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纳米蒙脱土(MMT)是一种由纳米厚度的表面带负电硅酸盐片层,依靠层间静电作用而堆积在一起构成的黏土。纳米蒙脱土具有生产成本低、吸附性强、热稳定性好等优势,属于新型纳米材料。纳米蒙脱土与聚合物相复合,能够制备出橡胶制品、纤维、涂料及塑料制品,在众多领域获得广泛应用。
合成橡胶为纳米蒙脱土大需求端。纳米蒙脱土具有耐腐蚀、抗冲击、耐磨损等优势,能有效改善合成橡胶的气密度,提高其强度及伸张率。近年来,我国合成橡胶行业景气度不断提升,产量呈持续增长态势。据国家统计局数据显示,2021年我国合成橡胶产量达811.7万吨,同比增长9.7%。在此背景下,纳米蒙脱土作为合成橡胶原材料,行业规模不断扩大。
制备有机活化蒙脱土:将膨润土经提纯制得蒙脱土,再进行有机活化,方法是将1~50份的膨润土加入到100~1 000份的分散剂中,在50~80℃下高速搅拌形成悬浮体系,除去沉淀物,将 0~20份质子化剂加入到悬浮液中,搅拌均匀,形成悬浮液A备用。将0.1~20.0份有机活化剂溶于20~300份分散剂中,形成溶液B。将溶液B滴加到70~90℃的悬浮液A中,边滴加边搅拌,滴加时间应控制在0.5~3.0 h内,制得插层蒙脱土悬浮液。经洗涤、干燥和粉碎等程序制成50~150 μm的有机活化蒙脱土。
由于蒙脱土纳米粒子具有较大的比表面积,吸附性,同时纳米粒子增强了汽车面漆中各组分间的相容性,这使得面漆与底材有更好的附着力,添加了纳米蒙脱土改性涂料的汽车面漆可使附着力提高近一个等级。
在制备聚合物、粘土纳米复合材料时先对其进行有机化改性,可以解决由蒙脱土晶胞层间可交换性阳离子构成的亲水的微环境不利于亲油性的聚合物或单体插入,与聚合物的相容性不好的问题。利用长链季盐改性剂对蒙脱土进行离子交换处理,可制得有机蒙脱土。
改性后的蒙脱土具有亲油性来源于层间长链季铰盐在有机溶剂中的溶剂化作用,有机蒙脱土可以在甲苯等非极性溶剂中凝胶化;改性后的蒙脱土也可用于苯系污染物,重金属离子和有机农药的处理;有机蒙脱土也被广泛地用作于聚合物中的纳米填充材料,所得到得纳米复合材料具有比重轻,耐热性好,耐老化性、阻隔性、阻燃性优良等特点,并且复合材料具有较好的尺寸稳定性和透明性:季盐修饰的蒙脱土还可以用作抗菌材料。
浙江丰虹从事膨润土(蒙脱石)行业已有四十余年。前身浙江丰虹粘土化工有限公司,2008年12月成立浙江丰虹新材料股份有限公司,公司 “丰虹”“华特”双品牌运作,是一家生产纳米蒙脱土、有机(水性)膨润土、硅酸镁锂、多彩保护胶、聚酰胺蜡粉(蜡浆)、水滑石、涂料增稠剂、分散剂、消泡剂、抗菌助剂等产品的高技术研发、规模化系列生产、内外销并重于一体的生产经营实体。产品广泛应用于涂料油墨、聚合物PP、PE等、石油钻井勘探、农化日化、胶黏剂等更多领域。
公司分别在浙江省安吉县、辽宁省建平县建有两大膨润土、蒙脱石生产基地,下辖浙江华特新材料有限公司、安吉丰虹蒙脱土材料有限公司、浙江顺孚粘土化工有限公司、建平华特北方化工有限公司、杭州精益化工有限公司、安吉丰虹环境科技有限公司、浙江丰虹生物科技有限公司等企业。公司占地面积50多万平方米,生产经营建筑面积8万平方米,形成了年产有机膨润土5万吨、无机系列膨润土(蒙脱石)20万吨的生产能力。此外,2021年6月丰虹再投资新项目,浙江丰彩新材料有限公司正式签约入园。新项目的投资有利扩充了丰虹的服务领域。
丰虹是国家高新技术企业、浙江省膨润土实验(中试)基地、中国非矿协会膨润土的理事长单位、中国涂料工业协会常务理事单位,拥有省级企业研究院、浙江省博士后工作站、院士工作站等, 2019年获得工信部批专精特新小巨人企业称号,2020年获得单项示范企业称号,并且正式启动IPO进程。与中科院宁波材料所、浙江大学、华南理工大学、山东科技大学等科研院校建立了联合实验室,并进行产品联合研发。丰虹是《膨润土》、《有机膨润土》国家标准、《涂料用增稠流变剂⸺膨润土》行业标准以及《易分散有机膨润土》浙江制造标准的负责起草单位。开发了新产品2项,负责承担国家火炬计划和科技型中小企业创新基金各1项,先后荣获石化总公司(部级)科技进步二等奖,浙江省科技进步一等奖、三等奖和国家科技进步二等奖。“丰虹”商标被认定为中国商标、浙江省商标,“丰虹”产品被认定为浙江省产品。
为顺应国家环保大战略,丰虹顺势而为,适时推出适用于水性、无溶剂、高固含涂料体系的环保涂料流变助剂,包括水性膨润土、新型有机膨润土、锂皂石保护胶以及水性聚酰胺蜡和溶剂型聚酰胺蜡产品,进一步扩充了丰虹的产品体系和服务领域。2021年4月,丰虹子公司年产20000吨硅酸盐功能材料二期项目已投产,丰虹旗下产品线将进一步扩充。为此,丰虹正全国各区域招募合作伙伴共谋发展。
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