研究背景 

 

     无机矿物凝胶是以蒙脱石、凹凸棒石等硅酸盐矿物为主要成分形成的具有三维网络结构的凝胶物质。但目前国内产品表观粘度、触变指数、抗电解质性能、体系稳定性等方面都落后于国外同类产品，限制了其在涂料、农药、日化、医药等重要领域的使用。 

     苏州非矿院依托“十三五”国家重点研发计划和江苏省成果转化项目，在高性能环保无机矿物凝胶材料领域取得系列重要成果。通过创新研发高浓度提纯、官能团改性、凝胶性激活及黏土协同复合等关键技术，将传统非金属黏土矿物制备为高性能环保凝胶助剂材料，成功在农药、水性涂料、日化等领域功能性应用，可替代国外同类产品，也为农药、涂料等领域基础体系油改水发展提供绿色环保关键材料保障。       

   

     科研技术赋能：从“泥巴”到“宝藏”的蜕变  

     在苏州非矿院国家工程研究中心，一场场"点土成金"的技术正在上演：  

     高浓度提纯技术：针对传统钠化提纯工艺中提纯产品浓度低，干燥成本高的问题，研发团队通过优选降黏药剂改善凝胶浆料流变性，优化制浆和动态离心分离提纯工艺条件，同时配套开发高浓度喷雾干燥设备，使得捣浆浓度提高到11%左右，产品蒙脱石含量提升至95%以上，并有效降低干燥成本。  

     氢离子活化增容术：利用“微波-半干法活化”技术，通过水热、微波等环境中的氢离子溶出和置换可以有效清除蒙脱石微结构中的杂质，提高比表面积和孔容，增强表面活性和吸附性能，活化后性能可以提高50%以上，让传统72小时酸处理缩短至1.5小时，酸耗直降60%！  

     官能团改性技术：利用“二次激活”技术，将提纯时经预激活处理的凝胶再次与含 Na+、Mg2+、Al3+等不同价数金属离子的无机盐相结合进行改性，对矿物胶体进行胶凝性  恢复及调节，实现产品粘度指标在50~2500mPa·s可调。  

     矿物黏土复合技术：通过混维晶体复合技术，将片状蒙脱石矿物与其他晶型黏土矿物协同作用，使产品较单一膨润土在低浓度NaCl溶液中Zeta电位绝对值增加3%，表观粘度增加10%，表现出良好的抗盐性能。          

      

                                 膨润土                                                       无机凝胶            

     该技术成果已获得中国非矿协会科技进步一等奖，申请发明专利12项，获专利授权11项。2024年，高悬浮纳米无机凝胶被工信部列入《重点新材料首批次应用示范指导目录  》。   

   

      技术与产品应用：双轮引擎，产业升级  

      苏州非矿院以 “技术服务 + 产业孵化” 双轮驱动，积极推动矿物材料加工产业化。一方面，立足自身打造矿物材料加工产业平台，于2017年成功孵化出矿物材料企业-苏州国建慧投，凭借其创新研发的膨润土系列产品，成功斩获"国家级重点新产品"称号。该公司生产的无机凝胶产品具有较好的热稳定性，独特的触变性  、吸附性、悬浮性、增稠性，可一剂多用，适用于农药、日化、涂料、医药、食品、油墨等行业。另一方面，扎根行业助力传统矿企转型升级，为数十家膨润土企业提供技术开发、工程设计等全方位服务，打造30+条先进生产线。 

    

      农药领域：产品稳定性好，54℃热储5天后无分层；可适用阴离子、非离子表面活性剂体系；可提高水悬浮农药制剂的悬浮率，改善流动性，在该领域市场占有率已达80%。 

      涂料领域：1g或5g产品在100mL342ppm硬水中分散24h后均无分层析水现象，在乳胶漆、拉毛漆、水性漆测试中表现出良好的流变、增稠和抗流挂效果，优秀的涂膜效果，耐盐雾性超过100h，满足水性涂料的性能要求。  

      日化领域：5%含量助剂加入固/液体洗涤剂产品，可使洗涤剂去污力更强、柔软性好、留香时间更长。

      社会效益显著：点亮可持续发展之路 

 
      焕新传统产业：推动膨润土行业从传统粗放加工向高值化、精益化生产转型。  

      创新学科融合：促进了矿物加工、无机材料、环境保护等多项学科交叉融合。  

      践行绿色使命：有效解决传统油性助剂污染环境的问题。      

 
      展望未来    

      随着各国相关环保政策出台，作为一种天然、环保材料，矿物无机凝胶基于其独特的优良性能，将在各行业中广泛应用，推动其市场规模不断增长。今后，苏州非矿院依旧会坚持不断引进新加工方法与技术，在无机凝胶材料基础研究、高纯化、纳米化、功能化等方面加大攻关力度，创新无机凝胶产品潜在市场，推进精细化生产，开拓新的消费领域！