一種用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，屬于粘土加工領域，其方法為：通過向凹凸棒石粘土粉中加入食品膠粉末，在粘土制漿時使用剪切作用較強的攪拌設備，由此提高凹凸棒石粘土膠體粘度。本方法實現(xiàn)了在凹凸棒石粘土膠體制備時提高凹凸棒石粘土膠體的粘度。
【專利說明】—種用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及含凹凸棒石粘土有機增粘和機械增粘方法，特別涉及到一種用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法。

【背景技術】
[0002]凹凸棒石粘土膠體中，纖維棒狀的凹凸棒石晶體相互支撐形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從而形成膠體，凹凸棒石晶體的交聯(lián)程度越高膠體粘度越大。工業(yè)界希望粘土膠體的粘度越大越好，常規(guī)做法是向凹凸棒石粘土中添加MgO2或Mg (OH)2,并用對輥壓力機碾壓，但是其增粘效果有限。有機改性法能夠顯著改變凹凸棒石的表面性能，但有機增粘劑的添加對膠體性能影響的研究還較少。Harryman等(1965)發(fā)現(xiàn)添加馬來酸酐與乙烯的水溶性共聚物可使坡縷石粘土的造漿率提高1.5?2倍，Sawyer等(1965)提出了通過添加MgO和瓜爾豆膠提高坡縷石粘土造漿率的方法；但是他們都沒有解決膠體絮凝的問題，也沒有探討制漿方法。我們通過向凹凸棒石粘土中加入天然高分子物質(zhì)，凹凸棒石顆粒與高分子連接形成交聯(lián)程度更強的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高膠體的粘度。凹凸棒石具有抗鹽性，而凹凸棒石膠體常用環(huán)境為飽和食鹽水條件。大部分高分子難溶或不溶于飽和食鹽水。本專利找到了可溶于飽和食鹽水的高分子，添加后膠體粘度有明顯的提高。但是在現(xiàn)有的制漿方法中，添加了食品膠的凹凸棒石粘土膠體易于形成團聚物從而降低膠體粘度，針對此問題我們改善了制漿方法，有效地抑制了膠體團聚物的產(chǎn)生并減少了制漿時間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1、發(fā)明要解決的技術問題
[0004]針對凹凸棒石粘土有機增粘劑選擇和膠體團聚問題，本發(fā)明提供了一種用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，通過向干燥的粉體凹凸棒石粘土中加入瓜爾豆膠(瓜爾膠)、黃原膠等食品膠，增加了膠體中凹凸棒石顆粒間的交聯(lián)程度；使用剪切作用較強的攪拌設備制膠，可使形成的膠體中團聚物降低，篩余量減少，提高膠體的粘度。
[0005]2、技術方案
[0006]發(fā)明原理
[0007]鏈狀富含多糖的食品膠，如瓜爾豆膠、黃原膠等，所形成的膠體具有在強電解質(zhì)環(huán)境下保持穩(wěn)定(抗鹽)的特性。食品膠中的多糖與凹凸棒石表面羥基產(chǎn)生的氫鍵可使食品膠吸附在凹凸棒石晶體的表面。在膠體中，理想的食品膠由橋狀連接的多糖高分子構(gòu)成框架，其中散布著凹凸棒石晶體，這種結(jié)構(gòu)增加了凹凸棒石與多糖的交聯(lián)程度，提高了膠體粘度；高剪切力的制漿設備可以將未均勻分散的食品膠團聚物打散，從而使體系中的食品膠粉末最大化成膠，從而降低篩余量提高膠體粘度；剪切力更強的制漿設備將纖維狀凹凸棒石晶體的聚合體(晶束)打開成眾多的單晶，從而增加膠體粘度；剪切力更強的制漿設備還可將粘土雜質(zhì)破碎從而降低篩余量。
[0008]本發(fā)明的技術方案如下:
[0009]一種用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，通過向凹凸棒石粘土中添加食品膠的粉末并充分混合，加入飽和食鹽水制漿，使用高剪切力制漿設備，充分攪拌使二者均勻分散成膠，由此獲得高粘度的凹凸棒石粘土膠體。
[0010]所述的食品膠是多糖食品膠，所述的多糖食品膠為瓜爾豆膠、黃原膠或香豆膠；
[0011]所述的凹凸棒石粘土中加入質(zhì)量百分比為0.1%?5%的食品膠粉末；
[0012]所述添加食品膠的凹凸棒石粘土 g:飽和食鹽水ml為I?2g:20mlο
[0013]所述的高剪切力制漿設備包括膠體磨、高速打漿機、均值泵、均質(zhì)機等。
[0014]所述高剪切力制漿設備的打漿時間視食品膠添加量和食品膠的種類而定，一般在I?3分鐘之間。
[0015]所述的高速打漿機為轉(zhuǎn)速大于2000轉(zhuǎn)/分鐘的刀片式攪拌制漿機。
[0016]所述凹凸棒石粘土為18-200目的凹凸棒石粘土。
[0017]3.有益效果
[0018]本發(fā)明的創(chuàng)新點及特點在于:
[0019](I)本發(fā)明所用的增加膠體粘度的食品膠在提高凹凸棒石粘土膠體粘度的同時，具有抗鹽性，膠體能在海洋和高鹽堿環(huán)境下保持穩(wěn)定，同時增粘劑廉價易得，對人體無害，對環(huán)境友好。
[0020](2)使用聞到切力的攬祥機制衆(zhòng)，在同等條件下能獲得粘度更聞的粘土I父體。

【具體實施方式】
[0021]實施例1:
[0022]依據(jù)國標GB/T 505-2010規(guī)定的方法，量取350ml飽和食鹽水(常溫常壓下)倒入高速攪拌機的攪拌杯中，邊攪拌邊加入產(chǎn)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型高速攪拌機上使用帶正弦波形圓片的旋轉(zhuǎn)刀頭，以IlOOOr/min±300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20min±15s制成凹凸棒石粘土泥楽；。使用六速旋轉(zhuǎn)粘度計，將攪拌好的泥漿轉(zhuǎn)移至六速粘度計的粘度杯中，讀取轉(zhuǎn)速為600r/min時粘度計指針的刻度值(a)，a/2即為所測懸浮液的表觀粘度，為16.5mPa.S。該值代表不加食品膠和不使用高剪切力制漿設備條件下凹凸棒石粘土泥漿的粘度。
[0023]實施例2:
[0024]按照凹凸棒石粘土 0.1%的質(zhì)量比例向200目的凹凸棒石粘土中添加瓜爾豆膠粉末，充分混合均勻。按照20g樣品和350ml飽和食鹽水(常溫常壓下)的比例配制膠體。使用國標GB/T 505-2010所規(guī)定的方法和設備，制備的膠體粘度為20mPa.S。與實施例1相比較，添加0.1 %的瓜爾豆膠可使膠體粘度從16.5mPa.s增加到20mPa.S。
[0025]實施例3:
[0026]按照0.5%的質(zhì)量比例向200目的凹凸棒石粘土中添加瓜爾豆膠，充分混合均勻。按照美國石油協(xié)會API的鉆井泥漿標準，將28g樣品(添加瓜爾豆膠的凹凸棒石粘土)和350ml飽和食鹽水倒入GJ-3S型高速攪拌機攪拌20分鐘，所制備的膠體粘度為23mPa.S。
[0027]另將28g樣品和350ml飽和食鹽水倒入剪切作用更強的MB255型攪拌機中高速攪拌60秒，所制備的膠體粘度為37.5mPa *s。可見高剪切力制漿設備能將加入的瓜爾豆膠泥衆(zhòng)粘度從23mPa.s提升至37.5mPa.S。
[0028]實施例4:
[0029]按照1%的質(zhì)量比例向100目的凹凸棒石粘土中添加瓜爾豆膠，充分混合均勻。使用國標GB/T 505-2010鉆井液材料規(guī)范所規(guī)定的方法和設備，20g樣品和350ml飽和食鹽水制備的膠體粘度為25mPa.S。
[0030]另將兩份20g樣品和350ml飽和食鹽水倒入剪切作用更強的MB255型攪拌機中(轉(zhuǎn)速大于2000轉(zhuǎn)/分鐘的刀片式攪拌制漿機)，轉(zhuǎn)速大于2000轉(zhuǎn)/分鐘分別高速攪拌60秒和180秒，所制備的膠體粘度對應分別為44mPa *s和47mPa ?S。可見適度的延時高剪切力制漿設備的制漿時間能進一步提升食品膠凹凸棒石粘土的粘度。
[0031]實施例5:
[0032]按照2%的質(zhì)量比例向粉碎至18目的凹凸棒石粘土片中添加瓜爾豆膠，混合均勻。按照20g樣品和350ml飽和食鹽水的比例，使用MB255型攪拌機轉(zhuǎn)速大于2000轉(zhuǎn)/分鐘，高速攪拌180秒制漿，所得膠體粘度為52mPa.S。
[0033]實施例6:
[0034]按照3%的質(zhì)量比例向粉碎至18目的凹凸棒石粘土片中添加黃原膠，混合均勻。按照35g樣品和350ml飽和食鹽水的比例，同實施例5使用MB255型攪拌機高速攪拌180秒制漿，所得膠體粘度為45mPa.S。
[0035]實施例7:
[0036]按照3%的質(zhì)量比例向粉碎至18目的凹凸棒石粘土片中添加香豆膠，混合均勻。按照35g樣品和350ml飽和食鹽水的比例，同實施例5使用MB255型攪拌機高速攪拌180秒制漿，所得膠體粘度為48mPa.S。
[0037]實施例8:
[0038]按照5%的質(zhì)量比例向粉碎至18目的凹凸棒石粘土片中添加香豆膠，混合均勻。按照17.5g樣品和350ml飽和食鹽水的比例，同實施例5使用MB255型攪拌機高速攪拌180秒制漿，所得膠體粘度為44mPa.S。
【權利要求】
1.一種用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，其特征在于:通過向凹凸棒石粘土中添加食品膠粉末并充分混合，加入飽和食鹽水制漿；使用高剪切力制漿設備，充分攪拌使二者均勻分散成膠，由此獲得高粘度的凹凸棒石粘土膠體。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，其特征在于，所述的食品膠為多糖食品膠。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，其特征在于，所述的多糖食品膠為瓜爾豆膠、黃原膠或香豆膠。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，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膠粉末。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，其特征在于，所述添加食品膠的凹凸棒石粘土 g:飽和食鹽水ml為I?2g:20ml ο
6.根據(jù)權利要求1所述的用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，其特征在于，所述高剪切力制漿設備為膠體磨、高速打漿機、均值泵和均質(zhì)機。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，其特征在于，所述高剪切力制漿設備的打漿時間在I?3分鐘之間。
8.根據(jù)權利要求7所述的用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，其特征在于，所述的高速打漿機為轉(zhuǎn)速大于2000轉(zhuǎn)/分鐘的刀片式攪拌制漿機。
9.根據(jù)權利要求1所述的用于通過添加食品膠和改善制漿方法提高凹凸棒石粘土膠體粘度的方法，其特征在于，所述凹凸棒石粘土為18-200目的凹凸棒石粘土。
【文檔編號】C01B33/40GK104402013SQ201410605352
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權日:2014年10月30日
【發(fā)明者】陸現(xiàn)彩, 徐金覃, 尹琳 申請人:南京大學