CN108912418A - 一种天然橡胶乳保鲜剂及环保橡胶 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种天然橡胶乳保鲜剂，包括如下成分及含量，纳米二氧化钛1%‑3%，尼泊金乙酯4%‑6%，壳聚糖30%‑35%，溶菌酶25%‑28%，季戊四醇酯10%‑12%，连二亚硫酸钠8%‑10%，苯甲酸18%‑20%，亚铁氰化钾2%‑4%。本发明环保胶的生产工艺简单，按规定计量加入后在充分搅匀，增加橡胶干含量和总固体含量，提高橡胶的质量，尤其是强力、耐磨、耐老化等有很大提高。

Description

一种天然橡胶乳保鲜剂及环保橡胶

技术领域

本发明属于橡胶生产技术领域，具体涉及一种天然胶乳保鲜剂及环保橡胶。

背景技术

近百年来，世界天然橡胶加工的难题一直是天然橡胶乳的保存(保鲜)和抗凝(凝固)的研究。鲜胶乳从天然橡胶树流出至运到工厂之前的早期保存是割胶生产的重要技术环节。天然橡胶乳含有大量的蛋白质、糖类和脂类等丰富的营养物质，如不及时保鲜和抗凝经6-12h以后，易被细菌和各种有害菌群侵染橡胶乳很快腐败、变臭、变质、固化、腐化使橡胶乳变质，出现水胶分离，产生田间自然凝固现象。

为防止胶乳腐败、变质、凝固的普遍措施是加氨、甲醛或亚硫酸钠。浓缩胶乳最常用的保存剂也是氨，氨单独使用或同五氯酚钠、硼酸、二乙基氨磺酸锌等第二保存剂并用。但是，存在很多问题，如：氨水污染环境，运输不方便；氨有毒有害，有腐蚀性、刺激性、挥发性；破坏橡胶质量，干含量降低；加氨量少，达不到保鲜的目的；加氨量高，一方面增加生产成本，更主要影响胶乳的凝固、橡胶的干燥和最终产品质量(橡胶塑性保持指数降低等，颜色加深)；浪费后续加工中和氨的用酸量，如用甲酸做凝固剂时，其中和酸量为胶乳中含氨量的2.58倍，大大增加制胶成本；当氨用量过高时，氨与有机胶乳结合而挥发，减少了新鲜乳胶的干含量，这样不但破坏了天然橡胶的质量，而且减少了干胶的重量；使用氨水对人体有害，损害胶农和制胶工人的身体健康；氨水储运成本高，危险性大，含氨废水排放破坏环境。在加氨后通常采用的甲酸凝固技术，又产生了如下弊端：易造成橡胶分子被氧化，破坏橡胶质量；有效固化时间约10小时，需要配置大容积的凝固槽，加大了土地面积需求；含氨和甲酸的废水排放加大了污水处理压力。

甲酸(蚁酸)凝固的缺点：刺激性极强的液体，酸性、腐蚀性强；破坏生态环境，伤害人体、动植物；易氧化橡胶分子，使橡胶质量下降；破坏橡胶颜色，出现严重褐斑。第五，固化时间长约16小时，需要配置大容积的凝固槽，加大了土地面积需求；第六，含氨和甲酸的废水排放加大了污水处理费用。硫酸凝固缺点：第一，无色透明油状液体，超强酸，具有超强氧化性、腐蚀性；第二，对动物、植物具有毁灭性伤亡；第三，对生态环境更是严重的破坏，比甲酸还强。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种橡胶保鲜剂、固化剂以及通过在天然橡胶乳中添加上述保鲜剂和固化剂生产的天然橡胶。其是通过如下技术方案实现的：

一种天然橡胶乳保鲜剂，包括如下成分及含量，纳米二氧化钛1％-3％，尼泊金乙酯4％-6％，壳聚糖30％-35％，溶菌酶25％-28％，季戊四醇酯10％-12％，连二亚硫酸钠8％-10％，苯甲酸18％-20％，亚铁氰化钾2％-4％。

一种天然橡胶乳固化剂，包括如下成分及含量，冰乙酸45％-50％，硫酸氢钠5％-7.5％，棕榈酸10％-15％，硫代甲酸糠酯3％-5％，过氧化二异丙苯22％-25％，山梨酸15％-17.5％。

本发明还提出一种用于天然橡胶制备食品生物材料，包括保鲜剂及固化剂，所述保鲜剂包括如下成分及含量，纳米二氧化钛1％-3％，尼泊金乙酯4％-6％，壳聚糖30％-35％，溶菌酶25％-28％，季戊四醇酯10％-12％，连二亚硫酸钠8％-10％，苯甲酸18％-20％，亚铁氰化钾2-4％；所述固化剂包括如下成分及含量，冰乙酸45％-50％，硫酸氢钠5％-7.5％，棕榈酸10％-15％，硫代甲酸糠酯3％-5％，过氧化二异丙苯22％-25％，山梨酸15％-17.5％。

一种天然橡胶乳保鲜方法，包括如下方法，

步骤①，保鲜剂的制备，按比例称取纳米二氧化钛1％-3％，尼泊金乙酯4％-6％，壳聚糖30％-35％，溶菌酶25％-28％，季戊四醇酯10％-12％，连二亚硫酸钠8％-10％，苯甲酸18％-20％，亚铁氰化钾2％-4％，混合后得保鲜剂；

步骤②，所述保鲜剂可直接添加或稀释后添加至天然胶乳中，搅拌10-20min至均匀，得胶乳混合液。

一种天然橡胶乳固化方法，包括如下方法，

步骤①，固化剂的制备，按比例称取冰乙酸45％-50％，硫酸氢钠5％-7.5％，棕榈酸10％-15％，硫代甲酸糠酯3％-5％，过氧化二异丙苯22％-25％，山梨酸15％-17.5％，混合后得固化剂；

步骤②，所述固化剂可直接添加或稀释后添加至天然胶乳中，常温机械搅拌分散均匀，胶乳均匀絮凝，时间8-12h。

一种环保天然橡胶的制备方法，包括如下步骤，

步骤A，保鲜剂的制备：按比例称取纳米二氧化钛1％-3％，尼泊金乙酯4％-6％，壳聚糖30％-35％，溶菌酶25％-28％，季戊四醇酯10％-12％，连二亚硫酸钠8％-10％，苯甲酸18％-20％，亚铁氰化钾2％-4％，混合后得保鲜剂；

步骤B，固化剂制备：按比例称取冰乙酸45％-50％，硫酸氢钠5％-7.5％，棕榈酸10％-15％，硫代甲酸糠酯3％-5％，过氧化二异丙苯22％-25％，山梨酸15％-17.5％，混合得固化剂；

步骤C，所述保鲜剂可直接添加或稀释后添加至天然胶乳中，搅拌10-20min至均匀，得胶乳混合液；

步骤D，将固化剂稀释后加入至胶乳混合液中，常温下机械搅拌至分散均匀，使其pH为5.0-6.0，胶乳均匀絮凝8-12h；

步骤E，将凝固后的胶料依次经过起绉、造粒、干燥得天然环保胶。

优选的，干燥温度为90℃-99℃，干燥时间为4-5h。

此外，本发明还提出上述制备方法制备而成的环保天然橡胶。

本发明相对于现有技术所具有的优点为：

利用本发明的保鲜剂和固化剂可替代100多年氨水保鲜和甲酸固化天然橡胶乳的历史；无刺激性、无副作用、无毒害性，对人体无害、不污染生态环境；本发明保鲜剂使新鲜胶乳常温保鲜365天以上质地不变，不发霉、变质、固化；明显提高天然橡胶乳的质量，利用生物保鲜技术和纳米生物相容技术的结合，已适度添加硅离子和有关金属离子，自然促成橡胶制品的抗拉耐磨、柔韧、硬度等增强。明显提高胶乳加工成品的产出率，加工制成干胶含量比氨水保鲜、甲酸凝固的橡胶乳制成干胶的干含量提高5个百分点以上。

本发明环保胶的生产工艺简单，按规定计量加入后在充分搅匀，增加橡胶干含量和总固体含量，提高橡胶的质量，尤其是强力、耐磨、耐老化等有很大提高。

无氨橡胶与有氨橡胶的生产工艺基本一致，无需增加设备，完全可以用有氨生产工艺、设备。

固化剂的优点：无毒、无副作用、无腐蚀性、无污染环境，对人体无害；新鲜胶乳固化，不会伤害橡胶，能提高天然橡胶干胶重量；固化胶乳快，颜色金黄剔透。

此外，纳米二氧化钛为杀菌、除臭，尼泊金乙酯为抑菌防腐，溶菌酶及壳聚糖为保鲜抑菌，季戊四醇酯的为抗氧，苯甲酸为保鲜抑菌，山梨酸为抑制杀菌，连二亚硫酸钠为脱氧，亚铁氰化钾为抗聚集，冰乙酸为有机弱酸，硫酸氢钠为中和碱度，棕榈酸为稳定沉淀，硫代甲酸糠酯为交联中间体，过氧化二异丙苯为引发固化。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

一、保鲜：可采用如下两种方式对天然橡胶乳进行保鲜。

1.可在现场对天然橡胶乳进行保鲜(可直接将保鲜剂加入至胶乳中)

现场加入保鲜剂：从割胶至收胶的时间大约4-5小时，可提前在收胶桶内放入保鲜剂，一般胶桶规格为20-25公斤，根据需要可在割胶时放入保鲜剂约100-200g(季节不同)，往胶桶里放入胶乳时，进行搅拌，使保鲜剂充分、均匀于胶乳中。

保鲜剂的配方为纳米二氧化钛2kg，尼泊金乙酯5kg，壳聚糖30kg，溶菌酶25kg，季戊四醇酯10kg，连二亚硫酸钠8kg，苯甲酸18kg，亚铁氰化钾2kg。将上述保鲜剂放入搅拌机中搅拌均匀后发送给各个割胶点供胶农使用。

2、收胶站加入保鲜剂

若从采集胶乳至收胶站的时间6小时之内，则可在收胶站内统一加入保鲜剂。

2.1保鲜剂水溶液的配置

称取纳米二氧化钛2kg，尼泊金乙酯5kg，壳聚糖30kg，溶菌酶25kg，季戊四醇酯10kg，连二亚硫酸钠8kg，苯甲酸18kg，亚铁氰化钾2kg，加入900kg去离子水，搅拌均匀成浆料。

2.2收胶后对新鲜乳胶的稀释

2.2.1净化：新鲜胶乳倒入混胶池前用25μm过滤筛除去胶乳内大的砂石、木屑、铁削等杂质。

2.2.2稀释：

1)干胶含量：在稀释池内按比例同时注入胶乳和清水，稀释后的新鲜胶乳干胶含量在20％-25％。

稀释目的：是使各户送来的胶乳干含量均匀，调节稀释胶乳浓度，控制凝固速度和凝块的软硬度，有利于提高产品的一致性。

稀释用水质要求：水不能浑浊，不含有金属离子的水，避免增加橡胶杂质含量。

稀释后胶乳液面高度：稀释胶乳高度(m)＝新鲜胶乳高(m)X新鲜胶乳浓度(％)/稀释胶乳浓度(％)

如配置20kg的天然胶乳，根据季节不同，保鲜剂加入时间和加入量如表1所示。

表1不同割胶季节保鲜剂用量

二、固化

固化时，固化剂可直接添加至保鲜后的天然胶乳中或稀释后添加入天然胶乳中，具体添加量见表2。稀释后的固化剂更有利于原料的分散。接下来以稀释后的固化剂加入天然胶乳进行说明。

1.10％固化剂水溶液的配置：冰乙酸45kg，硫酸氢钠5kg，棕榈酸10kg，硫代甲酸糠酯3kg，过氧化二异丙苯22kg，山梨酸15kg，加入900kg去离子水，搅拌均匀成浆料。

按天然橡胶乳液重量的5.0％-10.0％加入10％固化剂水溶液。

首先在凝固池内加入天然橡胶固化剂，每吨胶乳按50-100公斤加入10％固化剂水溶液，注入胶乳，搅拌3min-5min，充分均匀混合；用pH试纸测定凝固槽内胶乳的pH值，应在5.0-6.0之间。

2、固化剂用量

固化剂用量与凝固时间、胶乳稀释浓度等有关，见表2。

表2不同干胶含量固化剂加入量及凝固时间

3、凝固判断标准

胶乳完全凝固，颜色乳白，乳清“清而不浊，浑而不白”，形状似乳白色豆腐块。

4、注意事项

10％固化剂水溶液浓度适宜，最佳用量在5.0％-10.0％之间。

凝固时间一般应不少于8小时，不超过12小时。

凝固时应控制胶乳的pH值为5.0-6.0之间。

三、起绉及造粒

将凝块放入机绉机上压薄，绉片在清洗池内来回清洗后传送到机绉机组再次压薄压绉，然后经造粒机切割成大小为3-5mm左右的颗粒。

四、中和反应及干燥

1、中和反应池

中和反应池加入千分之一Ca(OH)₂溶液，机绉造粒后的橡胶进入中和反应池进行搅拌反应，最后用打捞斗将橡胶颗粒置于干燥车内，待干燥车底无水珠滴下时，将车推入干燥炉内。

滴水时间不易过长，否则因胶料下沉压实，妨碍热风穿透，延迟干燥时间，沥水时间不超过30分钟。

2、干燥温度设置

保鲜剂及固化剂生产的橡胶干胶干燥温度设定在90-99℃，时间为4-5h。

3、装料要均匀，大块胶团不易装入干燥车内，否则易受热不均匀出现不熟胶。

五、检验

检验试验所使用的保鲜剂及固化剂用量，如下表所示，具体生产工艺如前述所述，在此不再赘述。

表3验证试验保鲜剂用量

表4验证试验固化剂用量

名称	胶乳固化(凝固)剂10％	稀释胶乳干含	凝固时间
				用量	7.5％-10.0％	23-25％	10-12h

表5本发明生产的环保胶部分指标

执行标准：GB/T8081-2008天然生胶技术分级橡胶TSR规格导则方法测试。

表6本发明生产的环保胶部分指标

执行标准：GB/T8289-2016浓缩天然胶乳氨保存离心或膏化胶乳方法测试。

以上是浓缩天然胶乳的标准，本(试验胶是20-36％干含量)测试采用此标准。该发明的环保天然橡胶等同于天然橡胶使用，其可与各种合成橡胶混合使用；并且可应用于各种轮胎、橡胶制品的制备。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种天然橡胶乳保鲜剂，其特征在于，包括如下成分及含量，纳米二氧化钛1%-3%，尼泊金乙酯4%-6%，壳聚糖30%-35%，溶菌酶25%-28%，季戊四醇酯10%-12%，连二亚硫酸钠8%-10%，苯甲酸18%-20%，亚铁氰化钾2%-4%。

2.一种天然橡胶乳固化剂，其特征在于，包括如下成分及含量，冰乙酸45%-50%，硫酸氢钠5%-7.5%，棕榈酸10%-15%，硫代甲酸糠酯3%-5%，过氧化二异丙苯22%-25%，山梨酸15%-17.5%。

3.一种用于天然橡胶制备的食品生物材料，其特征在于，包括保鲜剂及固化剂，所述保鲜剂包括如下成分及含量，纳米二氧化钛1%-3%，尼泊金乙酯4%-6%，壳聚糖30%-35%，溶菌酶25%-28%，季戊四醇酯10%-12%，连二亚硫酸钠8%-10%，苯甲酸18%-20%，亚铁氰化钾2-4%；所述固化剂包括如下成分及含量，冰乙酸45%-50%，硫酸氢钠5%-7.5%，棕榈酸10%-15%，硫代甲酸糠酯3%-5%，过氧化二异丙苯22%-25%，山梨酸15%-17.5%。

4.一种天然橡胶乳保鲜方法，其特征在于，包括如下方法，

步骤①，保鲜剂的制备，按比例称取纳米二氧化钛1%-3%，尼泊金乙酯4%-6%，壳聚糖30%-35%，溶菌酶25%-28%，季戊四醇酯10%-12%，连二亚硫酸钠8%-10%，苯甲酸18%-20%，亚铁氰化钾2%-4%，混合后得保鲜剂；

步骤②，所述保鲜剂可直接添加或稀释后添加至天然胶乳中，搅拌至均匀，得胶乳混合液。

5.一种天然橡胶乳固化方法，其特征在于，包括如下方法，

步骤①，固化剂的制备，按比例称取冰乙酸45%-50%，硫酸氢钠5%-7.5%，棕榈酸10%-15%，硫代甲酸糠酯3%-5%，过氧化二异丙苯22%-25%，山梨酸15%-17.5%，混合后得固化剂；

步骤②，所述固化剂可直接添加或稀释后添加至天然胶乳中，常温机械搅拌分散均匀，胶乳均匀絮凝8-12h。

6.一种环保天然橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤A，保鲜剂的制备：按比例称取纳米二氧化钛1%-3%，尼泊金乙酯4%-6%，壳聚糖30%-35%，溶菌酶25%-28%，季戊四醇酯10%-12%，连二亚硫酸钠8%-10%，苯甲酸18%-20%，亚铁氰化钾2%-4%，混合后得保鲜剂；

步骤B，固化剂制备：按比例称取冰乙酸45%-50%，硫酸氢钠5%-7.5%，棕榈酸10%-15%，硫代甲酸糠酯3%-5%，过氧化二异丙苯22%-25%，山梨酸15%-17.5%，混合得固化剂；

步骤C，所述保鲜剂可直接添加或稀释后添加至天然胶乳中，搅拌至均匀，得胶乳混合液；

步骤D，所述固化剂可直接添加或稀释后加入至胶乳混合液中，常温下机械搅拌至分散均匀，使其pH为5.0-6.0，胶乳均匀絮凝，时间8-12h；

步骤E，将凝固后的胶料依次经过起绉、造粒、干燥得天然环保胶。

7.根据权利要求6所述的环保天然橡胶的制备方法，其特征在于，干燥温度为90℃-99℃，干燥时间为4-5h。

8.根据权利要求6-7所述的任意一项所述的制备方法制备而成的环保天然橡胶。