CN106738532B

CN106738532B - 一种胶乳快速干燥的方法

Info

Publication number: CN106738532B
Application number: CN201610699608.7A
Authority: CN
Inventors: 于人同; 廖建和; 汪国庆; 李军辉; 王申鸣; 王云鹏; 王一卓; 赵灵珠; 廖双泉; 李志君
Original assignee: Hainan University
Current assignee: Hainan University
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2036-08-22
Also published as: CN106738532A

Abstract

本发明涉及一种胶乳快速干燥的方法。取干胶质量比为3‑80%的胶乳100份，若胶乳干胶质量比大于30%，将胶乳的干胶质量比稀释到20%‑30%，加入表面活性剂0.01‑1.5份，搅拌0.01‑0.1h，然后将红外吸收剂镁铝水滑石在胶乳凝固剂溶液中溶解，搅拌0.01‑0.1 h，制成了含红外吸收剂镁铝水滑石的胶乳凝固剂溶液；在凝固池底部按100‑500mL/m²均匀铺上凝固剂溶液，将稀释后的胶乳按5‑20L/m²导入凝固池中，并加入配制好的含红外吸收剂镁铝水滑石的胶乳凝固剂溶液2‑10份，直至胶乳完全凝固；对凝固后的胶料水洗、压薄、水洗，用红外线发生装置进行干燥；本发明的有益效果是：在红外线发生装置产生的红外线照射下会提升胶乳体系的红外吸收效率，从而达到了加速干燥的目的，这种红外吸收剂可用作胶乳的快速干燥。

Description

一种胶乳快速干燥的方法

技术领域

本发明属于高分子材料科学领域，尤其是涉及一种胶乳快速干燥的方法。

背景技术

胶乳是高聚物粒子分散在水介质中所形成的相对稳定的胶体分散体系，含有质量分数52％-75％的水。由胶乳制造制品的流程为：胶乳、配合、成型、干燥、硫化。胶乳能生产很多干胶无法生产或生产很困难的产品，主要用于浸渍制品、胶乳胶丝、胶乳海绵、地毯背以及胶黏剂等五大类产品。但胶乳本身因含水较多，成型后的半成品仍含有大量水分，由于这些水分不易除去，影响了胶乳在生产厚壁制品中的应用，且天然胶乳变异性较大，不易控制产品的稳定性和一致性。因此干燥过程(去除水分)变得尤为重要，甚至某种程度上起决定性的作用。

胶乳干燥工艺可分为自然干燥和人工干燥，由于人工干燥是人为控制干燥过程，所以又称为强制干燥。后者又可分为热空气干燥、高频电热干燥、微波干燥和红外干燥。热空气干燥属于对流给热的方法，是胶乳制品干燥工艺最广泛采用的方法。但合成胶乳的湿凝胶膜强度及其为硫化胶膜强度仍比天然胶乳膜的小，采用热空气干燥就可能因收缩而产生龟裂，尤其是透气性能不好的丁基胶，干燥更为复杂。高频电热法干燥属于内部生热式的干燥方法，通过一种高频交变的电磁场，它可使偶极材料的原子或分子极化，并通过电磁场的迅速变化使之运动摩擦，从而使材料本身发热。具有极性的橡胶固然可采用高频电热干燥，但非极性橡胶(如天然橡胶)却难以在高频电场作用下生热干燥。同时，设备费及使用费较高。微波干燥属于内外部一起加热的干燥方法，当橡胶置于交变电磁场中时，带有不对称电荷的分子受到交变磁场的激励，产生转动，由于物质内部原有的分子无规律热运动和相邻分子之间作用，分子的转动受到干扰和限制，产生“摩擦效应”，结果一部分能量转化为分子热运动功能，即以热的形式表现出来，从而橡胶被加热。但微波干燥设备消耗的电能到电场能的转化率约50％，能量损失过大，且随着干燥温度的升高，橡胶吸收功率增大，温度升高更大，难以有效平稳的控制干燥温度。虽然现代工业上采用红外干燥的红外波长可使其能量穿透到原子、分子的间隙从而促使原子、分子的振动加快、间距拉大进而产生红外热效应，但胶乳中对红外敏感物质少，仍需高温下长时间持续干燥，干燥效率低、速率慢。

将红外吸收剂铝镁水滑石引入胶乳中，经红外干燥，是一种干燥效率高、速率快，易于工业化生产的新型方法。本发明建议采用廉价易得的红外吸收剂镁铝水滑石，利用红外吸收剂镁铝水滑石中的阳离子、阴离子对红外光的吸收和其结构中光学透明、尺寸小的层板对红外光的透射、散射及漫反射，从而使胶乳快速干燥。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种设备简易，干燥过程高效，便于大规模生产的胶乳制品快速干燥的方法。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现：

取干胶质量比为3-80％的胶乳100份，若胶乳干胶质量比大于30％，将胶乳的干胶质量比稀释到20％-30％，加入表面活性剂0.01-1.5份，搅拌0.01-0.1h，然后将红外吸收剂镁铝水滑石在胶乳凝固剂溶液中溶解，搅拌0.01-0.1h，制成了含红外吸收剂镁铝水滑石的胶乳凝固剂溶液；在凝固池底部按100-500mL/m²均匀铺上凝固剂溶液，将稀释后的胶乳按5-20L/m²导入凝固池中，并加入配制好的含红外吸收剂镁铝水滑石的凝固剂溶液2-10份，直至胶乳完全凝固；对凝固后的胶料水洗、压薄、水洗，用红外线发生装置进行干燥；

所述凝固剂溶液浓度为20-99.99％；

所述红外吸收剂镁铝水滑石的质量为凝固剂质量的0.01-10％；

所述红外吸收剂镁铝水滑石溶解时间为0.01-0.5h；

所述表面活性剂为氢氧化钠、氢氧化钾、月桂酸铵、十二烷基硫酸钠、N-甲基-N-油酰基牛磺酸钠、平平加“O”、辛基苯基聚氧乙烯醚中的一种或几种；

所述凝固剂溶液为盐酸、甲酸、乙酸、氯化钙、氯化锌、硝酸钙、乙酸环己胺、硅氟化钠、锌氨络合物、聚乙烯甲基醚、聚丙二醇、聚醚聚甲醛缩二甲醇、氯化三甲基动物脂铵或胰蛋白酶的水溶液中的一种或几种。

胶乳的干胶质量比优选为8-76％。

加入表面活性剂量优选为0.1-1份。

凝固剂溶液浓度优选为50～80％。

镁铝水滑石的质量优选为凝固剂质量的0.1-8％。

镁铝水滑石溶解时间优选为0.1-0.2h。

本发明的有益效果是：一种胶乳快速干燥的方法，利用铝镁水滑石作为红外吸收剂，将铝镁水滑石引入胶乳体系中。在红外线发生装置产生的红外线照射下会提升胶乳体系的红外吸收效率，从而达到了加速干燥的目的，这种红外吸收剂可用作胶乳的快速干燥。

含镁铝水滑石的胶乳在红外线照射下的机理研究如下：

红外吸收剂镁铝水滑石中在400cm^-1至3500cm^-1范围内均存在红外吸收峰。碳酸根在1360cm^-1处有较强的红外吸收峰；1050cm^-1以下区域是金属-氧键的振动而产生的骨架振动吸收谱带，如：氧化铝在远红外窗口存在Al-O吸收振动(752cm^-1和634cm^-1)和Mg-O吸收振动(500cm^-1)等，它们的振动吸收是使水滑石成为红外吸收材料的原因之一。此外，红外吸收剂镁铝水滑石层板上羟基的振动吸收也能起到加强红外吸收的作用。当红外吸收剂镁铝水滑石在凝固剂溶液中溶解后，可以很好地分散于胶乳体系中，与胶乳有良好的界面性和相容性。同时，分散在胶乳中的红外吸收剂镁铝水滑石具有以下特征：一方面尺寸效应化的氧化铝表面原子所占的比例增大，当原子结合成分子时，分子键长和键角会发生不同程度的扭曲，当分子键发生振动就能拓展红外吸收频率；另一方面，由于红外吸收剂镁铝水滑石表面存在较多悬挂键，会产生红外等离子体基元激发，从而增强红外吸收的强度。另外，独特的层状结构特点使其具有优异的红外吸收能力和较宽的红外吸收范围，且层间阴离子可与各种阴离子,包括无机离子、有机离子、同多离子和杂多离子以及配位化合物的阴离子进行交换，改变水滑石的红外吸收性能，并赋予水滑石不同的性质。

附图说明

图1为实施实例1中含红外吸收剂镁铝水滑石的天然胶乳与不含红外吸收剂镁铝水滑石的天然胶乳红外干燥时“含水量—干燥时间”关系曲线。

图2为实施实例2中含红外吸收剂镁铝水滑石的天然胶乳与不含红外吸收剂镁铝水滑石的天然胶乳红外干燥时的红外吸收光谱图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1

取干胶质量比为60％的天然胶乳100份，将胶乳的干胶质量比稀释到20％，加入月桂酸铵0.1份，搅拌0.1h，然后将红外吸收剂镁铝水滑石在浓度为50％的乙酸中溶解0.1h，搅拌0.01h，制成了含红外吸收剂镁铝水滑石的乙酸溶液；在凝固池底部按400mL/m²均匀铺上浓度为20％的乙酸溶液，将稀释后的胶乳按10L/m²导入凝固池中，并加入配制好的含红外吸收剂镁铝水滑石的凝固剂溶液4份，直至胶乳完全凝固；对凝固后的胶料水洗、压薄、水洗后，利用红外灯进行干燥，控制干燥温度约为100℃。从图1的含红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶和不含红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶的红外干燥曲线中知，干燥温度约为100℃，干燥时间为2～4min时，加入镁铝水滑石的天然橡胶干燥曲线斜率更高，表明镁铝水滑石的加入使得天然橡胶的干燥速率加快；且含红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶比不含红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶初始含水量高21％左右，但干燥时间超过4min后，含红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶含水量均低于不含红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶，体现出优良的干燥效果。

实施例2

取干胶质量比为76％的天然胶乳100份，将胶乳的干胶质量比稀释到30％，加入十二烷基硫酸钠1份，搅拌0.1h，然后将红外吸收剂镁铝水滑石在浓度为30％的盐酸中溶解0.01h，搅拌0.01h，制成了含红外吸收剂镁铝水滑石的盐酸溶液；在凝固池底部按300mL/m²均匀铺上浓度为30％的盐酸溶液，将稀释后的胶乳按30L/m²导入凝固池中，并加入配制好的含红外吸收剂镁铝水滑石的凝固剂溶液5份，直至胶乳完全凝固；对凝固后的胶料水洗、压薄、水洗后，利用红外灯进行干燥，控制干燥温度约为100℃。从图2含红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶和不含红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶的傅里叶红外光谱图中知，含红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶比不含红外吸收剂镁铝水滑石的橡胶红外吸收能力更强，尤其在波数2800cm^-1左右添加了红外吸收剂镁铝水滑石的天然橡胶样品红外吸收峰面积明显增大，体现出显著的红外吸收能力。

实施例3

取干胶质量比为60％的丁苯胶乳100份，将胶乳的干胶质量比稀释到20％，加入氢氧化钾0.1份，搅拌0.1h，然后将红外吸收剂镁铝水滑石在浓度为50％的乙酸中溶解0.1h，搅拌0.01h，制成了含红外吸收剂镁铝水滑石的乙酸溶液；在凝固池底部按300mL/m²均匀铺上浓度为50％的乙酸溶液，将稀释后的胶乳按10L/m²导入凝固池中，并加入配制好的含红外吸收剂镁铝水滑石的凝固剂溶液4份，直至胶乳完全凝固；对凝固后的胶料水洗、压薄、水洗后，利用红外灯进行干燥，控制干燥温度为105℃。

实施例4

取干胶质量比为3％的天然胶乳100份，加入氢氧化钠0.01份，搅拌0.01h，然后将红外吸收剂镁铝水滑石在浓度为20％的甲酸和乙酸混合溶液中溶解0.01h，搅拌0.01h，制成了含红外吸收剂镁铝水滑石的甲酸和乙酸混合溶液；在凝固池底部按100mL/m²均匀铺上浓度为20％的甲酸溶液，将稀释后的胶乳按20L/m²导入凝固池中，并加入配制好的含红外吸收剂镁铝水滑石的凝固剂溶液4份，直至胶乳完全凝固；对凝固后的胶料水洗、压薄、水洗后，利用红外灯进行干燥，控制干燥温度约为110℃。

实施例5

取干胶质量比为80％的天然胶乳100份，将胶乳的干胶质量比稀释到20％，加入辛基苯基聚氧乙烯醚1份，搅拌0.1h，然后将红外吸收剂镁铝水滑石在浓度为80％的氯化钙和乙酸混合溶液中溶解0.1h，搅拌0.1h，制成了含红外吸收剂镁铝水滑石的氯化钙和盐酸混合溶液；在凝固池底部按500mL/m²均匀铺上浓度为20％的氯化钙和盐酸混合溶液，将稀释后的胶乳按10L/m²导入凝固池中，并加入配制好的含红外吸收剂镁铝水滑石的凝固剂溶液4份，直至胶乳完全凝固；对凝固后的胶料水洗、压薄、水洗后，利用红外灯进行干燥，控制干燥温度约为115℃。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种胶乳快速干燥的方法，其特征在于，该方法：

取干胶质量比为3-80%的胶乳100份，若胶乳干胶质量比大于30%，将胶乳的干胶质量比稀释到20%-30%，加入表面活性剂0.01-1.5份，搅拌0.01-0.1h，然后将红外吸收剂镁铝水滑石在胶乳凝固剂溶液中溶解，搅拌0.01-0.1 h，制成了含红外吸收剂镁铝水滑石的胶乳凝固剂溶液；在凝固池底部按100-500mL/m²均匀铺上凝固剂溶液，将稀释后的胶乳按5-20L/m²导入凝固池中，并加入配制好的含红外吸收剂镁铝水滑石的胶乳凝固剂溶液2-10份，直至胶乳完全凝固；对凝固后的胶料水洗、压薄、水洗，用红外线发生装置进行干燥；

所述凝固剂溶液浓度为20-99.99%；

所述红外吸收剂镁铝水滑石的质量为凝固剂质量的0.01-10%；

所述红外吸收剂镁铝水滑石溶解时间为0.01-0.5h；

2.根据权利要求1所述的一种胶乳快速干燥的方法，其特征在于，胶乳的干胶质量比优选为8-76%。

3.根据权利要求1所述的一种胶乳快速干燥的方法，其特征在于，加入表面活性剂量优选为0.1-1份。

4.根据权利要求1所述的一种胶乳快速干燥的方法，其特征在于，凝固剂溶液浓度优选为50～80%。

5. 根据权利要求1所述的一种胶乳快速干燥的方法，其特征在于，镁铝水滑石的质量优选为凝固剂质量的0.1 -8 %。

6.根据权利要求1所述的一种胶乳快速干燥的方法，其特征在于，镁铝水滑石溶解时间优选为0.1-0.2h。