而成，因此并非纯天然来源。
2、膨润土作为纯天然原料，通常可以用于纸张、塑料、建材、催化剂等领域。膨润土中含有二氧化硅60-75％，利用膨润土制备白炭黑(二氧化硅)的研究，主要是通过酸化、洗涤、碱溶、酸中和、干燥等过程。此方法需要消耗大量的酸碱试剂，而且工艺过程较为复杂，导致生产成本居高不下，因此，还有改善空间。
技术实现思路
1、为了降低二氧化硅牙膏增稠剂的生产成本，本申请提供一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法。
2、本申请提供的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法采用如下的技术方案：
3、一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，包括以下步骤：
4、步骤1)，将膨润土精矿与水混合制成浆料；
5、步骤2)，向浆料中加入氟化物助剂，升温至60-65℃，调节ph≤1，搅拌反应，然后加入碱溶液调节ph至4-5.5，压
6、步骤3)，向一次滤饼中加入碱溶液，混合，形成反应体系；
7、步骤4)，将反应体系升温至85-99℃，反应，趁热过滤，得滤液；
8、步骤5)，将滤液冷却至10-25℃，静置，析出二氧化硅沉淀；
9、步骤6)，压滤得二次滤饼，洗涤、干燥，得二氧化硅牙膏增稠剂。
10、通过采用上述技术方案，通过以纯天然钠/钙基膨润土为原料，经过适量的酸进行酸化，再通过加入氟化物助剂，洗涤、碱溶，趁热过滤，洗涤、干燥破碎后得到无定形二氧化硅增稠剂，过程及设备简单，助剂和碱液可以回收使用，生产成本1500-2500元/吨。此方法只需要加酸调节ph≤1，不需要加入大量的酸溶解金属杂质，成本更低，环境友好。
11、膨润土二氧化硅主要以si-o四面体形式存在。在强酸性条件下，加入氟化物助剂，可以形成氢氟酸，f-破坏si-o四面体中的si-o键，结晶二氧化硅转变为无定形。通过氟化物助剂与膨润土精矿的质量比例为3-10：100；使得氟化物助剂处于适当的过量水平，从而使得部分二氧化硅转变成氟硅酸。然后再将ph值调至4-5.5，并且随着温度下降，氟硅酸开始聚集，析出透明二氧化硅凝胶，与未溶解的二氧化硅颗粒缠绕在一起，通过压滤后会停留在滤饼中而金属离子仍然以离子形式存在，在压滤和洗涤中被除掉，然后再加入碱溶液，将无定形二氧化硅颗粒与凝胶均溶于碱溶液中，形成硅酸。同时，在85-99℃的高温环境中，提高二氧化硅的溶解度，使得二氧化硅完全溶于混合溶液中，形成以溶胶为主的饱和溶液。趁热过滤，滤液冷却后，硅酸进而聚合形成二氧化硅，同时低温溶解度低，二氧化硅大量析出，从而得到沉淀二氧化硅。
12、由于形成了一定的二氧化硅凝胶，使得碱溶、过滤、冷却后重新析出的二氧化硅具有丰富的孔结构，从而使得吸水量更高，制得的二氧化硅增稠剂的质量更佳，增稠效果更好。
13、当氟化物助剂与膨润土精矿的质量比例小于3：100时，结晶硅的结构破坏不充分，会导致后续碱溶出的二氧化硅偏少，产能较低，而且会导致缺乏氟硅酸形成的二氧化硅凝胶的配合，制得的二氧化硅增稠剂的吸水量也会下降，影响二氧化硅增稠剂的增稠效果。
14、当氟化物助剂与膨润土精矿的质量比例大于10：100时，则会导致助剂消耗太多，从而使得成本提高。
15、优选的，所述步骤2)中加入氟化物助剂后反应1-3h。
16、通过采用上述技术方案，通过加入氟化物助剂后反应1-3h使得反应较为充分，破坏二氧化硅结构的效果较佳，制得的二氧化硅增稠剂的质量更好，增稠效果更佳。
17、优选的，所述步骤2)及步骤3)中，碱溶液为质量分数为15-25％的na2co3、naoh的复配溶液。
18、通过采用上述技术方案，通过具体选择na2co3、naoh的复配，使得碱溶液对二氧化硅的碱溶效果较佳，同时能有效降低成本，具有更高的经济价值。
19、优选的，所述步骤2)及步骤3)的碱溶液中，na2co3、naoh的质量比例为6-9：1。
20、通过采用上述技术方案，通过具体选择na2co3、naoh的质量比例，在降低成本的同时能保持较好的碱溶效果，更好地制得高质量的二氧化硅增稠剂。
21、优选的，所述步骤1)中，膨润土精矿与水的质量比例为10-20：100。
22、通过采用上述技术方案，通过具体选择膨润土精矿与水的质量比例，使得浆料与氟化物助剂反应的效果较佳，更好地形成无定型二氧化硅，从而更好地制得二氧化硅增稠剂，制得的二氧化硅增稠剂的质量较佳。
23、优选的，所述步骤3)中，碱溶液的加入质量与步骤1)制得的浆料的质量的比例为3-5：2-3。
24、通过采用上述技术方案，通过具体选择碱溶液与浆料的质量比例，使得二氧化硅完全碱溶的同时能控制碱溶液的用量，使得碱溶液用量较少，大幅度降低生产成本，并且能减少环境污染，具有较高的经济价值。
25、优选的，所述步骤4)中，反应时间为3-6h。
26、通过采用上述技术方案，通过具体选择反应时间为3-6h，使得碱溶的效果较为彻底，减少二氧化硅尚未溶解而导致过滤时流失的现象，减少二氧化硅浪费，具有更高的经济价值。
27、优选的，所述步骤5)中，静置时间为2-4h。
28、通过采用上述技术方案，通过具体选择静置时间为2-4h，使得二氧化硅沉底析出较为彻底，减少尚未析出沉淀的二氧化硅在压滤时流失的现象，减少二氧化硅浪费，具有更高的经济价值。
29、优选的，所述步骤6)中，洗涤时，用清水洗涤滤饼至洗涤水ph为5.5-8.5。
30、通过采用上述技术方案，通过洗涤至洗涤水ph为5.5-8.5，使得二氧化硅增稠剂中杂质更少，纯度更高，制得的二氧化硅增稠剂的质量更佳。
31、优选的，所述步骤2)中，采用硫酸或盐酸调节ph≤1。
32、通过采用上述技术方案，通过采用硫酸或盐酸，更好地提供强酸条件，从而使得氟化物助剂破坏二氧化硅结构的效果更佳，更好地形成无定型二氧化硅，从而使得制得的二氧化硅增稠剂的质量更佳。
33、综上所述，本申请具有以下有益效果：
34、1、由于本申请通过以纯天然钠/钙基膨润土为原料，经过适量的酸进行酸化，再通过加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤2）中加入氟化物助剂后反应1-3h。
3.根据权利要求1所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤2）及步骤3）中，碱溶液为质量分数为15-25%的Na2CO3、NaOH的复配溶液。
4.根据权利要求3所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤2）及步骤3）的碱溶液中，Na2CO3、NaOH的质量比例为6-9：1。
5.根据权利要求4所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤1）中，膨润土精矿与水的质量比例为10-20：100。
6.根据权利要求5所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤3）中，碱溶液的加入质量与步骤1）制得的浆料的质量的比例为3-5：2-3。
7.根据权利要求1所述的一种天然膨润土制
8.根据权利要求1所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤5）中，静置时间为2-4h。
9.根据权利要求1所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤6）中，洗涤时，用清水洗涤滤饼至洗涤水pH为5.5-8.5。
10.根据权利要求1所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤2）中，采用硫酸或盐酸调节pH≤1。
...【技术特征摘要】
1.一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤2）中加入氟化物助剂后反应1-3h。
3.根据权利要求1所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤2）及步骤3）中，碱溶液为质量分数为15-25%的na2co3、naoh的复配溶液。
4.根据权利要求3所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤2）及步骤3）的碱溶液中，na2co3、naoh的质量比例为6-9：1。
5.根据权利要求4所述的一种天然膨润土制备无定形二氧化硅牙膏增稠剂的方法，其特征在于：所述步骤1）中，膨润土精矿与水的质量比例为10-20：100。
【专利技术属性】
技术研发人员：梁少彬，林英光，宋新铺，莫楠，
申请(专利权)人：广州瑞云材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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