Organoclay là gì?

Organoclay (đất sét hữu cơ, organobentonite, bentonite hữu cơ) là một khoáng sét smectite biến đổi về mặt hóa học, có chức năng như một phụ gia điều chỉnh lưu biến xúc biến, phụ gia chống lắng và chất tạo gel trong các hệ thống công nghiệp dựa trên dung môi, gốc dầu và không chứa nước.

Mẫu khoáng vật Đất sét hữu cơ - nguyên liệu đất sét bentonite được sử dụng để sản xuất phụ gia điều chỉnh lưu biến đất sét hữu cơ

Định nghĩa đất sét hữu cơ

Organoclay là một khoáng chất silicat phân lớp được biến đổi hữu cơ - được tạo ra bằng cách thay thế các cation vô cơ tự nhiên xen kẽ (Na⁺, Ca2⁺) của đất sét smectite (thường là montmorillonite) bằng các cation amoni bậc bốn chuỗi dài thông qua trao đổi ion. Sự biến đổi này chuyển đổi bề mặt đất sét ưa nước vốn có thành bề mặt ưa nước, có khả năng trương nở, tách lớp và hình thành mạng lưới gel xúc biến trong dung môi hữu cơ và dầu.

Số CAS: 68153-34-4  |  Mã HS: 2508.10  |  Số EC: 268-880-0

Về mặt thực tế: bentonite trương nở trong nước; Đất sét hữu cơ trương nở trong dầu và dung môi hữu cơ. Sự khác biệt duy nhất đó - đạt được bằng một bước biến đổi hóa học - là điều khiến Organoclay trở thành chất phụ gia lưu biến tiêu chuẩn cho lớp phủ gốc dung môi, dung dịch khoan gốc dầu và mỡ bôi trơn trên toàn thế giới.

Organoclay được làm bằng gì?

Organoclay được làm từ hai thành phần chính:

thành phầnChất liệuThông số chính
Đất sét nền Natri montmorillonite tự nhiên (bentonite có độ tinh khiết cao) CEC 80–120 meq/100g; kích thước phiến sét THICKENT 200–500 nm × ~1 nm
Chất biến tính hữu cơ Hợp chất amoni bậc bốn - điển hình là amoni clorua mỡ dimethyl dihydro hóa (DMDA) hoặc amoni clorua trimethyl hydro hóa mỡ động vật Hàm lượng hữu cơ cuối cùng: 28–42 wt% (được đo bằng LOI ở 1000°C)

Khả năng trao đổi cation cao của montmorillonite (80–120 meq/100g) cho phép trao đổi ion hiệu quả với cation amoni bậc bốn cồng kềnh, trong khi tỷ lệ khung hình phiến sét lớn của nó (200–500:1) cho phép hình thành mạng gel hiệu quả ở liều lượng thấp tới 0,3–1,5% trọng lượng.

Organoclay được sản xuất như thế nào?

Sản xuất đất sét hữu cơ công nghiệp sử dụng quá trình ướt, mang lại độ tinh khiết cao hơn và trao đổi ion hoàn thiện hơn so với quy trình khô thay thế:

  1. Lợi ích: Khai thác và tinh chế natri bentonite có độ tinh khiết cao - loại bỏ tạp chất (thạch anh, fenspat), phân loại kích thước hạt
  2. Chuẩn bị bùn: Phân tán bentonite tinh khiết vào nước đến nồng độ chất rắn 5–8%
  3. Phản ứng trao đổi ion: Thêm hợp chất amoni bậc bốn hòa tan trong nước nóng (60–70°C); phản ứng trong 30–60 phút khi được khuấy trộn — cation hữu cơ thay thế Na⁺/Ca²⁺ khỏi lớp xen giữa đất sét:
    Clay–Na⁺ + [R₄N]⁺Cl⁻ → Clay–[R₄N]⁺ + NaCl
  4. Lọc và rửa: Loại bỏ muối sản phẩm phụ (NaCl) bằng cách lọc và rửa nhiều lần
  5. Sấy và xay xát: Sấy khô ở nhiệt độ được kiểm soát (<120°C); nghiền và phân loại đến ≥95% vượt qua 200 lưới (74 μm)
Bài học rút ra quan trọng - Quá trình ướt và khô:
  • Quy trình ướt: độ tinh khiết cao hơn, trao đổi ion hoàn thiện hơn, tính đồng nhất giữa các lô tốt hơn - được ưu tiên cho lớp phủ và mỹ phẩm
  • Quy trình khô: chi phí sản xuất thấp hơn, đơn giản hơn - được sử dụng cho một số sản phẩm mã dùng cho dung dịch khoan
  • Với liều lượng bằng nhau, đất sét hữu cơ quy trình ướt mang lại chỉ số xúc biến cao hơn và độ trong suốt tốt hơn trong lớp phủ trong suốt

Organoclay hoạt động như thế nào - Cơ chế xúc biến

Khi bột Đất sét hữu cơ được phân tán trong hệ dung môi hữu cơ dưới lực cắt cao (1.500–3.000 vòng/phút trong 15–20 phút), trình tự sau sẽ xảy ra:

  1. Làm ướt: Các phân tử dung môi hữu cơ và chất kích hoạt phân cực (nếu được sử dụng) đi vào giữa các lớp phiến sét hữu cơ, làm giảm lực hút giữa các lớp
  2. Sưng: Thư viện các lớp xen kẽ mở rộng từ ~1,0–1,2 nm (khô) đến 1,8–4,2 nm khi dung môi và chất hoạt hóa xen kẽ
  3. tách lớp: Độ cắt cao tách các ngăn xếp thành các phiến sét riêng lẻ (THICKENT 1 nm, rộng 200–500 nm)
  4. Hình thành mạng lưới: Các phiến sét được tách lớp tự tổ chức thông qua các tương tác tĩnh điện giữa các cạnh thành mạng lưới gel “ngôi nhà” giúp cố định pha lỏng

Mạng lưới này tạo ra đặc tính xác định của đất sét hữu cơ - tính xúc biến:

tình trạngTrạng thái mạngĐộ nhớtHiệu quả thực tế
Ở trạng thái nghỉ (lưu trữ)"Nhà bài" nguyên vẹnCaoCác sắc tố vẫn lơ lửng; không giải quyết
Dưới sự cắt (ứng dụng)Mạng bị gián đoạnThấpDễ dàng bơm, phun, chải
Sau khi cắt (phim ứng dụng)Xây dựng lại mạng (giây đến phút)Lợi nhuận caoKhông bị chảy xệ trên bề mặt thẳng đứng

Thuộc tính vật lý chính

Tài sảnGiá trị điển hình
Hình thức vật lýBột chảy tự do màu trắng đến vàng nhạt
Độ ẩm (105°C, 2 giờ)≤ 3.5%
Kích thước hạt (200 lưới, 74 μm)≥ 95% đậu
Mật độ lớn0,35–0,60 g/cm³
Trọng lượng riêng~1,6–1,7 g/cm³
Tổn thất khi đánh lửa (LOI, 1000°C)26–42% (tùy theo mã sản phẩm; biểu thị hàm lượng chất bổ sung hữu cơ)
Chỉ số xúc biến (1 wt% trong xylene)≥ 4,0 (mã sản phẩm thông thường); ≥ 3,5 (điểm tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực)
thời hạn sử dụng2 năm (kín, khô, dưới 50°C)
Phân loại nguy hiểm GHSKhông được phân loại là nguy hiểm

Các loại đất sét hữu cơ

LoạiKích hoạtPhạm vi LỢITốt nhất choĐiểm CP
Thông thường (Loại A) Yêu cầu chất kích hoạt phân cực (etanol hoặc propylene cacbonat) 26–32% Hệ dung môi thơm/phân cực trung bình; độ bền gel tối đa CP-34, CP-40, CP-982
tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực (Loại B) Không cần kích hoạt (PC được phủ sẵn) 32–42% Lớp phủ có độ rắn cao; đơn giản hóa quá trình xử lý tại nhà máy; khoan OBM CP-180B, CP-992
Phân tán trong nước (Loại C) Phân tán nước 12–20% Lớp phủ gốc nước; mỹ phẩm; hệ thống nước CP-EW
mã sản phẩm dầu mỡ (mã sản phẩm D) Nhiệt + cắt 28–35% Chất làm đặc dầu bôi trơn; ổn định đến 180°C CP-250A

Cách chọn mã sản phẩm đất sét Organoclay phù hợp — Khả năng tương thích phân cực

Việc lựa chọn mã sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào độ phân cực của dung môi hoặc dầu pha liên tục. các Giá trị Kauri-Butanol (KB) là thước đo tiêu chuẩn:

Mức độ phân cựcGiá trị KBDung môi điển hìnhmã sản phẩm đề xuấtTrình kích hoạt
Không phân cực< 30Rượu khoáng, naphta béo, hexanCP-40Bắt buộc
Phân cực thấp-trung bình30–50Rượu trắng, naphtha VM&P, dầu khoángCP-34Bắt buộc
Phân cực trung bình50–65Xylen, toluenCP-34 / CP-180BTùy chọn (mã sản phẩm SA: không có)
Độ phân cực cao65–85Hỗn hợp butyl axetat, MEK, xeton/esterCP-180BKhông cần thiết
NướcHỗn hợp nước, nước-dung môiCP-EWPhân tán nước

Trong dung dịch khoan gốc dầu, loại dầu gốc quyết định lựa chọn mã sản phẩm: gốc dầu diesel/dầu khoáng → CP-34 hoặc CP-982; gốc tổng hợp (IO, LAO) → CP-992 hoặc CP-180B.

Organoclay được sử dụng để làm gì?

Công nghiệpChức năng chínhTỷ lệ xử lý điển hình
Sơn & Chất phủ công nghiệpChống lắng, chống chảy xệ, tính xúc biến0,3–1,5% trọng lượng
Dung dịch khoan gốc dầu (OBM)Xây dựng độ nhớt, đình chỉ, kiểm soát lọc1,5–4,0 lb/thùng
Mỡ bôi trơnChất làm đặc (không có điểm nhỏ giọt); ổn định nhiệt8–15% trọng lượng đối với dầu gốc
Mực intính xúc biến, chống sương mù, chống lắng0,5–2,0% trọng lượng
Chất kết dính & chất trám kínKhả năng phụ gia chống chảy xệ, cấu trúc xúc biến0,5–2,0% trọng lượng
Mỹ phẩm & Chăm sóc cá nhânHệ thống treo, kết cấu, độ ổn định nhũ tương0,5–2,0% trọng lượng
Xử lý nướcHấp phụ các chất ô nhiễm kỵ nướcỨng dụng cụ thể
Xây dựng & Nhựa đườngĐiều chỉnh độ nhớt, chống lắng0,3–1,5% trọng lượng

Cách chúng tôi giải thích Organoclay cho khách hàng mới

Khi khách hàng liên hệ với chúng tôi lần đầu tiên, họ thường nói: "Chúng ta cần bentonite." Đây là sự hiểu lầm phổ biến nhất mà chúng ta gặp phải. Bentonite là một khoáng sét được khai thác tự nhiên - nó ưa nước, trương nở trong nước và được sử dụng trong dung dịch khoan gốc nước, công trình dân dụng và các ứng dụng đúc. Riêng Bentonite sẽ không có chức năng như một phụ gia điều chỉnh lưu biến trong sơn, dầu hoặc mỡ bôi trơn.

Organoclay là bentonite đã trải qua quá trình biến đổi amin - các cation tự nhiên giữa các lớp được thay thế bằng các hợp chất amoni bậc bốn hữu cơ, chuyển đất sét từ ưa nước sang hữu cơ. Sự biến đổi đó làm cho đất sét hữu cơ hoạt động được trong các hệ thống gốc dầu: sơn, chất phủ, dung dịch khoan, mỡ bôi trơn, mực in, chất trám kín và mỹ phẩm. Nếu bạn cần thứ gì đó phân tán trong dung môi hữu cơ hoặc dầu và cung cấp khả năng kiểm soát độ nhớt, tính xúc biến, huyền phù sắc tố hoặc hiệu suất chống lắng - đó là Organoclay, không phải bentonite.

Mô tả một câu thực tế của chúng tôi khi giới thiệu Organoclay cho khách hàng mới: "Nó là một loại đất sét bentonite đã biến tính mang lại cho bạn khả năng tính xúc biến và huyền phù trong bất kỳ hệ thống gốc dầu hoặc dung môi nào - độ nhớt cao ở trạng thái nghỉ, độ nhớt thấp khi cắt và nó ổn định trong toàn bộ phạm vi nhiệt độ ứng dụng của bạn."

Sự khác biệt giữa Bentonite và Organoclay là gì?

Tài sảnBentonite tự nhiênOrganoclay
Nhân vật bề mặtưa nướcHữu cơ (kỵ nước)
Môi trường sưng tấyNướcDung môi/dầu hữu cơ
Khoảng cách giữa các lớp~1,0–1,2 nm (khô)~1,8–4,2 nm (mở rộng sau khi sửa đổi)
Cation xen kẽNa⁺, Ca²⁺ (vô cơ)Amoni bậc bốn (hữu cơ)
Môi trường ứng dụngDung dịch khoan gốc nước, công trình dân dụng, đúcSơn phủ dung môi, khoan OBM, dầu mỡ, mỹ phẩm
Cần sửa đổiKhôngCó - trao đổi ion với các hợp chất amoni bậc bốn

Organoclay vs các phụ gia điều chỉnh lưu biến khác

Tài sảnOrganoclaySilica khóiHPMCSáp dầu thầu dầu
Hệ thống tương thíchDung môi/dầu gốcDung môi/nướcDựa trên nướcDựa trên dung môi
tính xúc biếnTuyệt vờiTốtTrung bìnhTốt
Chống lắng đọngTuyệt vờiTốtNghèoTrung bình
Ổn định nhiệt độTuyệt vời (đến 180°C+)TốtCông bằngKém (tan chảy <85°C)
Độ trong suốt trong lớp phủ trong suốtTốt–Xuất sắcNghèo (mơ hồ)N/ANghèo
Liều lượng điển hình0,3–2,0% trọng lượng0,5–3,0% trọng lượng0,1–1,0% trọng lượng0,5–3,0% trọng lượng
Chìa khóa rút ra: Organoclay là phụ gia điều chỉnh lưu biến được ưu tiên khi bạn cần tính tính xúc biến + chống lắng + ổn định nhiệt độ trong một chất phụ gia duy nhất trong các hệ thống gốc dung môi hoặc dầu. silica khói cung cấp khả năng tương thích hệ thống rộng hơn một chút nhưng có độ mù và chi phí cao hơn. Sáp dầu thầu dầu mất hiệu quả ở nhiệt độ trên 85°C và không thích hợp cho các ứng dụng ở nhiệt độ cao.

Câu hỏi thường gặp

Organoclay dùng để làm gì?
Organoclay được sử dụng làm phụ gia điều chỉnh lưu biến trong nhiều ngành công nghiệp: sơn gốc dung môi và sơn công nghiệp (chống lắng, chống chảy xệ, tính xúc biến), dung dịch khoan gốc dầu (Chất tăng độ nhớt), mỡ bôi trơn (chất làm đặc đất sét, ổn định đến 180°C), mực in, chất kết dính, mỹ phẩm và xử lý nước. Tỷ lệ xử lý dao động từ 0,3–1,5% trọng lượng trong lớp phủ đến 8–15% trọng lượng trong mỡ bôi trơn. Xem tất cả các trang ứng dụng →
Organoclay được tạo ra như thế nào?
Đất sét hữu cơ được tạo ra bằng quá trình trao đổi ion trong quá trình ướt: natri bentonit được tạo huyền phù trong nước (5–8% chất rắn), phản ứng với hợp chất amoni bậc bốn ở 60–70°C trong 30–60 phút, sau đó được lọc, rửa sạch, sấy khô (<120°C) và được nghiền đến ≥95% qua lưới 200. Hàm lượng chất biến tính hữu cơ (tổn thất khi nung ở 1000°C) là 28–42% trọng lượng tùy theo mã sản phẩm. So sánh quy trình ướt và quy trình khô →
Sự khác biệt giữa bentonite và Organoclay là gì?
Bentonite có tính ưa nước tự nhiên (nổi lên trong nước) và được sử dụng trong dung dịch khoan gốc nước, công trình dân dụng và xưởng đúc. Organoclay là bentonite biến đổi về mặt hóa học - các cation trương nở trong nước (Na⁺/Ca²⁺) được thay thế bằng cation amoni bậc bốn hữu cơ, chuyển nó thành chất hữu cơ (sưng lên trong dầu và dung môi). Chúng phục vụ các môi trường ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Tìm hiểu thêm về bentonite →
Bentonite đất sét hữu cơ là gì?
Bentonite Organoclay - còn được gọi là bentonite hữu cơ, bentonite hữu cơ hoặc organobentonite - dùng để chỉ cùng một sản phẩm: đất sét bentonite được biến đổi hóa học với các hợp chất amoni bậc bốn để trở thành chất hữu cơ. Các thuật ngữ đất sét hữu cơ, bentonite hữu cơ, đất sét hữu cơ và organobentonite được sử dụng thay thế cho nhau trong tài liệu công nghiệp và tài liệu thương mại.
Đất sét hữu cơ được làm từ gì?
Đất sét hữu cơ chứa hai thành phần: natri montmorillonite có độ tinh khiết cao (CEC 80–120 meq/100g) và hợp chất amoni bậc bốn (điển hình là dimethyl dihydro hóa mỡ động vật amoni clorua). Thành phẩm có 58–72% khoáng sét và 28–42% chất biến tính hữu cơ theo trọng lượng (được đo bằng LOI ở 1000°C).
Số CAS cho đất sét hữu cơ là gì?
Số CAS chính là 68153-34-4 (Hợp chất amoni bậc bốn, bis(alkyl mỡ hydro hóa)dimethyl, muối với bentonit). Số EC: 268-880-0. Mã HS: 2508.10 (đất sét hữu cơ) hoặc 3824.99 tùy khu vực hải quan. Chúng tôi cung cấp đầy đủ tài liệu nhận dạng sản phẩm với mỗi lô hàng. Thông tin thương mại và mã HS →
Organoclay có cần chất kích hoạt không?
Các mã Organoclay thông thường (ví dụ CP-34) yêu cầu chất kích hoạt phân cực - 95% ethanol ở mức 30–50% trọng lượng đất sét hữu cơ, hoặc propylene cacbonat ở mức 20–30% - được thêm vào trong quá trình phân tán cắt cao trong dung môi có độ phân cực thấp đến trung bình. Các mã sản phẩm tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực (ví dụ CP-180B, CP-992) không yêu cầu chất kích hoạt - propylene cacbonat được phủ trước trong quá trình sản xuất. Trong các hệ thống có độ phân cực cao (MEK, butyl axetat, hỗn hợp xeton), bản thân dung môi có thể làm giảm hoặc mã sản phẩm bỏ yêu cầu về chất kích hoạt. Hướng dẫn phân tán đầy đủ →
Tôi nên thêm bao nhiêu đất sét hữu cơ?
Tỷ lệ xử lý điển hình: lớp phủ gốc dung môi 0,3–1,5% trọng lượng; dung dịch khoan gốc dầu 1,5–4,0 lb/bbl; mỡ bôi trơn 8–15% trọng lượng trên dầu gốc; mực in và chất kết dính 0,5–2,0% trọng lượng; mỹ phẩm 0,5–2,0% trọng lượng. Bắt đầu ở đầu dưới của phạm vi, đo chỉ số xúc biến (mục tiêu ≥ 4,0 cho hầu hết các ứng dụng lớp phủ) và điều chỉnh. Hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi để được hướng dẫn cụ thể về công thức.
CP Organoclay có tương đương với các nhãn hiệu Organoclay thương mại khác không?
Vâng. Organoclay là một mã sản phẩm hóa chất được xác định - tất cả các mã sản phẩm thương mại đều sử dụng cùng một mã sản phẩm hóa học montmorillonite được sửa đổi DMDA hoặc được sửa đổi đặc biệt và sản xuất theo quy trình ướt. Hiệu suất CP Organoclay được xác minh bằng thử nghiệm so sánh song song với các mã sản phẩm tương đương. Chúng tôi cung cấp mẫu miễn phí (200 g–2 kg) để so sánh công thức trực tiếp trước khi đưa ra bất kỳ quyết định cung cấp nào. Hướng dẫn so khớp điểm →

Kiến thức liên quan: Organoclay hoạt động như thế nào (Cơ chế) · Phụ gia điều chỉnh lưu biến là gì? · Phụ gia xúc biến là gì? · Bentonite là gì? · Organoclay vs silica khói

Nguồn Organoclay trực tiếp từ nhà sản xuất

Chứng nhận ISO 9001:2015. Mẫu miễn phí để xác minh hiệu suất. TDS, SDS và COA được cung cấp cho mọi yêu cầu.