本发明涉及天然橡胶加工,尤其涉及一种同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物及其制备方法和应用。
背景技术:
1、天然橡胶生胶产品按加工工艺的不同分为全乳胶和凝标胶,其中以鲜胶乳为原料按照乳标胶生产工艺生产出的是乳标胶,以杯凝胶、胶块、杂胶等凝胶为原料按照凝标胶生产工艺生产出的是凝标胶。凝标胶的生产工艺流程基本如下:
2、凝胶原料→胶块破碎→混合清洗→挤洗、揉洗→压绉脱水→造粒→湿胶粒装车→干燥→检测→包装。
3、凝标胶按性能指标可以化分为不同胶种,其中scr10、20号胶、trs9710性能可满足子午线轮胎生产要求,是轮胎生产企业的主导原料。随着轮胎企业对天然橡胶需求的增大和境外凝胶原料的增多,橡胶企业在逐渐改变生胶产品结构,凝标胶的产量会逐年增大。
4、产品一致性差、质量不稳定是目前天然橡胶产品的重要缺陷。受橡胶树品系、气候、胶乳凝固方式及凝胶贮存条件等多方面的影响,凝标胶原料的性能差别巨大,特别是在生产批次较小的情况下,不同品质的原料不能很好的混合,就会造成每批次产品质量不一,有时性能更是不能达到标准,主要表现为塑性初值(p0)和塑性保持率(pri)偏低。每年下半年尤其是12月至次年1月、2月,凝胶原料的质量下降很多,产品的不合格率显著增大,主要是产品pri及/或p0不达标,占不合格产品的85%以上。pri表示橡胶的耐老化性能,pri高说明橡胶的抗氧化性能好,p0表示橡胶可塑性的大小,pri和p0是标准橡胶两个重要的质量指标。
5、为了改善天然橡胶凝标胶产品质量,提高其pri和po,国内外一些研究者和制胶企业也进行了研究。部分胶厂常采用晾片方式来提高胶料的p0和pri,即吊挂湿凝胶片。另外部分厂家采用绉片挂片方式,也有采用凝胶原料堆放方式,这两种方式均占地大、耗时较长。有研究者采用草酸、磷酸等试剂对原料进行处理,对pri有较好效果,但对p0无改善效果、甚至p0有所降低,更重要的一点是,草酸的酸性较强,会对橡胶加工的机器设备造成一定的腐蚀,尤其当机器设备采用较差的钢铁材料原料生产加工时。
6、专利cn202111675482.7利用茶多酚、维生素c、澳桉酚、乙醇等试剂的混合液凝固无氨鲜胶乳,再经过绉片的悬挂晾片来提高橡胶的pri,专利cn 110372812a则往胶乳中添加生物保鲜剂耐热氧化剂及生物固化剂的方法,但这种方法都是针对于全乳胶,且干燥温度55℃~75℃、干燥时间18~36h,不适用于胶厂规模化生产。另外,专利cn 112898645 a公布了一种提高天然橡胶pri的方法,在绉片干搅过程中加入乳清蛋白,此方法适用于干绉片或夹生胶利用干搅机进行再加工,不适用于凝标胶现有生产工艺,并且乳清蛋白价格较高,大大增加了生胶产品的生产成本。专利114752111a中提供了一种提升凝标胶塑性保持率的组合物,但是此方法需要在分别在压绉和撕粒时添加组合物,不仅需要改变现有的生产线,还增大了生产成本和人力成本。
7、因此,针对现有问题,本发明提出一种基本不改变现有天然橡胶生产工艺、不额外增加大量成本、易操作、且能同时提高凝标胶的pri和p0的方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的问题,提供一种同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物及其制备方法和应用。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
3、本发明提供了一种同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物,包含下列质量份的组分:
4、络合剂0.5~2.5份、交联促进剂0.1~2份、2-巯基丙酸1~1.5份、有机药剂0.8~2.4份、吐温20 2~5份、水100~120份。
5、作为优选,所述络合剂包含蛋氨酸、谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸四钠中的一种或几种。
6、作为优选,所述交联促进剂包含硫脲、四乙烯五胺和盐酸联胺中的一种或几种。
7、作为优选,所述有机药剂包含羟基乙叉二膦酸和二甲基二硫代氨基甲酸钾。
8、作为优选,所述羟基乙叉二膦酸和二甲基二硫代氨基甲酸钾的质量比为0.4~0.6:1。
9、本发明还提供了所述同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物的制备方法,包含下列步骤:
10、将组分混合后,即得所述同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物。
11、作为优选,所述混合的搅拌速率为1000~1500rpm,时间为20~40min。
12、本发明还提供了所述同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物的应用,将所述组合物喷淋在湿胶料表面,静置完成处理。
13、作为优选,所述组合物的质量为湿胶料质量的20~30%。
14、作为优选,所述静置的时间为5~50min。
15、本发明提供了一种同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物,包含下列质量份的组分:络合剂0.5~2.5份、交联促进剂0.1~2份、2-巯基丙酸1~1.5份、有机药剂0.8~2.4份、吐温20 2~5份、水100~120份。天然橡胶中含有金属离子如铜、锰、铁等,是橡胶氧化反应的强化剂,会促进生胶的氧化降解,导致橡胶的抗氧化能力降低,表现为pri的降低,本发明采用的络合剂和有机药剂能与橡胶中的金属离子反应,络合剂主要与铜、锰等反应,有机药剂主要和锰、铁、锌等微量元素反应,生成相应的络合物,从而消除金属离子对天然橡胶分解的强化作用,提高了橡胶的抗氧化能力,即消除金属离子对pri的不利影响。p0表示橡胶的强度,一定程度上反应了橡胶分子量的大小,当凝胶原料受各种原因的影响,橡胶分子链断裂降解,导致性能降低,表现出p0降低,本发明采用的交联促进剂可以促进橡胶分子交联,增大分子链,另一方面减少橡胶在加工过程中尤其是干燥阶段的降解;2-巯基乙酸可以提高凝标胶的稳定性,防止在干燥和储存过程中的降解。本发明通过各组分的配合,在现有的凝标胶生产工艺下可以生产出pri和p0同时提高的达标产品(p0≥35,pri≥60),符合《天然生胶技术分级橡胶(tsr)规格导则》,本发明操作简单、适于实际应用,只是在现有的凝标胶生产工艺增加简单的喷洒装置,并且一点不影响现有凝标胶生产工艺流程,就可以使低质量、不达标的凝标胶产品性能质量明显提升,方便应用与推广。
1.一种同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物,其特征在于,包含下列质量份的组分:
2.如权利要求1所述的同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物,其特征在于,所述络合剂包含蛋氨酸、谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸四钠中的一种或几种。
3.如权利要求1或2所述的同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物,其特征在于,所述交联促进剂包含硫脲、四乙烯五胺和盐酸联胺中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物,其特征在于,所述有机药剂包含羟基乙叉二膦酸和二甲基二硫代氨基甲酸钾。
5.如权利要求4所述的同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物,其特征在于,所述羟基乙叉二膦酸和二甲基二硫代氨基甲酸钾的质量比为0.4~0.6:1。
6.权利要求1~5任意一项所述同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物的制备方法,其特征在于,包含下列步骤:
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述混合的搅拌速率为1000~1500rpm,时间为20~40min。
8.权利要求1~5任意一项所述同时提高凝标胶塑性初值和塑性保持率的组合物的应用,其特征在于,将权利要求1~5任意一项所述组合物喷淋在湿胶料表面,静置完成处理。
9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,权利要求1~5任意一项所述组合物的质量为湿胶料质量的20~30%。
10.如权利要求8或9所述的应用,其特征在于,所述静置的时间为5~50min。