一种低门尼高强度天然橡胶及其制备方法

本发明涉及天然橡胶，尤其涉及ipcc08c1领域，更具体的，涉及一种低门尼高强度天然橡胶及其制备方法。

背景技术：

1、天然橡胶具有高弹性、高强度、高伸长率等优点，为其它物资所不可替代，被广泛用于人们生产生活的各个领域。国产标准橡胶综合性能差难以满足我国高端制品的用胶要求，导致我国高端制品用胶长期依赖进口，严重影响国家战略物资和工业原料的安全供给。目前，我国开展高性能天然橡胶加工技术的研发，其凝固工艺主要采用生物凝固剂或生物凝固体系，制备的天然橡胶具有较高拉伸强度，但门尼粘度也较大，使得下游制品企业塑炼困难、能耗高，增加了制品企业的生产成本；此外，橡胶门尼粘度大不利于配合剂的分散，严重影响制品企业的生产效率及产品合格率，被制品企业所诟病。而我国橡胶加工厂生产的低门尼天然橡胶，其门尼粘度可控制在50～80，但其硫化胶的拉伸强度小于20mpa，无法满足高端制品对天然橡胶物理机械性能的要求，因此，无法解决我国高端制品用胶依赖进口的问题；针对上述问题，本发明公开了一种低门尼高强度天然橡胶及其制备方法，突破我国天然橡胶加工业所面临的困境，解决我国高端制品的用胶难题。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本技术提供了一种低门尼高强度天然橡胶及其制备方法，制备出了门尼粘度低拉伸强度高的天然橡胶，这种天然橡胶能够使下游制品企业减少塑炼时间、降低能耗，提高橡胶配合剂的分散程度和制品合格率，有利于制品的后续加工，减少生产设备的磨损及制品的生产成本等。为达到本技术的目的，第一方面提供了一种低门尼高强度天然橡胶，组分包括：鲜胶乳、恒粘剂、生物凝固体系和有机酸；所述恒粘剂的添加量为鲜胶乳的干胶含量的0.01-0.5wt％，所述生物凝固体系的添加量为鲜胶乳干胶含量的0.05-0.5wt％。

2、所述鲜胶乳的干胶含量为15-50wt％，氨含量小于0.08wt％。

3、优选的，所述鲜胶乳的干胶含量为17-25wt％，氨含量小于0.08wt％。

4、所述恒粘剂包括羟胺、盐酸羟胺、硫酸羟胺、叔丁基肼、苯肼、烷基肼、甲基肼、异丙基肼、双氧水、过氧乙酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、甾醇中的至少一种。

5、优选的，所述恒粘剂包括盐酸羟胺、硫酸羟胺、苯肼、烷基肼、双氧水、过氧乙酸中的至少一种。

6、优选的，所述恒粘剂包括盐酸羟胺和烷基肼，所述盐酸羟胺和烷基肼重量比为1：(1-5)。

7、进一步优选的，所述恒粘剂包括盐酸羟胺和烷基肼，所述盐酸羟胺和烷基肼重量比为1：(2-3)。

8、进一步优选的，所述恒粘剂包括盐酸羟胺和烷基肼，所述盐酸羟胺和烷基肼重量比为1：3。

9、优选的，所述恒粘剂包括双氧水和苯肼，所述双氧水和苯肼重量比为1：(1-3)。

10、进一步优选的，所述恒粘剂包括双氧水和苯肼，所述双氧水和苯肼重量比为1：(1-2)。

11、进一步优选的，所述恒粘剂包括双氧水和苯肼，所述双氧水和苯肼重量比为1：2。

12、优选的，所述恒粘剂包括过氧乙酸和烷基肼，所述过氧乙酸和烷基肼重量比为1：(1-6)。

13、进一步优选的，所述恒粘剂包括过氧乙酸和烷基肼，所述过氧乙酸和烷基肼重量比为1：(2-4)。

14、进一步优选的，所述恒粘剂包括过氧乙酸和烷基肼，所述过氧乙酸和烷基肼重量比为1：4。

15、所述生物凝固体系包括生物凝固剂。

16、所述生物凝固剂包括产酸微生物菌种、蛋白酶中的至少一种。

17、所述产酸微生物菌种包括乳酸菌、酵母菌、嗜热链球菌、布氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌和干酪乳杆菌中的至少一种。

18、所述蛋白酶包括碱性蛋白酶、中性蛋白酶中的至少一种。

19、优选的，所述产酸微生物菌种包括乳酸菌、保加利亚乳杆菌，所述乳酸菌、保加利亚乳杆菌的活菌数之比为(1-6)：(1-10)。

20、优选的，所述产酸微生物菌种包括乳酸菌、保加利亚乳杆菌，所述乳酸菌、保加利亚乳杆菌的活菌数之比为(2-5)：(1-3)。

21、优选的，所述蛋白酶包括碱性蛋白酶、中性蛋白酶，所述碱性蛋白酶、中性蛋白酶的重量之比为(1-5)：1。

22、生物凝固剂的活性为50000-400000u/g。

23、优选的，所述生物凝固剂的活性为100000-300000u/g。

24、本技术人研究发现，所述生物凝固剂的活性为100000-300000u/g，可以改善天然橡胶的加工性能及硫化胶的物理机械性能。进一步优选的，所述生物凝固剂的活性为100000-200000u/g。

25、所述生物凝固体系还包括金属盐，所述金属盐包括铝盐、镁盐、钠盐、钾盐、钙盐中的至少一种。

26、优选的，所述金属盐包括氯化钙、碳酸氢钙、磷酸二氢钙、碳酸氢钠、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硝酸镁，硫酸镁中的至少一种。

27、进一步优选的，所述金属盐包括二价盐。

28、进一步优选的，所述金属盐包括氯化钙、硝酸镁中的至少一种。

29、所述生物凝固体系还包括表面活性剂，所述表面活性剂包括：烷基糖苷、醇醚糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰油基表面活性剂、硫酸酯类表面活性剂中的至少一种。

30、优选的，所述表面活性剂包括平平加“o”、高级脂肪酸皂、椰子油皂、十二烷基硫酸钠、烷基糖苷apg0814中的至少一种。

31、所述有机酸包括苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸、葡糖酸、抗坏血酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、乙酸、甲酸、草酸中的至少一种。

32、优选的，所述有机酸包括乙酸、甲酸、柠檬酸中的至少一种。

33、本发明第二方面提供了一种低门尼高强度天然橡胶的制备方法，包括以下步骤：

34、步骤1：将鲜胶乳经离心沉降器处理后，得到预处理鲜胶乳；

35、步骤2：以恒粘剂为溶质配制恒粘剂的水溶液，在预处理鲜胶乳中加入恒粘剂的水溶液，搅拌第一胶乳；

36、步骤3：根据环境温度，在第一胶乳中加入生物凝固体系，搅拌均匀，得到第二胶乳；

37、步骤4：在第二胶乳中加入有机酸调节胶乳的ph值，得到第三胶乳；

38、步骤5：将第三胶乳依次进行停放、压绉、造粒，再重复压绉、造粒过程0-5次，得到胶料；

39、步骤6：将胶料水洗1-5次，滴水后干燥，即得。

40、优选的，所述恒粘剂的水溶液中恒粘剂的质量分数为1-10％。

41、优选的，所述ph值为6.5-8。

42、优选的，所述ph值为6.8-7.2。

43、进一步优选的，所述ph值为6.8。

44、所述步骤2中搅拌的时间为3-30min。

45、所述停放的温度为20-50℃，停放的时间为8-72h。

46、优选的，所述停放的温度为25-40℃，停放的时间为12-50h。

47、优选的，所述重复压绉、造粒过程1-3次。

48、进一步优选的，所述重复压绉、造粒过程1次。

49、所述环境温度的平均昼夜温差低于10℃时，生物凝固体系包括生物凝固剂。

50、所述环境温度的平均昼夜温差高于10℃时，生物凝固体系包括生物凝固剂、金属盐、表面活性剂，所述生物凝固剂、金属盐、表面活性剂的重量比为1：(1-15)：(1-8)。

51、本技术人研究发现，在海南地区仅使用生物凝固剂，便可达到好的凝固效果；而在云南需要使用特定比例复配的生物凝固体系才能满足凝固要求，主要是海南地区昼夜温差小，而云南属于高原气候，昼夜温差大，生物凝固剂夜间产酸能力弱，需要添加金属盐与表面活性剂辅助凝固，以减少胶乳的凝固时间。

52、优选的，所述生物凝固剂、金属盐、表面活性剂的重量比为1：(2-4)：(1-2)。

53、进一步优选的，所述生物凝固剂、金属盐、表面活性剂的重量比为1：2：1。

54、有益效果：

55、1.所述恒粘剂包括盐酸羟胺、苯肼、烷基肼、双氧水和过氧乙酸，可以降低天然橡胶的门尼粘度。

56、2.所述生物凝固剂的活性为100000-200000u/g，可以改善天然橡胶的加工性能及硫化胶的物理机械性能，降低胶料的硫化速率。

57、3.造粒后的颗粒橡胶再压绉、造粒，通过物理作用可进一步降低门尼粘度，使门尼粘度处于50-70之间。

58、4.所述生物凝固剂、金属盐、表面活性剂的重量比为1：(2-4)：(1-2)，可适用于昼夜温差高于10℃的环境，缩短胶乳凝固时间，使其硫化胶保持优异的拉伸强度(大于23mpa)。