[发明专利]一种恒粘天然橡胶的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种天然橡胶门尼粘度控制技术。

【背景技术】

门尼粘度是衡量天然橡胶平均分子量及可塑性的一项重要技术指标。刚生产出来的天然橡胶的门尼粘度约为60～70。随着贮存时间的延长，天然橡胶会出现贮存硬化，门尼粘度会逐渐上升至90～100。

导致天然橡胶贮存过程门尼粘度上升的主要原因是天然橡胶分子链上存在的异常基团(主要为醛基)与天然橡胶中存在的蛋白质或氨基酸反应产生交联，最后发生凝胶化。申请人曾经详细研究了天然橡胶加速贮存过程中结构与性能的变异，结果表明，在加速贮存过程中，天然橡胶的凝胶含量随贮存时间直线上升，而抗热氧老化性能等则显著下降。因此，天然橡胶的贮存硬化是导致天然橡胶质量一致性下降的主要原因之一。此外，由于贮存硬化，凝胶含量显著上升，导致天然橡胶加工性能急剧下降。在天然橡胶的应用中，为了降低门尼粘度，必然要对天然橡胶反复塑炼，这势必消耗较多的动力。因此，抑制天然橡胶的贮存硬化，对于提高天然橡胶的质量一致性，改善加工性能，具有十分重要的意义。

天然橡胶分子链上存在异常基团的假设是马来西亚橡胶研究院B CSekhar于1960年提出的(B C Sekhar，Journal of Polymer Science，XL VIII，133，1960)。由于这些异常基团的数量非常少，所以，到目前为止还没有得到天然橡胶分子链上存在异常基团的直接证据。B C Sekhar在提出天然橡胶分子链上存在异常基团假设的同时，列举出了一些可能影响天然橡胶门尼粘度的化学试剂：盐酸羟胺、硫酸羟胺、水合肼、氨基脲等。根据B C Sekhar的建议，国内外很多研究人员分别利用盐酸羟胺、硫酸羟胺和氨基脲等抑制天然橡胶贮存硬化，制备出了恒粘天然橡胶(如申请号为94102674.4，200310121045.6中国专利)。现行的国家标准GB/T 8081天然生胶技术分级导则以及行业标准NY/T 928-2004天然生胶恒粘天然橡胶生产工艺规程中所述的恒粘天然橡胶就是采用盐酸羟胺作为粘度稳定剂。含有盐酸羟胺的恒粘橡胶在贮存过程中门尼粘度和凝胶含量的变化幅度明显减小，质量一致性显著改善，对于轮胎等大宗制品的生产起到了至关重要的作用。

然而，盐酸羟胺(包括硫酸羟胺、水合肼等)属有毒物质，许多国家已禁止使用。羟胺类物质本身易分解，通过羟胺与醛基反应形成的肟也不稳定，在天然橡胶的干燥过程中，这些肟会发生不同程度的分解，失去对天然橡胶分子链上的醛基的保护效果，导致恒粘天然橡胶在贮存过程中门尼粘度呈上升趋势。此外，盐酸羟胺对生胶的硫化特性有影响，硫化速率减慢，焦烧时间缩短，力学性能下降，扯断强力一般为14-16MPa。

【发明内容】

本发明旨在提供一种价格低廉、安全无毒、粘度稳定的恒粘天然橡胶的制备方法。

本发明所述的恒粘天然橡胶的制备方法，其是向新鲜天然橡胶中加入含有巯基的硫醇化合物，混合均匀后按常规工艺加酸凝固、脱水、漂洗、造粒、干燥即可。

其中为了降低生产成本，确保恒粘天然橡胶的使用安全性，本发明所述的硫醇类物质优选为2-硫醇基苯并噻唑。

在一个优选的实施例中，2-硫醇基苯并噻唑的用量为天然胶乳干胶重量的0.05～0.5％。

在一个更优选的实施例中，为了使2-硫醇基苯并噻唑能更均匀地分散在新鲜胶乳中，在使用前先将2-硫醇基苯并噻唑以1％的质量浓度溶解于质量浓度为5％的氨水溶液中。

在另一个优选的实施例中，为了更好实现本发明，确保2-硫醇基苯并噻唑与天然橡胶充分反应，在加入硫醇类物质的同时，还加入了一种活化剂。

在一个更优选的实施例中，所述的活化剂的用量为天然胶乳干胶重量的0.01～0.1％。

其中，所述的活化剂为二氧化硅与亚硫酸氢钠的混合物或者是蒙脱土与亚硫酸氢钠的混合物或者是硅铝土与亚硫酸氢钠的混合物，其中二氧化硅或蒙脱土或硅铝土与亚硫酸氢钠的质量比为1∶1。可以较优选的是活化剂混和物均匀分散于质量浓度为5％的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，活化剂混合物在十二烷基苯磺酸钠水溶液中的质量浓度为5％。其中，优选的分散方式是超声处理。

在另一个优选的实施例中，所述的天然橡胶源自巴西三叶橡胶树。

【技术关键点】

1.基于天然橡胶贮存硬化是由分子链上存在的醛基参与的交联反应所引起的这一假设，本发明采用含有巯基的硫醇类化合物，通过巯基与醛基之间的反应对醛基进行保护。

2.为了促进在胶乳状态巯基与醛基之间的反应，本发明采用二氧化硅或主要成份为二氧化硅的蒙脱土和硅铝土与亚硫酸氢钠按1∶1的质量比组成的混合物作为活化剂。