CN110684132A - 一种氧化类恒粘剂及其恒粘天然橡胶制品及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天然橡胶初加工技术领域，公开了一种氧化类恒粘天然橡胶的制备方法。将氧化类恒粘剂溶解到水中配制成一定浓度的恒粘剂溶液，将配制好的恒粘剂溶液添加到鲜胶乳中，边加入边搅拌，待胶乳凝固熟化一定时间后再脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。1000g胶乳中加入200ppm～400ppm恒粘剂，制得的天然橡胶加速贮存过程中华莱士塑性初值的贮存硬化值小于2，门尼粘度的贮存硬化值小于4。该方法采用的氧化类恒粘剂安全无毒，恒粘天然橡胶的制备工艺简单，恒粘效果好，生产成本低。

Description

一种氧化类恒粘剂及其恒粘天然橡胶制品及制备方法
技术领域
本发明涉及天然橡胶初加工技术领域，具体涉及一种氧化类恒粘天然橡胶的制备方法。
背景技术
天然橡胶在贮存过程中出现逐渐硬化现象，生胶门尼粘度增加，制品企业需要不断地调整生产工艺，降低了制品工艺一致性，增加制品企业的生产成本，降低了经济效益。为了阻止天然橡胶贮存过程中出现硬化现象，提高天然橡胶质量一致性。生产上主要采用盐酸羟胺、硫酸羟胺以及2-巯基苯并噻唑等恒粘剂来制备恒粘天然橡胶。盐酸羟胺、硫酸羟胺均为低毒物质，危害工人身体健康，制备的恒粘天然橡胶随着贮存时间延长而失去恒粘效果；2-巯基苯并噻唑制备的恒粘天然橡胶恒粘效果好，但2-巯基苯并噻唑难以溶解，生产上不便操作。因此，研发安全无毒、易溶解、恒粘效果好、低成本的新型恒粘剂是目前亟待解决的难题。本课题组采用氧化类恒粘剂来制备恒粘天然橡胶，主要利用氧化剂的的强氧化作用氧化橡胶分子链上的醛基，改变橡胶分子链上的醛基结构，阻止橡胶分子链上的醛基与醛基、醛基与氨基酸间发生的缩合放映，防止天然橡胶贮存过程中出现硬化现象。
本发明的目的是研发一种新型恒粘剂有效解决盐酸羟胺、硫酸羟胺、2-巯基苯并噻唑等使用过程中存在的问题，同时简化恒粘天然橡胶的生产工艺，降低加工企业的生产成本。
发明内容
本发明的第一方面提供一种氧化类恒粘剂，所述氧化类恒粘剂选自无机氧化剂和/或有机过氧化物。
本发明的第二方面提供一种氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，所述制备方法的步骤如下：
1)将上述的氧化类恒粘剂完全溶于水溶液中配制恒粘剂溶液，备用；
2)取适量鲜胶乳，在搅拌时加入恒粘剂溶液，凝固完全后，凝块熟化6h～8h、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤1)中，恒粘剂溶液的质量浓度为5-20％。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤1)中，恒粘剂溶液的质量浓度为5-10％。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤2)中，每1000g鲜胶乳中加入100ppm～400ppm氧化类恒粘剂。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤2)中，每1000g鲜胶乳中加入200ppm～350ppm氧化类恒粘剂。
作为本发明的一种实施方式，所述无机氧化剂选自过氧化氢、次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾、过硫酸钾、五氧化二磷、亚氯酸钠、硫代硫酸钠、氧化铵中的一种或多种。
本发明的第三方面提供一种天然橡胶，其由上述的氧化类恒粘天然橡胶的制备方法制备得到。
作为本发明的一种实施方式，所述天然橡胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值小于2。
作为本发明的一种实施方式，所述天然橡胶的门尼粘度的贮存硬化值小于4。
有益效果：
1.本发明可有效解决盐酸羟胺、硫酸羟胺、2-巯基苯并噻唑等使用时危害人体健康，恒粘效果不稳定，难溶解等问题。
2.本发明生产工艺简单，无需改动天然橡胶初加工厂的生产工艺，制备的恒粘天然橡胶恒粘效果好，可长期贮存。
3.本发明选择的氧化类恒粘剂安全无毒、成本低且溶解性好。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
本发明的第一方面提供一种氧化类恒粘剂，所述氧化类恒粘剂选自无机氧化剂和/或有机过氧化物。
本发明第二方面涉及一种氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，所述制备方法的步骤如下：
1)将上述氧化类恒粘剂完全溶于水溶液中配制恒粘剂溶液，备用；
2)取适量鲜胶乳，在搅拌时加入恒粘剂溶液凝固完全后，凝块熟化6h～8h、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤1)中，恒粘剂溶液的质量浓度为5-20％；更加优选为5-10％；更加优选为10％。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤2)中，每1000g鲜胶乳中加入100ppm～400ppm氧化类恒粘剂。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤2)中，每1000g鲜胶乳中加入200ppm～350ppm氧化类恒粘剂；更加优选为350ppm。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤2)中，搅拌速度为100-200r/min。
本发明中所述凝固的方式可以是酸凝固、静置凝固或者微生物凝固等本领域技术人员已知的任何一种方法，本发明中主要采用的是静置凝固。
恒粘剂
门尼粘度是衡量天然橡胶(NR)加工和使用性能的一个重要指标，这是由于NR在贮存过程中门尼粘度的变化对其使用产生很大的影响。粘度恒定的NR有利于简化制品的生产工艺，提高自动化控制水平，保持制品性能的一致，缩短生胶的塑炼时间，降低能耗。因此，生产粘度恒定的NR受到用户的欢迎。目前恒粘NR(CVNR)的制备通常是在NR生产过程中加入恒粘剂，使之与橡胶分子链上的醛基发生化学作用，钝化醛基而抑制生胶贮存硬化，保持NR的门尼粘度在一个稳定的范围内。使用不同的恒粘剂可以制得不同门尼粘度的CVNR。
作为本发明的一种实施方式，所述氧化类恒粘剂选自无机氧化剂和/或有机过氧化物。
作为本发明的一种实施方式，所述无机氧化剂选自过氧化氢、次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾、过硫酸钾、五氧化二磷、亚氯酸钠、硫代硫酸钠、氧化铵中的一种或多种。
作为本发明的一种实施方式，所述无机氧化剂选自过氧化氢、次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾中的一种或多种。
作为本发明的一种实施方式，所述有机过氧化物选自过氧化氢异丙苯、过氧化二碳酸二(正丙基)酯、过氧化新戊酸叔戊基酯和过苯甲酸叔戊基酯中的一种。
作为本发明的一种实施纺丝和，所述氧化类恒粘剂为高锰酸钾和过氧化氢异丙苯的混合物。
本发明中所述鲜胶乳来自巴西三叶橡胶树。
本发明的第三方面提供一种天然橡胶，其有上述氧化类恒粘天然橡胶的制备方法制备得到。
本发明中，恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值小于2，门尼粘度的贮存硬化值小于4。
下面通过具体实施例对本发明提供的技术进行详细说明。
实施例1：
本实施例提供一种氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，所述制备方法的步骤如下：
(1)将4g次氯酸钠和6g过氧化氢混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为10wt％的恒粘剂溶液；
(2)取1000g鲜胶乳加入350ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶；搅拌速度200r/min，凝块熟化6.5h。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为2，门尼粘度的贮存硬化值为4。
实施例2：
(1)将8g过氧化氢和7g二氧化氯混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为10wt％的恒粘剂溶液；
(2)取适量鲜胶乳加入350ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。其余参数和实施例1相同。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为1，门尼粘度的贮存硬化值为3。
实施例3：
(1)将5g次氯酸钠、8g过氧化氢和7g二氧化氯混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为10％(质量百分浓度)的恒粘剂溶液。
(2)取适量鲜胶乳加入350ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。其余参数和实施例1相同。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为1，门尼粘度的贮存硬化值为2。
实施例4：
(1)将5g次氯酸钠、8g过氧化氢、7g二氧化氯和10g高锰酸钾混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为10％(质量百分浓度)的恒粘剂溶液；
(2)取适量鲜胶乳加入350ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。其余参数和实施例1相同。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为0，门尼粘度的贮存硬化值为2。
实施例5：
(1)将5g过氧化氢异丙苯和7g高锰酸钾混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为10％(质量百分浓度)的恒粘剂溶液；
(2)取适量鲜胶乳加入350ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。其余参数和实施例1相同。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为0，门尼粘度的贮存硬化值为1。
实施例6：
(1)将5g过氧化氢异丙苯和7g过氧化氢混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为10％(质量百分浓度)的恒粘剂溶液；
(2)取适量鲜胶乳加入350ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。其余参数和实施例1相同。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为0，门尼粘度的贮存硬化值为2。
实施例7：
(1)将5g过氧化氢异丙苯和7g次氯酸钠混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为10％(质量百分浓度)的恒粘剂溶液；
(2)取适量鲜胶乳加入350ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。其余参数和实施例1相同。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为1，门尼粘度的贮存硬化值为2。
实施例8：
(1)将7g过氧化氢异丙苯和7g高锰酸钾混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为10％(质量百分浓度)的恒粘剂溶液；
(2)取适量鲜胶乳加入350ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。其余参数和实施例1相同。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为1，门尼粘度的贮存硬化值为2。
实施例9：
(1)将8g过氧化氢和7g二氧化氯混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为25wt％的恒粘剂溶液；
(2)取适量鲜胶乳加入300ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。其余参数和实施例1相同。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为2，门尼粘度的贮存硬化值为4。
实施例10：
本实施例提供一种氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，所述制备方法的步骤如下：
(1)将4g次氯酸钠和6g过氧化氢混合物溶于水溶液中，持续搅拌至混合物完全溶解，配制成浓度为18wt％的恒粘剂溶液；
(2)取1000g鲜胶乳加入300ppm(胶乳重量计算)恒粘剂凝固、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶；搅拌速度200r/min，凝块熟化6.5h。
按照国家标准“GB/T 18013-2008天然生胶加速贮存硬化值的测定”中规定的方法进行测定，所制备的恒粘天然橡胶加速贮存过程中，生胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值为2，门尼粘度的贮存硬化值为4。
将上述实施例1、4、5、8制备得到的天然橡胶进行性能测试。
硫化特性：
硫化参数如下：温度143℃、压力为15MPa、硫化时间为t90。
硫化剂为：氧化锌、硫磺、促M(2-巯基苯并噻唑)、硬脂酸。
硫化剂的用量为：100g胶料里会用到6g氧化锌、3.5g硫磺、0.5g促M和0.5g硬脂酸。
Figure BDA0002199885540000061
Figure BDA0002199885540000071
拉伸强度：
编号 拉伸强度(MPa) 最大应变 应力100 应力300
实施例1 21.33 844.08 0.65 1.41
实施例5 22.87 800.56 0.70 1.45
实施例8 20.78 845.24 0.65 1.36
实施例4 21.71 834.84 0.68 1.44
撕裂强度：
编号(老化前) 撕裂强度(kN/m) 最大位移 最大力量
实施例5 28.09 310.82 58.14
实施例4 26.57 300.52 52.09
实施例8 23.79 292.44 50.44
实施例1 26.26 310.42 53.58
最后指出，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氧化类恒粘剂，其特征在于，所述氧化类恒粘剂选自无机氧化剂和/或有机过氧化物。
2.一种氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤如下：
1)将权利要求1所述的氧化类恒粘剂完全溶于水溶液中配制恒粘剂溶液，备用；
2)取适量鲜胶乳，在搅拌时加入恒粘剂溶液，凝固完全后，凝块熟化6h～8h、脱水、洗涤、干燥制得恒粘天然橡胶。
3.权利要求2所述的氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，恒粘剂溶液的质量浓度为5-20％。
4.权利要求2所述的氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，恒粘剂溶液的质量浓度为5-10％。
5.权利要求2所述的氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，每1000g鲜胶乳中加入100ppm～400ppm氧化类恒粘剂。
6.权利要求2所述的氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，每1000g鲜胶乳中加入200ppm～350ppm氧化类恒粘剂。
7.权利要求1所述的氧化类恒粘天然橡胶的制备方法，其特征在于，所述无机氧化剂选自过氧化氢、次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾、过硫酸钾、五氧化二磷、亚氯酸钠、硫代硫酸钠、氧化铵中的一种或多种。
8.一种天然橡胶，其由权利要求1-7任一项所述的氧化类恒粘天然橡胶的制备方法制备得到。
9.权利要求8所述的天然橡胶，其特征在于，所述天然橡胶的华莱士塑性初值的贮存硬化值小于2。
10.权利要求8所述的天然橡胶，其特征在于，所述天然橡胶的门尼粘度的贮存硬化值小于4。
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