專利名稱：一種采用微波輻射凝固天然橡膠乳液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬天然橡膠制膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用微波輻射凝 固天然橡膠乳液的方法。
背景技術(shù)：
天然橡膠乳液除含有橡膠烴和水外，還含有大量的蛋白質(zhì)、類脂 物、有機(jī)酸及糖類等非膠物質(zhì)。天然橡膠乳液中的橡膠粒子受到蛋白 質(zhì)和類脂物等親水物質(zhì)構(gòu)成的雙電層保護(hù)，使天然橡膠乳液能保持穩(wěn) 定的膠體狀態(tài)。天然橡膠乳液被微生物污染，或加入酸、無機(jī)鹽、加 熱、冷凍、輻射等都可使橡膠乳液失去穩(wěn)定而凝固或膠凝。目前，天 然橡膠乳液凝固方法主要是化學(xué)法和生物法。其一是化學(xué)法，即加入
諸如酸、鹽、脫水劑之類的凝固劑使橡膠乳液凝固；其二是生物法， 即利用膠乳中原有的或外加的細(xì)菌或酶的作用使橡膠乳液凝固。
化學(xué)法中使用酸對(duì)天然橡膠乳液進(jìn)行凝固生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)橡膠是目前 使用最為普遍的方式，但其存在以下弊端:一、凝固成本高，生產(chǎn)每 噸標(biāo)準(zhǔn)膠需要75~90元，占總制膠成本的15%以上；二、腐蝕性強(qiáng)，
銹蝕制膠機(jī)械設(shè)備，縮短設(shè)備使用壽命，增加設(shè)備維修費(fèi)用；三、刺 激氣味濃，操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，影響作業(yè)工人身心健康；四、使用 方法和用量要求較嚴(yán)格，使用不當(dāng)將嚴(yán)重影響制膠工藝和產(chǎn)品質(zhì)量； 五、目前酸凝固的天然橡膠生產(chǎn)檢驗(yàn)結(jié)果表明，用有機(jī)酸凝固生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)膠產(chǎn)品其拉伸強(qiáng)度、耐熱氧老化性能均較低，難以用于生產(chǎn)高性
能的天然橡膠制品；六、排放之制膠廢水酸性強(qiáng)，化學(xué)需氧量(C0D) 等污染物含量高，嚴(yán)重污染環(huán)境。而自然凝固或生物凝固工藝生產(chǎn)的 天然橡膠，雖然由于不加氨或加極少量的氨保存，凝固濃度較高，也 不用加酸進(jìn)行凝固，其硫化特性、拉伸性能、生熱性能明顯得到改善。 但由于微生物的多樣性，自然凝固或生物凝固仍存在發(fā)臭、發(fā)脹、凝 塊過軟或過硬、夾生膠等問題，并且受自然條件如溫度、品系等影響 較大，生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性不容易控制。
天然橡膠乳液經(jīng)離心濃縮分離后得到濃縮膠乳和膠清，由于膠清 中由于含有高濃度的氨和低的干膠含量，目前膠清的凝固通常采用硫 酸凝固，因此，膠清廢水含有高濃度的硫酸根離子和氨離子，容易污 染環(huán)境，而處理膠清廢水需要較復(fù)雜的工藝和較高的成本才能達(dá)標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種采用微波輻射 凝固天然橡膠乳液的方法，其不添加化學(xué)物質(zhì)，保持橡膠乳液中的所 有物質(zhì)沒受到化學(xué)作用，實(shí)現(xiàn)了全乳凝固，保留了膠乳中的非水溶性 成分，保持了產(chǎn)品的高性能，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)回收 率高，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保，生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)高效。
本發(fā)明所采用的技術(shù)原理利用微波的高頻輻射使橡膠乳液保護(hù)
層中的蛋白質(zhì)變性、水分子受熱快速升溫使膠乳中的膠粒熱運(yùn)動(dòng)顯著 加快，克服膠粒保護(hù)層作用力使膠粒團(tuán)聚、凝固。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是將天然橡膠乳液在流動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)下用頻率為300麗Z 300GHZ、功率為300w 100kw的微波進(jìn)行輻射得 到絮凝膠，輻射時(shí)間為5s 30min;將絮凝膠經(jīng)凝固和熟化得到凝塊， 凝塊經(jīng)壓薄脫水、造粒、干燥即可。
所述天然橡膠乳液是指干膠含量為8%~62%并按重量百分比計(jì)添 加0 0. 05%氨的新鮮天然膠乳。
所述天然橡膠乳液是指在橡膠乳液濃縮過程產(chǎn)生的干膠含量為 3% 8%并經(jīng)除氨處理后的膠清。
具體的說利用微波輻射產(chǎn)生的能量對(duì)新鮮天然膠乳和膠清進(jìn)行 凝固處理，根據(jù)橡膠乳液體積(或流量)和濃度采用不同的頻率和功 率的高頻微波輻射，經(jīng)適當(dāng)?shù)哪烫幚頃r(shí)間可獲得合適凝固膠。
對(duì)膠塊的化學(xué)組分及性能進(jìn)行測(cè)定，其測(cè)試方法如下-
(1) 凝固時(shí)間的測(cè)定
用塑料容器盛取不同濃度的新鮮膠乳或膠清，分別采用頻率為 915MHZ、 2450MHZ的微波輻射凝固新鮮膠乳和膠清，測(cè)定不同功 率的微波輻射出現(xiàn)膠乳絮凝時(shí)間和無白水的熟化時(shí)間。
(2) 凝固膠的化學(xué)分析
用常規(guī)儀器測(cè)試凝固膠的總固體含量、干膠含量、氮含量、雜質(zhì) 含量、灰分含量及丙酮抽出物含量等。
(3) 凝固膠性能的測(cè)定
分別用門尼粘度儀、硫化儀、拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)定用微波凝固得到 的天然生膠的門尼粘度、混煉膠的硫化特性及硫化膠的力學(xué)性能。 本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，在不添加化學(xué)物質(zhì)的條件下實(shí)現(xiàn)了全乳凝固，保持橡膠乳液中的所有物質(zhì)沒受到化學(xué)作用，保留了膠 乳中的非水溶性成分，保持了產(chǎn)品的高性能，產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)回收 率高，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保，生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)高效。
具體實(shí)施例方式
下面用非限定性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例一
取干膠含量為28%的新鮮天然膠乳1Kg于燒杯中，采用頻率為 2450MHZ、功率為600W的微波輻射處理膠乳30秒出現(xiàn)絮凝，熟化2 小時(shí)形成無白水的凝塊。凝塊經(jīng)擠壓脫水、造粒、干燥后，測(cè)定干膠 的質(zhì)量指標(biāo)和性能。
質(zhì)量指標(biāo)和性能雜質(zhì)含量為0.015%,塑性初值P0為40，塑性 保持率PRI為85%，氮含量0. 55%，灰份含量為0. 3%，門尼黏度80 單位；純膠配方的硫化時(shí)間-90為7分鐘，拉伸強(qiáng)度為27. 5MPa，拉 斷伸長(zhǎng)率為900%。
實(shí)施例二
在燒杯中盛取干膠含量為32%的新鮮天然膠乳1Kg，采用頻率為 915 MHZ、功率為900W的微波輻射凝固膠乳25秒出現(xiàn)絮凝，熟化2 小時(shí)形成無白水凝塊。凝塊經(jīng)擠壓脫水、造粒、干燥后，測(cè)定干膠的 質(zhì)量指標(biāo)和性能。
質(zhì)量指標(biāo)和性能雜質(zhì)含量為0. 018%，塑性初值P0為40，塑性 保持率PRI為86%,氮含量0. 56%,灰份含量為0. 3%，門尼黏度81 單位；純膠配方的硫化時(shí)間-90為6.8分鐘，拉伸強(qiáng)度為27. 5MPa，拉斷伸長(zhǎng)率為880%。
實(shí)施例三
在燒杯中盛取干膠含量為30%的新鮮膠乳1Kg，用足夠長(zhǎng)的膠管 使膠乳流經(jīng)頻率為915腿Z、功率為900W的微波輻射場(chǎng)的時(shí)間大于 20秒時(shí)膠乳出現(xiàn)絮凝，收集流經(jīng)微波場(chǎng)的絮凝膠乳熟化2小時(shí)形成 無白水凝塊。凝塊經(jīng)擠壓脫水、造粒、干燥后，測(cè)定干膠的質(zhì)量指標(biāo) 和性能。
質(zhì)量指標(biāo)和性能雜質(zhì)含量為0.016%，塑性初值P0為40，塑性 保持率PRI為83%，氮含量0. 55%，灰份含量為0. 3%，門尼黏度80 單位；純膠配方的硫化時(shí)間-90為6.8分鐘，拉伸強(qiáng)度為27. 5MPa， 拉斷伸長(zhǎng)率為890%。
實(shí)施例四
在燒杯中盛取干膠含量為6%的經(jīng)過除氨處理的膠清1Kg，采用頻 率為2450腿Z、功率為900W的微波輻射凝固膠乳30秒出現(xiàn)絮凝， 熟化3小時(shí)形成無白水凝塊。凝塊經(jīng)擠壓脫水、造粒、干燥后，測(cè)定 膠清膠的質(zhì)量指標(biāo)和性能。
質(zhì)量指標(biāo)和性能雜質(zhì)含量為0.04%，塑性初f直P0為36，塑性 保持率PRI為20%,氮含量2. 2%,灰份含量為0. 65%,門尼黏度55 單位；純膠配方的硫化時(shí)間-90為4.5分鐘，拉伸強(qiáng)度為14MPa，拉 斷伸長(zhǎng)率為380°/0。
實(shí)施例五
在燒杯中盛取干膠含量為5%的經(jīng)過除氨處理的膠清lKg，采用頻率為915 MHZ、功率為900W的微波輻射凝固膠乳40秒出現(xiàn)絮凝，熟 化3小時(shí)形成無白水凝塊。凝塊經(jīng)擠壓脫水、造粒、干燥后，測(cè)定膠 清膠的質(zhì)量指標(biāo)和性能。
質(zhì)量指標(biāo)和性能雜質(zhì)含量為0.038%，塑性初值P0為32，塑性 保持率PRI為19%，氮含量2. 3%，灰份含量為0. 65%，門尼黏度52 單位；純膠配方的硫化時(shí)間-90為4. 3分鐘，拉伸強(qiáng)度為13. 5MPa， 拉斷伸長(zhǎng)率為350%。
權(quán)利要求
1、一種采用微波輻射凝固天然橡膠乳液的方法，其特征在于將天然橡膠乳液在流動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)下用頻率為300MHZ～300GHZ、功率為300w～100kw的微波進(jìn)行輻射處理得到絮凝膠，輻射時(shí)間為5s～30min；將絮凝膠經(jīng)凝固和熟化得到凝塊，凝塊經(jīng)壓薄脫水、造粒干燥即可。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用微波輻射凝固天然橡膠乳液的方 法，其特征在于所述天然橡膠乳液是指干膠含量為8%~62%并按重 量百分比計(jì)添加0~0. 05%氨的新鮮天然膠乳。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用微波輻射凝固天然橡膠乳液的方 法，其特征在于所述天然橡膠乳液是指在橡膠乳液濃縮過程產(chǎn)生的 干膠含量為3%~8%并經(jīng)除氨處理后的膠清。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用微波輻射凝固天然橡膠乳液的方法，特征是將天然橡膠乳液在流動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)下用微波進(jìn)行輻射處理得到絮凝膠，將絮凝膠經(jīng)凝固和熟化得到凝塊，凝塊經(jīng)壓薄脫水、造粒干燥即可。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，在不添加化學(xué)物質(zhì)的條件下實(shí)現(xiàn)了全乳凝固，保持橡膠乳液中的所有物質(zhì)沒受到化學(xué)作用，保留了膠乳中的非水溶性成分，保持了產(chǎn)品的高性能，產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)回收率高，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保，生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)高效。
文檔編號(hào)C08C1/14GK101519461SQ200910132500
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者蕓 廖, 廖雙泉, 廖建和, 王向前, 王桂春, 趙艷芳, 陳永平 申請(qǐng)人:廖 蕓;廖建和;趙艷芳;廖雙泉;王桂春;王向前;陳永平