[发明专利]天然橡胶乳快速成粒固化方法

说明书

技术领域

本发明属于一种天然橡胶凝固方法，具体是一种天然橡胶乳快速成粒固化方法 

背景技术

天然橡胶(NR)是一种天然生物合成高聚物，也是一种重要的工业原料，成分复杂，除5％的非橡胶组分外，还含有大量的水分。天然橡胶乳必须经过凝固、干燥等工艺步骤后才能生成标准橡胶。因此天然橡胶乳的凝固是橡胶加工的重要环节，并且直接影响橡胶质量。一般鲜胶乳的凝固有三种方法，一是化学方法，即加入诸如酸、盐、脱水剂之类的凝固剂使胶乳凝固；二是物理方法，采用加热、冷冻或强烈机械搅拌使胶乳凝固；三是生物方法，利用胶乳中原有的或外加的细菌或酶的作用使胶乳凝固。其中，酸类凝固剂是目前天然胶乳生胶生产过程中最为广泛使用的凝固剂，目前国内外制胶工业普遍采用醋酸作为凝固剂，虽然其凝固效果较好，但存在很多缺陷，一是醋酸原料价格昂贵，较难得到；二是醋酸有刺激性气味，腐蚀人体皮肤和设备，生成过程中产生大量的废液，不利于环保；三是凝固时间较长，不能得到颗粒状产物，固化后的橡胶需进一步碎化，不利于后期加工；四是酸液对固化后的橡胶质量有明显影响，导致橡胶发黑并产生异味。因此研究并开发出一种快速、洁净、高质量的天然橡胶乳固化技术，是目前橡胶生产中的一个重要课题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种天然橡胶乳快速成粒固化方法，可快速使橡胶乳固化并得到表面光滑、圆整、无粘连的橡胶颗粒，生产全过程无污染，操作简便，凝固效果好，生产成本低。 

本发明的技术方案如下： 

天然橡胶乳快速成粒固化方法，其特征在于：在常温下将天然橡胶乳滴入酒精溶液中，所述的酒精溶液浓度为不小于60％，酒精溶液中含有聚乙烯醇与钙离子，其中聚乙烯醇的重量含量为0.5-2％，钙离子按氯化钙计重量含量为0.5-2％，乳胶表面固化并在在酒精溶液中自动成粒沉降，分离出乳胶颗粒，烘干。 

所述的天然橡胶乳快速成粒固化方法，其特征在于：所述的酒精溶液浓度为不小于60％，所述的聚乙烯醇的重量含量为1％，钙离子按氯化钙计重量含量为1％。 

所述的天然橡胶乳快速成粒固化方法，其特征在于：所述的天然橡胶乳滴入酒精溶液的状态为：天然橡胶乳经过喷头滴入。 

所述的天然橡胶乳快速成粒固化方法，其特征在于：所述的烘干温度为90-110℃。 

所述的天然橡胶乳快速成粒固化方法，其特征在于：所述的酒精溶液浓度小于60％后，即抽出酒精溶液，泵入蒸馏塔，蒸馏得到高浓度的酒精母液，循环使用，蒸馏后的废水，向外排放。 

本发明所述的钙离子可以通过CaCl等各种能溶于酒精溶液的物质加入。 

当天然橡胶乳滴入酒精溶液中，其表面很快固化并在凝固剂中自动沉降，完全固化时间约为30秒，固化后的橡胶在酒精溶液中不粘连，形成表面光滑的颗粒，颗粒直径约为1.5毫米。 

当酒精的浓度大于60％以上时，滴入的鲜乳胶可以很好地固化叠加而不粘连，因此当酒精溶液浓度降低后，将酒精溶液泵入蒸馏塔，蒸馏得到高浓度的母液，循环使用，蒸馏后的废液全部为水，可直接排放，无污染，从而实现了绿色化生产。 

通过分析和研究发现，每消耗1吨85％的酒精可以得到3.5吨干胶，生产成本低。另外，少量添加剂可加快乳胶固化速度并保证乳胶颗粒在凝固剂中不粘连，本技术中添加剂含量小于1％，主要为无机化合物和表面活性剂，对产品质量无任何影响。 

具体实施方式

1、原料 

天然橡胶乳；工业酒精；聚乙烯醇；氯化钙 

2、方法 

常温下将一定量的聚乙烯醇与氯化钙溶解于85％工业酒精溶液中，聚乙烯醇、氯化钙浓度均为1％，将天然橡胶乳滴入溶液中(可根据产量要求控制滴入速度，中试产量为300kg/h)。当酒精含量低于60％后，通过蒸馏塔回收使用，废液全部为水，可直接排放。固化后的橡胶颗粒通过烘干装置在一定温度下快速烘干。全部生产过程为连续生产。 

产品性能测试 

通过DSC和TGA测试颗粒产品的各项性能，包括玻璃化转变温度、高聚物含量、残留物等。 

在酒精溶液中形成的颗粒含水量约为42.7％，因此成型后的乳胶颗粒需进一步脱水干燥。采用滚筒式连续干燥装置，90℃、110℃和120℃三种温度下乳胶颗粒的干燥率曲线实验结果发现，三种条件下乳胶颗粒完全干燥均需要30分钟，因此可在实际生产中设置干燥温度为90℃，干燥时间为30分钟。 

差示扫描量热分析结果显示，完全干燥的天然橡胶的玻璃化转变温度Tg＝-65℃。在实验温度范围内(-100℃～250℃)没有发现颗粒胶的熔点。经上海轮胎研究所测试中心TGA热重分析测试显示，本发明生产的5#胶比目前国产5#胶性能优越。