一种天然环保橡胶生胶的制备方法与流程

1.本发明属于天然橡胶生产技术领域，具体涉及一种天然环保橡胶生胶的制备方法。


背景技术：

2.胶乳的絮凝是天然生胶生产的一个重要环节。工业最常用的絮凝方法是将甲酸、硫酸一类的强酸絮凝剂添加到天然胶乳中，熟化凝固；甲酸、硫酸一类的强酸一般伴有强烈的刺激性气味，且具有腐蚀性。就人文环境方面而言，甲酸、硫酸等强酸的使用不仅会对操作人员的身体健康造成较大的威胁，对设备的腐蚀影响巨大，而且生产过程中所产生的废水难以处理，会对环境造成较大的危害。就产品生产而言，往天然胶乳中添加强酸时，不仅会因为局部酸度过高，而导致絮凝不均匀，影响天然橡胶的质量，而且反应过程需要充分的熟化时间，存在絮凝效率低，絮凝剂用量大等问题。


技术实现要素：

3.为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，就所采用的原料而言，利用存在于自然界中、可从植物原料或动物中提取的植物类有机小分子弱酸作为絮凝剂，原料来源广、价格低廉、环保健康、腐蚀性小，应用于橡胶的制备工艺中，不仅可有效的降低对操作人员的身体健康危害，降低对设备的腐蚀，而且制备而成的橡胶产品也更为环保，符合橡胶产品天然环保、无危害的需求；另外，生产过程中所产生的废水更为安全，对环境的污染和危害小。就制备工艺而言，采用将胶乳反向加入具有一定浓度的植物类有机小分子弱酸中进行絮凝，不仅工艺流程简单易操作，在常温下即可完成，无需加热，耗能低，而且作为絮凝剂的植物类有机小分子弱酸可与逐渐加入其中的胶乳充分的反应，有效的加快完成絮凝的过程，进而提高天然环保型橡胶的生产效率。
4.本发明所要达到的技术效果通过以下技术方案来实现：
5.本发明中天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，s01：将天然胶乳用去离子水稀释为胶乳乳液；
6.s02：取植物类有机小分子弱酸质量为胶乳干胶质量的3％-8％溶解在去离子水中作为絮凝剂；
7.s03：将胶乳乳液加入植物类有机小分子弱酸中后，搅拌一段时间后，常温静置一段时间，形成天然环保的乳胶块。
8.作为其中的一种优选方案，在s01步骤中，天然胶乳用去离子水稀释后胶乳乳液的固含量为30％-50％。
9.作为其中的一种优选方案，在s02步骤中，植物类有机小分子弱酸为侧链含有羟基的多元有机酸，为无色晶体、味酸，可溶于水、乙醇和乙醚。
10.作为其中的一种优选方案，在s02步骤中，植物类有机小分子弱酸为存在于自然界中、可从植物原料或动物中提取的酒石酸、柠檬酸、琥珀酸或衣康酸。
11.作为其中的一种优选方案，在s02步骤中，取植物类有机小分子弱酸质量为胶乳干胶质量的3％-5％溶解在去离子水中作为絮凝剂。
12.作为其中的一种优选方案，在s03步骤中，将胶乳乳液加入植物类有机小分子弱酸中，胶乳乳液与植物类有机小分子弱酸的质量比为(1-2):(1-2)。
13.作为其中的一种优选方案，在s03步骤中，将胶乳乳液加入植物类有机小分子弱酸中后，搅拌的速度为200-500r/min。
14.作为其中的一种优选方案，在s03步骤中，将胶乳乳液加入植物类有机小分子弱酸中后，搅拌的时间为10min-15min。
15.作为其中的一种优选方案，在s03步骤中，将胶乳乳液加入植物类有机小分子弱酸中、搅拌完成后，常温静置的时间为1h-2h。
16.作为其中的一种优选方案，还包括以下步骤，
17.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后即可完成天然环保橡胶生胶的制备。
18.综上所述，本发明至少具有以下有益之处：
19.1、本发明中天然环保橡胶生胶的制备方法，就所采用的原料而言，利用存在于自然界中、可从植物原料或动物中提取的植物类有机小分子弱酸作为絮凝剂，原料来源广、价格低廉、环保健康、腐蚀性小，应用于橡胶的制备工艺中，不仅可有效的降低对操作人员的身体健康危害，降低对设备的腐蚀，而且制备而成的橡胶产品也更为环保，符合橡胶产品天然环保、无危害的需求；另外，生产过程中所产生的废水更为安全，对环境的污染和危害小。
20.2、本发明中天然环保橡胶生胶的制备方法，就制备工艺而言，采用将胶乳反向加入具有一定浓度的植物类有机小分子弱酸中进行絮凝，不仅工艺流程简单易操作，在常温下即可完成，无需加热，耗能低，而且作为絮凝剂的植物类有机小分子弱酸可与逐渐加入其中的胶乳充分的反应，有效的加快完成絮凝的过程，进而提高天然环保型橡胶的生产效率。
具体实施方式
21.本发明提供一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
22.s01：将天然胶乳用去离子水稀释为胶乳乳液；
23.s02：取植物类有机小分子弱酸质量为胶乳干胶质量的3％-8％溶解在去离子水中作为絮凝剂；
24.s03：将胶乳乳液加入植物类有机小分子弱酸中后，搅拌一段时间后，常温静置一段时间，形成天然环保的乳胶块；
25.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后即可完成天然环保橡胶生胶的制备。
26.进一步地，在s01步骤中，天然胶乳用去离子水稀释后胶乳乳液的固含量为30％-50％。在s02步骤中，植物类有机小分子弱酸为侧链含有羟基的多元有机酸，为无色晶体、味酸，可溶于水、乙醇和乙醚，优选为存在于自然界中、可从植物原料或动物中提取的酒石酸、柠檬酸、琥珀酸或衣康酸。进一步优选地，取植物类有机小分子弱酸质量为胶乳干胶质量的3％-5％溶解在去离子水中作为絮凝剂。
27.在s03步骤中，将胶乳乳液加入植物类有机小分子弱酸中，胶乳乳液与植物类有机
小分子弱酸的质量比为(1-2):(1-2)；将胶乳乳液加入植物类有机小分子弱酸中后，搅拌的速度为200-500r/min，搅拌的时间为10min-15min，搅拌完成后，常温静置的时间为1h-2h。
28.稳定的胶乳粒子表面吸附的氨基酸处于聚合物粒子和水介质的界面，其亲油基团向内附于粒子表面，亲水基团向外与介质接触，形成单分子薄膜的吸附层。由于粒子对液体产生相对运动，滑动面不在固体表面，而在液体之中的吸附层表面，同时亲水粒子在向外扩散的过程中，形成了扩散层，其电势逐渐以指数的速度下降；因此在滑动面处的电位称为扩散电位或双电位﹣ζ电位，ζ电位小于粒子表面的总电位。胶乳粒子带电越多，ζ电位绝对值就越大，胶乳的稳定性就越高；反之，胶乳粒子带电越少，ζ电位绝对值就越小，胶乳的稳定性就越差。电位的大小，直接决定着胶乳体系的稳定性，胶乳的凝聚就是要破坏胶乳的稳定性，即要设法降低ζ电位，使胶乳析出聚合物。以甲酸凝聚为例，当胶乳中加入甲酸时，ζ电位随溶液中氢离子的浓度变化而改变，带正电的离子浓度增加，一般可压缩扩散层厚度，扩散层被压缩后总电位保持不变，而ζ电位随之降低。如果加入的甲酸浓度足够大，使进入吸附层中的正离子完全中和了吸附层内的负电荷，扩散层即消失，于是ζ电位就变为零，这就是等电态，此时胶乳粒子不带电，通过搅拌或激烈的喷射混合，胶乳粒子相互碰撞即可发生凝结，实现絮凝。
29.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
31.实施例1：
32.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
33.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为30％的胶乳乳液；
34.s02：取酒石酸质量为胶乳干胶质量的3％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与酒石酸溶液的质量比为1:1；
35.s03：将胶乳乳液加入酒石酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
36.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品1。
37.实施例2：
38.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
39.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为30％的胶乳乳液；
40.s02：取酒石酸质量为胶乳干胶质量的5％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与酒石酸溶液的质量比为1:1；
41.s03：将胶乳乳液加入酒石酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
42.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品2。
43.实施例3：
44.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
45.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为50％的胶乳乳液；
46.s02：取酒石酸质量为胶乳干胶质量的8％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与酒石酸溶液的质量比为1:1；
47.s03：将胶乳乳液加入酒石酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
48.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品3。
49.实施例4：
50.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
51.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为30％的胶乳乳液；
52.s02：取柠檬酸质量为胶乳干胶质量的3％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与柠檬酸溶液的质量比为1:1；
53.s03：将胶乳乳液加入柠檬酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
54.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品4。
55.实施例5：
56.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
57.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为30％的胶乳乳液；
58.s02：取柠檬酸质量为胶乳干胶质量的5％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与柠檬酸溶液的质量比为1:1；
59.s03：将胶乳乳液加入柠檬酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
60.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品5。
61.实施例6：
62.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
63.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为50％的胶乳乳液；
64.s02：取柠檬酸质量为胶乳干胶质量的8％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与柠檬酸溶液的质量比为1:1；
65.s03：将胶乳乳液加入柠檬酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
66.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品6。
67.实施例7：
68.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
69.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为30％的胶乳乳液；
70.s02：取琥珀酸质量为胶乳干胶质量的3％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳
液与琥珀酸溶液的质量比为1:1；
71.s03：将胶乳乳液加入琥珀酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
72.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品7。
73.实施例8：
74.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
75.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为30％的胶乳乳液；
76.s02：取琥珀酸质量为胶乳干胶质量的5％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与琥珀酸溶液的质量比为1:1；
77.s03：将胶乳乳液加入琥珀酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
78.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品8。
79.实施例9：
80.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
81.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为50％的胶乳乳液；
82.s02：取琥珀酸质量为胶乳干胶质量的8％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与琥珀酸溶液的质量比为1:1；
83.s03：将胶乳乳液加入琥珀酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
84.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品9。
85.实施例10：
86.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
87.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为30％的胶乳乳液；
88.s02：取衣康酸质量为胶乳干胶质量的3％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与衣康酸溶液的质量比为1:1；
89.s03：将胶乳乳液加入衣康酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
90.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品10。
91.实施例11：
92.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
93.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为30％的胶乳乳液；
94.s02：取衣康酸质量为胶乳干胶质量的5％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与衣康酸溶液的质量比为1:1；
95.s03：将胶乳乳液加入衣康酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
96.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品11。
97.实施例12：
98.本实施例提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，包括以下步骤，
99.s01：将天然胶乳用去离子水稀释至固含量为50％的胶乳乳液；
100.s02：取衣康酸质量为胶乳干胶质量的8％溶解在去离子水中作为絮凝剂，胶乳乳液与衣康酸溶液的质量比为1:1；
101.s03：将胶乳乳液加入衣康酸溶液中后，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块；
102.s04：取出乳胶块，清水洗涤后，经压缩脱水、造粒、干燥后,制得天然环保橡胶生胶产品12。
103.对比例1：
104.本实施例提供了一种与实施例1相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将酒石酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
105.对比例2：
106.本实施例提供了一种与实施例2相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将酒石酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
107.对比例3：
108.本实施例提供了一种与实施例3相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将酒石酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
109.对比例4：
110.本实施例提供了一种与实施例4相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将柠檬酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
111.对比例5：
112.本实施例提供了一种与实施例5相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将柠檬酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
113.对比例6：
114.本实施例提供了一种与实施例6相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将柠檬酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
115.对比例7：
116.本实施例提供了一种与实施例7相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将琥珀酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
117.对比例8：
118.本实施例提供了一种与实施例8相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将琥珀酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
119.对比例9：
120.本实施例提供了一种与实施例9相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将琥珀酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
121.对比例10：
122.本实施例提供了一种与实施例10相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将衣康酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
123.对比例11：
124.本实施例提供了一种与实施例11相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将衣康酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
125.对比例12：
126.本实施例提供了一种与实施例12相同的橡胶生胶的制备方法，其主要区别在于：在s03步骤中，将衣康酸溶液加入胶乳乳液中，以350r/min的速度搅拌15min后，常温静置一段时间后，形成天然环保的乳胶块。
127.验证例1：
128.分别将实施例1-12和对比例1-12中经搅拌后的混合溶液常温静置，乳胶粒子会从乳液中慢慢析出，形成天然环保的乳胶块，分别在1h、1.5h、2h、3h、5h和8h利用如下方法来测试未析出胶乳乳液的固含量；
129.用平底皿称取0.2g样品，放于气压低于20kpa，温度为125℃的真空烘箱中干燥1h，并利用以下公式来计算各样品的固含量：
130.tsc(％)＝(w
2-w0)/(w
1-w0)
×
100；
131.其中w0：烧杯的质量；w1烘干前样品和烧杯的总重；w2：烘干后样品和烧杯的总重。测试结果如表1和表2所示：
132.表1实施例1-12胶乳的固含量
[0133][0134]
表2对比例1-12胶乳的固含量
[0135][0136]
[0137]
由表1和表2的对比可知，实施例1-12中的乳胶固含量在常温静置2h后基本达到稳定的状态，既絮凝过程已完成；而对比例1-12中的乳胶固含量均在常温静置8h还未达到稳定的状态，既絮凝过程未实现；因此，本实施例中将胶乳乳液反向加入至絮凝剂中的天然环保橡胶生胶的制备方法，可有效的缩短胶乳完成絮凝的时间，加速胶乳完成絮凝的速度，进而有效的提高天然环保型橡胶的生产效率。
[0138]
验证例2：
[0139]
将实施例1-12所制备的天然环保橡胶生胶产品与市售的橡胶生胶产品分别进行混炼，混炼的配方如下：
[0140]
由33.5份产品、45份炭黑、10份增塑剂、7份活性剂、2份防老剂、1.5份硫磺和1份促进剂组成；其中，炭黑优选为卡博特n660，增塑剂优选为tdae，活性剂优选为5份的氧化锌和2份的硬脂酸，防老剂优选为6ppd，促进剂优选为cz。
[0141]
混炼过程如下：开炼机设定温度为50℃，薄通三角包6次，停置8小时，取片制备实验样品，其余通过平板硫化机硫化出片，硫化温度为150℃，压力为10mpa，各样品的力学性能如下表所示；
[0142][0143][0144]
由上表可知，本实施例1-12中所制备产品的各项力学性能均与市售的橡胶生胶产品性能相当，在使用絮凝剂为存在于自然界中、可从植物原料或动物中提取的情况下，本实施例中的制备方法不仅环保健康，可有效的降低原料的成本和对操作人员的身体健康危害，而且利用环保原料制备而成的橡胶产品也更为环保，符合橡胶产品天然环保、无危害的需求。
[0145]
从上述实施例的技术方案可以看出，本发明提供了一种天然环保橡胶生胶的制备方法，就所采用的原料而言，利用存在于自然界中、可从植物原料或动物中提取的植物类有机小分子弱酸作为絮凝剂，原料来源广、价格低廉、环保健康、腐蚀性小，应用于橡胶的制备工艺中，不仅可有效的降低对操作人员的身体健康危害，降低对设备的腐蚀，而且制备而成的橡胶产品也更为环保，符合橡胶产品天然环保、无危害的需求；另外，生产过程中所产生的废水更为安全，对环境的污染和危害小。就制备工艺而言，采用将胶乳反向加入具有一定浓度的植物类有机小分子弱酸中进行絮凝，不仅工艺流程简单易操作，在常温下即可完成，无需加热，耗能低，而且作为絮凝剂的植物类有机小分子弱酸可与逐渐加入其中的胶乳充分的反应，有效的加快完成絮凝的过程，进而提高天然环保型橡胶的生产效率。
[0146]
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。