CN110564017A - 一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺。涉及胶乳工业领域。本发明首次使用天然胶乳作为自胶凝体系胶乳海绵的原料,更加天然环保,市场接受度更高。通过设定熟成时间,让硫化助剂能够渗透入橡胶粒子中,达到一定的硫化程度,同时提高后期加工的稳定性;使用聚硅氧烷作为匀泡剂,能够支撑泡沫避免其塌落、孔粗、开裂等不良现象的发生,得到的胶乳海绵泡沫结构细腻,手感柔软;在天然胶乳中加入改性大豆磷脂提高天然胶乳的机械稳定性,从而提高其加工稳定性。通过热水硫化能够使胶乳海绵更好的硫化,从而达到更加优越的性能,而且避免了天然胶乳海绵在干燥在高温干燥时易发黄的问题。
Description
技术领域
本发明涉及胶乳工业领域,具体涉及一种高强度天然胶乳自胶凝体系海绵片材的生产工艺。
背景技术
胶乳海绵是一种低密度的多孔开放式材料,也可以说是一种橡胶质的连续泡沫体。胶乳海绵因具备较多的特点,优异的缓冲减压性能和耐压缩疲劳,较好的保温隔音和耐热性能等。
胶乳海绵的胶凝方式的分为迟缓胶凝和自胶凝。自胶凝体系通过热空气加热泡沫胶乳快速脱水从而使其胶凝、硫化和干燥,是一种胶凝定型、硫化和干燥一体的工艺体系。虽然自胶凝体系制备的胶乳海绵具有密度轻、泡沫结构细腻和手感柔软等优点,但是胶乳海绵是不良导体传热效率低,使用热空气胶凝,生产厚制品时热无法有效渗透进内部,易造成分层现象,所以只能生产薄制品。同理,热空气硫化时硫化程度不够,而且硫化干燥时间不能过长,易造成产品发黄变脆等问题。
现在市场上出售的胶乳海绵片材使用的原料多为丁苯胶乳与天然胶乳两者的混合体系。而自胶凝体系胶乳海绵使用的原料多为丁苯胶乳,生产出的胶乳海绵拉伸强度、压缩永久变形和回弹等性能都比较差。而天然胶乳生产的制品具有较高的强度、较大的伸长率和较小的蠕变。现在市场上暂未发现自胶凝体系胶乳海绵中使用天然胶乳作为原料的。
发明内容
本发明针对以上问题,提供了一种使用天然胶乳作为原料,提高产品性能的高强度天然胶乳自胶凝体系海绵片材的生产工艺。
本发明的技术方案是:包括以下步骤:
1)待准备原料包括以下重量份的各组分:90-100份天然胶乳、4-7份硫化包分散体、1-5份十八烷基磺化琥珀酸钠、0.1-0.5份匀泡剂、3-8份氧化锌和0.5-2份改性大豆磷脂;
2)在25—35℃下熟成6-12小时;
3)热风定型5-20分钟;
4)蒸箱硫化10-30分钟;
5)烘干冷却,完成。
所述天然胶乳为高氨天然胶乳,固体含量不小于60%。
所述硫化包分散体为硫磺、促进剂M和促进剂ZDC的混合物,三者的比例为2:1:1。
所述十八烷基磺化琥珀酸钠的固体含量为35%。
所述匀泡剂为聚硅氧烷。
所述氧化锌为50%氧化锌分散体。
所述改性大豆磷脂的固体含量为20%。
步骤2)中熟成为天然胶乳中加入硫化包分散体、十八烷基磺化琥珀酸、匀泡剂、氧化锌和改性大豆磷脂在25—35℃和搅拌条件下陈化6-12小时。
本发明的有益效果是:首次使用天然胶乳作为自胶凝体系胶乳海绵的原料,更加天然环保,市场接受度更高。通过设定熟成时间,让硫化助剂能够渗透入橡胶粒子中,达到一定的硫化程度,同时提高后期加工的稳定性;使用聚硅氧烷作为匀泡剂,能够支撑泡沫避免其塌落、孔粗、开裂等不良现象的发生,得到的胶乳海绵泡沫结构细腻,手感柔软;在天然胶乳中加入改性大豆磷脂提高天然胶乳的机械稳定性,从而提高其加工稳定性。通过热水硫化能够使胶乳海绵更好的硫化,从而达到更加优越的性能,而且避免了天然胶乳海绵在干燥在高温干燥时易发黄的问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作具体说明。
本发明包括以下步骤:
1)待准备原料包括以下重量份的各组分:90-100份天然胶乳、4-7份硫化包分散体、1-5份十八烷基磺化琥珀酸钠、0.1-0.5份匀泡剂、3-8份氧化锌和0.5-2份改性大豆磷脂;
2)在25—35℃下熟成6-12小时;
3)热风定型5-20分钟;
4)蒸箱硫化10-30分钟;
5)烘干冷却,完成。
所述天然胶乳为高氨天然胶乳,固体含量不小于60%。
所述硫化包分散体为硫磺、促进剂M和促进剂ZDC的混合物,三者的比例为2:1:1。
所述十八烷基磺化琥珀酸钠(即N-牛脂基磺基琥珀酸单酯二钠盐)的固体含量为35%,在胶乳发泡中用作发泡剂及稳泡剂。
所述匀泡剂为聚硅氧烷。
所述氧化锌为50%氧化锌分散体。
所述改性大豆磷脂的固体含量为20%。
步骤2)中熟成为天然胶乳中加入硫化包分散体、十八烷基磺化琥珀酸、匀泡剂、氧化锌和改性大豆磷脂在25—35℃和搅拌条件下陈化6-12小时。
还包括紫胶树脂钠盐和埃洛石纳米管,将紫胶树脂钠盐配制成浓度为4wt%~8wt%的紫胶树脂钠盐溶液(即紫胶树脂钠盐溶于水中), 将埃洛石纳米管加入紫胶树脂钠盐溶液中,形成为浓度10 wt%~25wt%的埃洛石纳米管分散体;利用高剪切乳化机进行乳化作用,得到稳定分散的埃洛石纳米管-紫胶树脂钠盐分散体备用;其中,高剪切机的转速为10000rpm,剪切时间为15min。
步骤2)中在天然胶乳中还加入埃洛石纳米管-紫胶树脂钠盐分散体进行搅拌,埃洛石纳米管-紫胶树脂钠盐分散体的重量份为3-10份;
这样,在发泡前首次将埃洛石纳米管-紫胶树脂钠盐分散体引入中,
利用多羟基低聚物紫胶树脂钠盐乳化分散埃洛石纳米管,紫胶树脂钠盐为类不对称双子(Gemini)表面活性剂结构,可以形成聚集体包覆埃洛石纳米管,埃洛石纳米管分散性提高;同时,由于埃洛石纳米管表面存在羟基,可以与紫胶树脂钠盐之间形成氢键作用,使其在天然胶乳中的分散得到改善。
发泡过程中通过氟硅酸钠的加入促使两亲性分子紫胶树脂钠盐转化为紫胶树脂,进而组装成纳米囊泡,基于其特殊的类不对称双子(Gemini)表面活性剂结构,形成的囊泡之间的疏水链易发生“粘接”从而形成三维水凝胶,凝胶包裹埃洛石纳米管填充于天然胶乳海绵形成弹性支撑体,对天然胶乳海绵的泡孔支撑作用较大,泡沫恢复原形的能力较强,使得压缩永久变形较小。
实施例1
向90份的天然胶乳中加入4份的硫化包分散体,3份的十八烷基磺化琥珀酸钠,0.1份的聚硅氧烷,4份的氧化锌分散体,0.5%的改性大豆磷脂。将配合胶乳在30℃下搅拌8h。然后经过发泡,胶凝定型10分钟,热水硫化20分钟,烘干等工序,得到天然胶乳海绵,最后进行性能测试:拉伸强度:35 kPa,压缩永久变形:15.3%。
实施例2
向100份的天然胶乳中加入4份的硫化包分散体,3份的十八烷基磺化琥珀酸钠,0.3份的聚硅氧烷,4份的氧化锌分散体,0.5%的改性大豆磷脂。将配合胶乳在30℃下搅拌8h。然后经过发泡,胶凝定型10分钟,热水硫化20分钟,烘干等工序,得到天然胶乳海绵,最后进行性能测试:拉伸强度:44 kPa,压缩永久变形:12.5%。
实施例3
向100份的天然胶乳中加入4份的硫化包分散体,3份的十八烷基磺化琥珀酸钠,0.3份的聚硅氧烷,4份的氧化锌分散体,0.5%的改性大豆磷脂。将配合胶乳在30℃下搅拌12h。然后经过发泡,胶凝定型10分钟,热水硫化20分钟,烘干等工序,得到天然胶乳海绵,最后进行性能测试:拉伸强度:49 kPa,压缩永久变形:12%。
实施例4
向100份的天然胶乳中加入4份的硫化包分散体,3份的十八烷基磺化琥珀酸钠,0.3份的聚硅氧烷,4份的氧化锌分散体,0.5%的改性大豆磷脂。将配合胶乳在30℃下搅拌12h。然后经过发泡,胶凝定型15分钟,热水硫化30分钟,烘干等工序,得到天然胶乳海绵,最后进行性能测试:拉伸强度:56 kPa,压缩永久变形:9.3%。
实施例5
向100份的天然胶乳中加入6份的硫化包分散体,3份的十八烷基磺化琥珀酸钠,0.3份的聚硅氧烷,4份的氧化锌分散体,0.5%的改性大豆磷脂。将配合胶乳在30℃下搅拌12h。然后经过发泡,胶凝定型15分钟,热水硫化30分钟,烘干等工序,得到天然胶乳海绵,最后进行性能测试:拉伸强度:61 kPa,压缩永久变形:8.5%。
实施例6
向100份的天然胶乳中加入6份的硫化包分散体,3份的十八烷基磺化琥珀酸钠,0.3份的聚硅氧烷,6份的氧化锌分散体,0.5%的改性大豆磷脂。将配合胶乳在30℃下搅拌12h。然后经过发泡,胶凝定型15分钟,热水硫化30分钟,烘干等工序,得到天然胶乳海绵,最后进行性能测试:拉伸强度:67 kPa,压缩永久变形:8.1%。
本发明中的天然胶乳主要成分是橡胶烃,外层包裹着一层吸附保护膜,由蛋白质和磷脂组成,而硫化助剂等需要通过熟成这个步骤慢慢渗透入保护层与橡胶烃接触才能更好的硫化。因此,需要熟成,能够让助剂充分的与橡胶烃接触,达到预期的效果。
聚硅氧烷在发泡过程中使各原料均匀混合,降低体系表面张力以促进成核并起到支撑泡沫避免其塌落、孔粗、开裂等不良现象的发生。
为了克服热空气硫化速率慢等缺点,胶乳泡沫在热空气胶凝定型后加装一段蒸汽硫化箱,通过蒸汽硫化提高热传导效率,从而提高缩短硫化时间,也避免了高温热空气硫化时间长导致的制品发黄问题。
Claims (8)
1.一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
1)待准备原料包括以下重量份的各组分:90-100份天然胶乳、4-7份硫化包分散体、1-5份十八烷基磺化琥珀酸钠、0.1-0.5份匀泡剂、3-8份氧化锌和0.5-2份改性大豆磷脂;
2)在25—35℃下熟成6-12小时;
3)热风定型5-20分钟;
4)蒸箱硫化10-30分钟;
5)烘干冷却,完成。
2.根据权利要求1所述的一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺,其特征在于,所述天然胶乳为高氨天然胶乳,固体含量不小于60%。
3.根据权利要求1所述的一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺,其特征在于,所述硫化包分散体为硫磺、促进剂M和促进剂ZDC的混合物,三者的比例为2:1:1。
4.根据权利要求1所述的一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺,其特征在于,所述十八烷基磺化琥珀酸钠的固体含量为35%。
5.根据权利要求1所述的一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺,其特征在于,所述匀泡剂为聚硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺,其特征在于,所述氧化锌为50%氧化锌分散体。
7.根据权利要求1所述的一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺,其特征在于,所述改性大豆磷脂的固体含量为20%。
8.根据权利要求1所述的一种高强度自胶凝体系天然胶乳海绵片材的生产工艺,其特征在于,步骤2)中熟成为天然胶乳中加入硫化包分散体、十八烷基磺化琥珀酸、匀泡剂、氧化锌和改性大豆磷脂在25—35℃和搅拌条件下陈化6-12小时。
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