[發明專利]一種鮮膠乳制備粉末天然橡膠的方法

有效

• 申請號: 201210144781.2
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102653605A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 張桂梅;姜士寬;鄒建云;徐榮;伍英;鄭文代;郭剛軍
• 申請（專利權）人: 云南省熱帶作物科學研究所
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08K3/36;C08K3/26;C08C1/15
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

本發明涉及一種粉末天然橡膠的制備方法，具體的說是一種用鮮膠乳制備粉末天然橡膠的方法。

背景技術

粉末橡膠，又稱自由流動橡膠或散粒橡膠，在儲運過程中不會自粘成團，處于散粒狀態。目前其粒徑大小還沒有嚴格的規定，從小于1mm的真正粉末橡膠到大至10mm的橡膠顆粒均包括在內。

粉末橡膠具有易計量、易實現加工自動化和連續化的優點，達到減小設備投資、簡化工藝過程、節約能源和提高生產效率等目的，被稱為“可簡化生產的新一代原材料”。一直以來，橡膠工業采用塊狀橡膠原料（每塊重25～50kg）生產橡膠制品，不僅搬運和配料不便，且膠料混煉需要笨重、大功率的設備，制品廠有一半以上的電能是消耗在煉膠環節。在當今追求節能環保的背景下，改變現有設備結構，實現連續混煉被認為是未來煉膠設備的發展方向，但必須采用顆?；蚍勰顟B的橡膠原料，因此，粉末橡膠自1956年PNBR問世以來，經過緩慢發展的低潮，目前重新成為人們的研究熱點。

粉末天然橡膠的制備最早出現于上世紀70年代，馬來西亞采用噴霧干燥技術制備PNR，但由于成本高未能規模化生產。法國聚合物應用研究所、法國橡膠研究所采用濃縮膠乳為原料，研究了凝聚法制備PNR的技術。近幾年，國內對粉末天然橡膠做了相應的研究，目前的方法主要有凝聚法和噴霧干燥法。凝聚工藝方法是：在蒸餾水中加入乳化劑、高耐磨炭黑及表面改性劑，攪拌使之形成均勻的炭黑乳液，加入NR膠乳、高分子樹脂包覆劑和蒸餾水將粉末化體系稀釋至NR干膠質量分數為10?%左右，升溫至85?℃，恒溫攪拌1?h，加入凝聚劑，體系即以黑色粉粒狀沉淀釋出。濾去水分，經洗滌、脫水、干燥即得無接觸污染性的炭黑填充型PNR。此種工藝需采用高分子樹脂進行包覆，隔離性能較好，但生產過程需要加熱至70～85℃，并且炭黑填料事先需要制備成穩定的懸浮液，工藝較繁瑣。中國專利CN1663991A發明了一種碳納米管改性粉末天然橡膠的方法，該方法碳納米管均勻分散，粒徑?。?μm），力學性能較傳統粉末橡膠有顯著提高。但是碳納米管價格昂貴，不適于大規模生產面向于橡膠制品的粉末天然橡膠原料。

目前，研究粉末天然橡膠所用的原料基本是干含在60%以上的濃縮天然膠乳，對于大規模生產粉末天然橡膠，前期鮮膠乳的濃縮處理和粉末天然橡膠生產過程中再加水稀釋到所需濃度，增加工藝步驟、成本增大；另外，得到的產品基本是小粒徑產品，粒徑小于0.45mm甚至更小至5μm，適于樹脂塑料改性、瀝青添加及膠黏劑等非橡膠工業方面。對于橡膠制品的加工過程中，橡膠原料粒徑過小，易導致粉塵，對環境及工人身心健康不利，不適用于作為橡膠制品工業的原料。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種鮮膠乳制備粉末天然橡膠的方法，以鮮膠乳為原料，操作簡單、適于實際應用、產品性能良好，此方法生產的產品可以代替傳統塊狀橡膠原料，廣泛應用于橡膠制品行業。

本發明的技術方案如下：

用容器收集鮮膠乳，過40目篩，混合均勻，測量pH值，加入氨水調節pH至9.2～10.0，加熱至25℃～35℃，邊攪拌邊加入凝聚劑硫酸鋁溶液，硫酸鋁用量為干膠質量的2%～5%，鮮膠乳凝聚完全后在機械攪拌狀態下添加無機隔離劑納米二氧化硅或納米碳酸鈣，其用量為干膠質量的5%～15%，干燥后得到粉末天然橡膠。

由鮮膠乳的濃度可以計算干膠質量。

凝聚劑硫酸鋁溶液的加入方式可以是分段加入、滴加和噴加。

所述凝聚劑硫酸鋁溶液的質量濃度為5%～15%。

在70～90℃烘箱鼓風干燥2～4h，干燥期間需進行適當的攪拌。

本發明利用天然膠乳本身的可分散性和可凝聚性，采用添加凝聚劑使天然橡膠膠乳直接成粒，然后在機械攪拌下添加無機隔離劑來制備粉末天然橡膠。該技術的顯著優點在于兩方面：其一，對于生膠加工行業，生產周期短，生產效率高，產品無接觸污染，機械性能好，操作簡單、能耗低、廢水排放量少、可達到提高產品性能、節能環保、提高生膠加工行業效益的目的；其二，對于橡膠制品行業，此方法制備的粉末天然橡膠粒徑絕大部分分布在于1.0mm～4.0mm，在制品加工過程中粒徑大小適宜，具有易計量、易實現加工自動化和連續化、縮短混煉時間和延長焦燒時間等優點，可簡化橡膠制品的成型工序，減少能耗，提高機械化、連續化、自動化水平。