CN108484999B - 腰果酚在制备烟片胶中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天然橡胶初加工技术领域，具体而言，涉及腰果酚在制备烟片胶中的应用。本发明将腰果酚用于烟片胶的生产方法中，操作简单，对提高天然橡胶抗热氧老化性能效果显著。一方面，腰果壳油为废弃的腰果壳再利用，绿色环保，价格低廉；另外，可利用现有的天然橡胶加工设备和工艺生产，产能高，生产简单快捷。

Description

腰果酚在制备烟片胶中的应用
技术领域
本发明涉及天然橡胶初加工技术领域，具体而言，涉及腰果酚在制备烟片胶中的应用。
背景技术
天然橡胶是一种来源于巴西三叶橡胶树(Hevea brasiliensis)的天然高分子弹性体，具有优异的综合性能，是橡胶工业中最重要的高分子材料，广泛应用于航天航空、交通运输、工农业、医疗卫生等领域。
天然橡胶按产品形态可分为生胶(即干胶)和浓缩天然胶乳。其中，天然橡胶生胶按照制胶工艺又可进一步区分为皱片胶、烟片胶、标准胶、杂胶标准胶和胶清胶等。皱片胶和烟片胶属于早期的天然橡胶品种，其生产工艺包括：新鲜天然胶乳→过滤→稀释→消泡→酸凝固→脱水→压皱→烟熏干燥等工艺步骤。将皱胶片直接风干得到的是皱片胶。因皱片胶颜色较浅，特别适合于生产浅色高端橡胶制品。而将半风干状态的皱胶片放入烟房中烟熏7至10天，得到的则是烟片胶。在天然橡胶的发展历史中，烟片胶(包括皱片胶)生产属于第一代天然橡胶加工技术，采用比较落后的外观分级标准对产品进行分级。上世纪70年代由马来西亚研制并全面推广实施的天然橡胶标准胶生产工艺属于天然橡胶第二代加工技术，是目前天然橡胶加工领域普遍采用的生产工艺。该工艺中将新鲜天然胶乳凝块挤压成片后，需要进行锤磨或撕碎造粒，然后采用热风进行干燥。生胶产品采用物理化学性能进行分级。
虽然标准胶的生产工艺比烟片胶先进，产品分级标准更加科学，生产周期显著缩短，可以实现大规模化生产，但是，与标准胶相比，烟片胶具有更高的拉伸强度和抗撕裂强度、较低的生热性能以及优异的抗氧老化和抗臭氧老化性能。因此，对于航空轮胎、重型工程车轮胎等对抗冲击性能和抗氧老化性能等有较高要求的橡胶制品，天然橡胶烟片胶依然是不可替代的关键材料。
然而，烟片胶生产技术毕竟属于第一代传统生产工艺，烟熏时间长达7至10天，生产周期长，效率低。更为重要的是烟片胶生产过程需要消耗大量木柴，严重污染空气。因此，到上世纪90年代初，我国已全面禁止生产烟片胶。目前，只有东南亚部分国家在偏远地区通过家庭作坊式的方式对新鲜天然胶乳进行分散凝固，压皱并适当风干后，相对集中进行烟熏。全球烟片胶总产量不足100万吨。我国每年需要进口约20万吨烟片胶。
因此，有必要发明一种新的烟片胶生产技术，不仅能显著提高天然橡胶的拉伸、抗撕裂及老化性能，同时能充分利用现有的标准胶生产设备及工艺，提高生产效率。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的烟片胶生产技术。
具体而言，本发明涉及腰果酚在制备烟片胶中的应用。
本发明是基于传统的烟片胶在烟熏过程中木柴中的杂酚油进入橡胶中，提高天然橡胶的抗热氧和抗臭氧老化性能，选择价廉易得的腰果壳油直接添加在新鲜天然胶乳中，利用腰果壳油中的主要成分腰果酚达到提高天然橡胶抗热氧和抗臭氧老化性能的目的。其原理是腰果酚的OH基团，能够率先捕捉橡胶老化进程中的活性过氧化物自由基ROO·，生成稳定的化合物，从而达到阻断自由基连锁反应，延缓橡胶分子链的热氧或臭氧老化反应。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明将腰果酚用于烟片胶的生产方法中，操作简单，对提高天然橡胶抗热氧老化性能效果显著。一方面，腰果壳油为废弃的腰果壳再利用，绿色环保，价格低廉；另外，可利用现有的天然橡胶加工设备和工艺生产，产能高，生产简单快捷。
具体实施方式
本发明涉及腰果酚在制备烟片胶中的应用。
优选的，如上所述的应用，以干胶计每100重量份的天然乳胶中加入0.1～20重量份的腰果酚，分散均匀后作为原料制备烟片胶。
优选的，如上所述的应用，以干胶计每100重量份的天然乳胶中加入0.5～10重量份的腰果酚，分散均匀后作为原料制备烟片胶。
优选的，如上所述的应用，以干胶计每100重量份的天然乳胶中加入0.8～4重量份的腰果酚，分散均匀后作为原料制备烟片胶。
优选的，如上所述的应用，所述天然乳胶来源于巴西三叶橡胶树；更优选的，总固体含量的重量百分比浓度0.27～0.38。
优选的，如上所述的应用，所述腰果酚以腰果壳油的形式作为原材料。
在本发明的一些实施方式中，采用磷脂对腰果壳油进行乳化，随后加入新鲜天然胶乳中，分散均匀后，按照现有的天然橡胶标准胶生产工艺和设备，加入甲酸凝固、挤压脱水、压皱、撕碎造粒、热风干燥、检验包装。
优选的，如上所述的应用，其特征在于，所述腰果壳油加入所述天然乳胶之前以磷脂为乳化剂进行乳化。
优选的，所述磷脂为含亲水且亲油性磷脂。
为了使腰果壳油均匀地分散在新鲜天然胶乳中，本发明采用磷脂预先对腰果壳油进行乳化处理。本发明中采用的磷脂既是一种含有亲油、亲水基团的两性物质，能有效乳化腰果壳油，同时又是一种天然抗氧剂和橡胶促进剂，对天然橡胶产生增强作用，提高天然橡胶的力学性能。
优选的，如上所述的应用，所述磷脂为卵磷脂。
由于本发明所采用的水溶性磷脂为食品、化妆品及保健品行业常用添加剂，其安全性、方便性得到充分保障。
优选的，如上所述的应用，所述磷脂为大豆卵磷脂。
优选的，如上所述的应用，所述磷脂与所述腰果壳油分别为0.1～0.8重量份和30～40重量份；
更优选的，所述磷脂与所述腰果壳油分别为0.2～0.7重量份和32～38重量份；
更优选的，所述磷脂与所述腰果壳油分别为0.4～0.5重量份和34～34重量份；
其中所述腰果壳油中腰果酚的含量为80wt％～90wt％；
优选为82wt％～88wt％；
也可以选择84wt％～86wt％，或85wt％。
优选的，如上所述的应用，在进行所述乳化时，还需要添加80～120重量份的水；
更优选的，所述水为去离子水。
本发明所述天然橡胶烟片胶生产技术，优选采用如下实施方案：
取0～40重量份腰果壳油，加入100重量份去离子水和0.1～0.8重量份水溶性磷脂，采用均质乳化机进行乳化，得到质量百分比浓度为30％～40％的腰果壳油乳液。
随后在100重量份新鲜天然胶乳中加入1～5重量份乳化腰果壳油，搅拌均匀后，按照现有的标准胶生产工艺加入甲酸凝固、熟化、脱水、撕碎造粒、干燥，即可得到烟片胶。
本发明所述的重量份可以是克、千克等公知的计量单位。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
(a)称取22.5份水溶性磷脂溶于去离子水中，配制成质量分数为10％的水溶液。备用；
(b)取225份腰果壳油，加入(a)所述的磷脂水溶液，混合均匀。在高速乳化机中进行乳化处理。取15000份新鲜天然胶乳，加入(b)经乳化处理好的腰果壳液，搅拌均匀，按现有国产标胶生产加工工艺进行生产。
实施例2
(a)称取30份水溶性磷脂溶于去离子水中，配制成质量分数为10％的水溶液。备用；
(b)取300份腰果壳油，加入(a)所述的磷脂水溶液，混合均匀。在高速乳化机中进行乳化处理。取15000份新鲜天然胶乳，加入(b)经乳化处理好的腰果壳液，搅拌均匀，按现有国产标胶生产加工工艺进行生产烟片胶。
实施例3
(a)称取37.5份水溶性磷脂溶于去离子水中，配制成质量分数10％的水溶液。备用；
(b)取375份腰果壳油，加入(a)所述的磷脂水溶液，混合均匀。在高速乳化机中进行乳化处理。取15000份新鲜天然胶乳，加入(b)经乳化处理好的腰果壳液，搅拌均匀，按现有国产标胶生产加工工艺进行生产烟片胶。
实施例4
(a)称取45份水溶性磷脂溶于去离子水中，配制成质量分数10％的水溶液。备用；
(b)取450份腰果壳油，加入(a)所述的磷脂水溶液，混合均匀。在高速乳化机中进行乳化处理。取15000份新鲜天然胶乳，加入(b)经乳化处理好的腰果壳液，搅拌均匀，按现有国产标胶生产加工工艺进行生产烟片胶。
实验例
按如下硫化配方对生产的烟片胶进行塑炼、混炼和硫化，然后裁片，按GB/T528-2008和GB/T529-2008国家标准，分别进行硫化橡胶老化前后拉伸应力应变性能及撕裂强度的测定。测试结果见表1。表中的对照样为国产天然橡胶5号标准胶。硫化配方：天然橡胶100；硬脂酸1.0；氧化锌5.0；促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.8；促进剂硫醇基苯丙噻唑0.6；硫黄1.5。
表1烟片胶纯胶配方物理机械性能检测结果
Figure BDA0001693837830000081
同时，参照某航空轮胎生产配方，测试了烟片胶用作航空轮胎胎面胶中的性能，并与进口1号烟片胶(购自泰国泰华公司)进行了对比。结果见表2。
表2烟片胶应用于航空轮胎胎面胶配方性能检测结果
Figure BDA0001693837830000091
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.腰果酚在制备烟片胶中的应用，其特征在于，以干胶计每100重量份的天然乳胶中加入0.8～4重量份的腰果酚，分散均匀后作为原料制备烟片胶；
所述天然乳胶来源于巴西三叶橡胶树，总固体含量的重量百分比浓度0.27～0.38；
所述腰果酚以腰果壳油的形式作为原材料；所述腰果壳油加入所述天然乳胶之前以磷脂为乳化剂进行乳化；
所述磷脂与所述腰果壳油分别为0.1～0.8重量份和30～40重量份；
所述磷脂为卵磷脂。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述磷脂为大豆卵磷脂。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述腰果壳油中腰果酚的含量为80wt％～90wt％。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，在进行所述乳化时，还需要添加80～120重量份的水。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述水为去离子水。
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