一种高PRI恒门尼粘度天然橡胶及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高PRI恒门尼粘度天然橡胶及其制备方法，属于天然橡胶加工技术领域，其通过在绉片胶中加入一定比例的乳清蛋白和恒粘剂肼基乙醇制得，本发明生产方法简单，成本低，效率高，所得高PRI恒门尼粘度天然橡胶的PRI达85％以上，且拉伸强度和撕裂强度优异，门尼稳定，无需塑炼就可直接与其他物料进行混炼，制备高性能橡胶制品，可用于航空制品、军用制品、高铁减振等高强力要求的橡胶产品，值得广泛推广应用。

权利要求

1.一种提高天然橡胶PRI的橡胶制备方法，其特征在于：包括在绉片胶中添加乳清蛋白和恒粘剂肼基乙醇，包含以下步骤：（1）将绉片胶破碎、漂洗杂质、烘干、称重备用；

（2）将绉片胶与配方比例的乳清蛋白在干搅机中混合不少于3分钟，其中以绉片胶的用量为基准，乳清蛋白的用量为5%‑7%；

（3）将恒粘剂肼基乙醇喷洒到上述步骤（2）得到的产品上，继续干搅，混合时间不少于3分钟，其中，以绉片胶的用量为基准，恒粘剂肼基乙醇的用量为2‰‑6‰；

（4）将步骤（3）得到的产品经常规的冷却、压块、分级工序，进而制得不同门尼等级的高PRI恒门尼粘度天然橡胶。

2.根据权利要求1所述的橡胶制备方法，其特征在于，加入乳清蛋白后的搅拌混合时间为3‑5分钟，加入恒粘剂肼基乙醇后的搅拌混合时间为3‑5分钟。

3.根据权利要求1或2所述的橡胶制备方法，其特征在于，其中，以绉片胶用量为基准，恒粘剂肼基乙醇的用量为4‰‑6‰。

4.一种高PRI恒门尼粘度天然橡胶，其特征在于，是通过在绉片胶中添加乳清蛋白和恒粘剂肼基乙醇，干搅获得，采用权利要求1至3任一项所述的制备方法制备得到；

所述高PRI恒门尼粘度天然橡胶的门尼粘度可控制在50‑70之间，门尼粘度ML(1+4)100℃在12个月之内的变化值低于10；

塑性初值大于30‑45，塑性保持率大于85；

拉伸强度大于22Mpa，撕裂强度大于27kN/m，扯断伸长率大于750%。

5.根据权利要求4所述的高PRI恒门尼粘度天然橡胶，其特征在于，以绉片胶的用量为基准，恒粘剂肼基乙醇的用量为4‰‑5‰。

6.根据权利要求4所述的高PRI恒门尼粘度天然橡胶，其特征在于，门尼粘度ML(1+4)100℃在12个月之内的变化值低于7；

塑性保持率大于95。

7.权利要求4‑6任一所述的高PRI恒门尼粘度天然橡胶在航空制品、军用制品、高铁减振产品上的应用。

说明书

一种高PRI恒门尼粘度天然橡胶及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及天然橡胶加工技术领域，具体涉及一种高PRI恒门尼粘度天然橡胶及其制备方法。

背景技术

[0002] 天然橡胶来源于橡胶树，成分以橡胶烃(聚异戊二烯)为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。天然橡胶属于结晶橡胶、具有自补强作用，因而天生弹性好，拉伸强度高，撕裂强度高，耐磨性好，耐寒性好，加工性佳，在综合性能方面优于多数合成橡胶，广泛用于各种橡胶制品。

[0003] 随着科技的发展，航空、军工、高铁等行业对橡胶性能的要求越来越高。天然橡的力学性能、制品性能、胶料一致性等性能都需要提高才能满足特定领域的要求。其中天然橡胶的耐热氧化性能是橡胶性能中的一个重要的制品性能参数。由于非胶组分及橡胶分子链上的基团会发生局部物理化学变化，使橡胶分子链发生支化或交联，导致橡胶门尼粘度、塑性初值、塑性保持率发生变化，不耐热氧化现象严重，导致天然生胶存在批次质量差异，不利于工艺配方和制品性能的稳定。同时如何能兼顾各种性能能获得综合参数优异的天然橡胶，也一直是行业内的研发方向。

发明内容

[0004] 本发明根据本领域的需求，提供一种具有优良耐热氧化性能的高PRI恒门尼粘度天然橡胶及其制备方法，该高PRI恒门尼粘度天然橡胶同时具有拉伸强度和撕裂强度高，门尼粘度稳定，综合性能优异等优点。

[0005] 本发明人在绉片胶中按一定比例范围加入乳清蛋白，在一定时间下混合、反应然后加入恒粘剂肼基乙醇，意外地发现，能够极显著提高塑性保持率，同时拉伸强度和撕裂强度都非常高的天然橡胶，这种天然橡胶的其他性能和普通的全乳胶天然橡胶相比，没有下降，因此请求保护以下技术方案：

[0006] 一种高PRI恒门尼粘度天然橡胶，其特征在于，是通过在绉片胶中添加乳清蛋白和恒粘剂肼基乙醇，干搅获得；

[0007] 所述高PRI恒门尼粘度天然橡胶的门尼粘度可控制在50‑70之间，门尼粘度ML(1+4)100℃在12个月之内的变化值低于10，优选低于7；

[0008] 塑性初值大于30‑45，塑性保持率大于77，优选大于85，进一步优选大于90，再进一步优选大于95；

[0009] 拉伸强度大于22Mpa，撕裂强度大于27kN/m，扯断伸长率大于750％；

[0010] 优选地，所述的高PRI恒门尼粘度天然橡胶，其特征在于，以绉片胶的用量为基准，乳清蛋白的用量为3％‑7％。

[0011] 优选地，所述的高PRI恒门尼粘度天然橡胶，其特征在于，以绉片胶的用量为基准，乳清蛋白的用量为5％‑7％。

[0012] 优选地，上述任一高PRI恒门尼粘度天然橡胶，其特征在于，以绉片胶的用量为基准，恒粘剂肼基乙醇的用量为2‰‑6‰，优选为4‰‑5‰

[0013] 本发明的另一方面，提供一种提高天然橡胶PRI的橡胶制备方法，其特征在于：包括在绉片胶中添加乳清蛋白和恒粘剂肼基乙醇。

[0014] 优选地，所述的橡胶制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

[0015] (1)将皱片胶破碎、漂洗杂质、烘干、称重备用。

[0016] (2)将绉片胶与配方比例的乳清蛋白在干搅机中混合，其中以绉片胶的用量为基准，乳清蛋白的用量为3％‑7％；

[0017] (3)将恒粘剂肼基乙醇喷洒到上述步骤(2)得到的产品上，继续干搅，其中，以绉片胶的用量为基准，恒粘剂肼基乙醇的用量为2‰‑6‰，优选为4‰‑5‰

[0018] (4)将步骤(3)得到的产品经常规的冷却、压块、分级等工序，进而制得不同门尼等级的高PRI恒门尼粘度天然橡胶。

[0019] 优选地，所述的橡胶制备方法，其特征在于，其中，加入乳清蛋白后的搅拌混合时间不少于3分钟，优选搅拌混合3‑5分钟，加入恒粘剂肼基乙醇后的搅拌混合时间不少于3分钟，优选搅拌混合3‑5分钟。

[0020] 优选地，以绉片胶用量为基准，乳清蛋白用量为5％‑7％，恒粘剂肼基乙醇的用量为4‰‑6‰。

[0021] 根据本发明提供的高PRI恒门尼粘度天然橡胶所具有的性能，本发明还请求保护其在航空制品、军用制品、高铁减振产品上的应用。

[0022] 技术效果

[0023] 本发明所制备的高PRI恒门尼粘度天然橡胶具有极高的塑性保持率(高达99.5％，平均达到85％左右)和抗热氧化性能，同时兼具拉伸强度(22Mpa以上并高达26Mpa)和撕裂强度高、门尼粘度变化小(门尼粘度可控制在50‑70之间，门尼粘度ML(1+4)100℃在12个月之内的变化值低于10)，综合性能优异的性质，非常适合生产高端天然胶制品；该高强力恒门尼粘度天然橡胶在制备过程中所采用的乳清蛋白，本身为可食用固体物，无污染，易添加；所采用的恒粘剂肼基乙醇安全、环保。整个加工过程不产生任何粉尘和废水，对人员和环境十分友好。

[0024] 因此本发明人开发了一种塑性保持率极高，兼顾拉伸强度和撕裂强度高、门尼粘度稳定、胶料一致性好，综合性能优异的高PRI恒门尼粘度天然橡胶及其制备方法。乳清蛋白和天然橡胶自身固有的蛋白质结构类似，通过乳清蛋白的混入，人为地提升了天然橡胶中的蛋白质含量，使天然橡胶的活性增加，便于形成更致密的交联网络，从而提升天然橡胶的拉伸强度和撕裂强度。而乳清蛋白本身和天然胶相容性极好，添加量少，因此对天然橡胶其他性能不产生负面影响，便于后续制品配方设计；另外通过添加恒粘剂，使得天然橡胶的门尼恒定，后续可以直接混炼，避免了常规塑炼对天然橡胶拉伸强度和撕裂强度的损害。这些都对开发高性能天然橡胶制品具有十分重要的意义。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。下述实施例中所用的材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。所述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法；所述实施例中的百分含量，如无特别说明均为重量百分含量。

[0026] 实施例1

[0027] 将皱片胶破碎、漂洗杂质、烘干、称重备用。

[0028] 按绉片胶重量的5‰称取恒粘剂肼基乙醇，然后和绉片胶一起加入干搅机中混合，搅拌4分钟。

[0029] 然后经过冷却、压块等工序，制得恒门尼粘度天然橡胶。

[0030] 实施例2

[0031] 按绉片胶重量的3％称取乳清蛋白，和绉片胶一起在干搅机中搅拌3分钟；

[0032] 按绉片胶重量的5‰称取恒粘剂肼基乙醇喷洒进干搅机，继续搅拌4分钟；

[0033] 然后经过冷却、压块等工序，制得恒门尼粘度天然橡胶。

[0034] 实施例3

[0035] 将皱片胶破碎、漂洗杂质、烘干、称重备用。

[0036] 按绉片胶重量的5％称取乳清蛋白，和绉片胶一起在干搅机中搅拌4分钟；

[0037] 再将绉片胶重量的2‰的恒粘剂肼基乙醇喷洒进干搅机，继续搅拌3分钟；

[0038] 然后经过冷却、压块等工序，制得高PRI恒门尼粘度天然橡胶。

[0039] 实施例4

[0040] 将皱片胶破碎、漂洗杂质、烘干、称重备用。

[0041] 按绉片胶重量的7％称取乳清蛋白，和绉片胶一起在干搅机中搅拌5分钟；

[0042] 再将绉片胶重量的6‰的恒粘剂肼基乙醇喷洒进干搅机，继续搅拌5分钟；

[0043] 然后经过冷却、压块等工序，制得高PRI恒门尼粘度天然橡胶。

[0044] 实施例5

[0045] 将皱片胶破碎、漂洗杂质、烘干、称重备用。

[0046] 按绉片胶重量的5％称取乳清蛋白，和绉片胶一起在干搅机中搅拌4分钟；

[0047] 再将绉片胶重量的4‰的恒粘剂肼基乙醇喷洒进干搅机，继续搅拌4分钟；

[0048] 然后经过冷却、压块等工序，制得高PRI恒门尼粘度天然橡胶。

[0049] 对比产品

[0050] 标准天然橡胶(WF)

[0051] 性能测试

[0052] 检验依据：

[0053] 《GB/T 8086‑2008天然生胶杂质含量的测定》

[0054] 《GB/T 8088‑2008天然生胶和天然胶乳氮含量的测定》

[0055] 《GB/T 24131‑2009生橡胶挥发分含量的测定》

[0056] 《GB/T 4498.1‑2013橡胶灰分的测定》

[0057] 《GB/T 3510‑2006未硫化胶塑性的测定快速塑性计法》

[0058] 《GB/T 3517‑2014天然生胶塑性保持率(PRI)的测定》

[0059] 《GB/T 1232.1‑2000未硫化橡胶门尼粘度的测定》

[0060] 《GB/T 528‑2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》[0061] 《GB/T 529‑2008硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》

[0062] 《GB/T 3512‑2014硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》[0063] 实施例1‑5中的产品，经检测其物理力学性能如表1所示，其中实施例2‑5均能达到高PRI恒门尼粘度天然橡胶要求，其中是实施例2，3，5兼具优良的塑性保持率(PRI)，高温下拉伸强度变化率％，撕裂强度，拉伸强度。

[0064] 表1

[0065]

[0066]

[0067] 实施例1‑5和对比例中的产品，出厂后每个月(M表示月)测试门尼粘度，持续一年。实施例1‑5的产品门尼粘度稳定，和标准天然橡胶比较，门尼粘度变化小，如表2所示。

[0068] 表2

[0069]

[0070] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，仅为了说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。