一种处理天然橡胶的方法

技术领域

本发明涉及天然橡胶技术领域，具体涉及一种处理天然橡胶的方法。

背景技术

橡胶树原产于巴西亚马逊河流域马拉岳西部地区，现已布及亚洲、非洲、大洋洲、拉丁美洲40多个国家和地区，种植面积较大的国家有：印度尼西亚、泰国、马来西亚、中国、印度、越南、尼日利亚、巴西、斯里兰卡、利比里亚等，我国植胶区主要分布于海南、广东、广西、福建、云南，此外台湾也可种植，其中海南为主要植胶区天然橡胶(NR)是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡胶烃(顺-1，4-聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质，天然橡胶是应用最广的通用橡胶，通常我们所说的天然橡胶，是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物，天然橡胶是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其橡胶烃(顺-1，4-聚异戊二烯)含量在90％以上，还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。

目前加工后天然橡胶，其抗咬啃性能不佳，在室光照下，老化变硬快，性能下降，弹性不佳，作为密封材料使用时，需要经常检查更换。

因此，发明一种处理天然橡胶的方法很有必要。

发明内容

为此，本发明提供一种处理天然橡胶的方法，通过在天然橡胶中加入适宜比例的紫外光吸收剂，增强了防老化变硬性能，通过加入适宜比例的氧化锌、发泡剂、增粘剂、稳定剂和保存剂，使得改性后的天然橡胶的耐磨性、弹性、保存能力，解决了现有改性天然橡胶的不足。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括以下步骤：

S1，将秋麻纤维置于50-60℃干燥箱烘干至恒重，然后浸泡于浓度为4-6g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为18-22min，用去离子水洗至中性，浸入浓度为4-6g/L高锰酸钾的丙酮溶液中浸泡，浸泡时间为20-25min，过滤，水洗至中性，放入80-84℃干燥箱中烘干至恒重；然后浸泡于浓度为3-4g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为16-24min，水洗至中性，干燥，常温下浸入冰醋酸中，浸泡时间为10-15min，水洗至中性，放入干燥箱中烘干至恒重得到改性秋麻纤维；

S2，将防焦剂和防老剂以1：0.2～4.5摩尔比混合，用溶剂配制成5％～15％质量浓度的溶液，向溶液中加入占防焦剂和防老剂总物质的量的0.02～0.09％的烯烃复分解催化剂，隔绝空气和水，常温反应5～8h后，采用真空脱溶剂装置将溶剂脱出，制得橡胶防老剂；

S3，将100g的天然橡胶置于粉碎机中，粉碎成2-5cm的颗粒；

S4,将步骤S3中的天然橡胶颗粒，注入浓度为2-6mol/L的氯仿溶液浓度，小橡胶块溶解于氯仿溶液制成丁腈橡胶乳液，使丁腈橡胶乳液的浓度在1％-2％之间。

S5，将丁腈橡胶乳液置入密炼机中，再将20-30g的炭黑、3-7g的氧化锌和1.8-3g的稳定剂置入密炼机中密炼，再将2-6g促进剂、2-7发泡剂和1-2.5g的增粘剂置入密炼机中密炼20-30分钟；

S6，将S2步骤制得的橡胶防老剂、S1步骤制备的改性秋麻纤维、0.8-1.2g增塑剂、0.2-0.4g紫外光吸收剂、0.7-1g硫磺、0.5-1.3g偶联剂、2.5-4.5g防鼠咬剂、3-7g硬脂酸和8-21g保存剂一起置入S5中的密炼机中密炼1小时以上；

S7，将S6中的密炼混合物经洗涤、离心脱水、干燥，制成改性橡胶材料。

优选的，所述S5步骤中的密炼时间控制在2-5分钟，密炼温度控制在70-80摄氏度。

优选的，所述防老剂设置为防老剂2246、防老剂4010、防老剂RD和BLE中的任意一种。

优选的，所述步骤S1中烘干箱的温度控制在70-90摄氏度。

优选的，所述促进剂为促进剂M、促进剂DTDM和促进剂H按照质量比3:2:4混合而成的混合物。

优选的，所述偶联剂为偶联剂550和偶联剂KH560中的任意一种。

优选的，所述氧化锌通过活性氧化锌法制得。

优选的，所述增塑剂设置为质量比例为1:2的增塑剂DOP和增塑剂DPHP的。

本发明的有益效果是：

在天然橡胶中加适宜比例的紫外光吸收剂，使得改性后的天然橡胶的防光照性能大大提升，增强了防老化变硬性能，在使用轮胎过程中提高了了安全性；加入了适宜比例的发泡剂、偶联剂和防焦剂，使改性后的天然橡胶的弹性和抗撕裂性能大大提升；加入了适宜比例的保存剂，使得改性后的天然橡胶的保存时间增长；加入适宜比例的促进剂，使得轮胎具有很好的弹性和韧性；

按照天然橡胶、防焦剂、防老剂、炭黑、氧化锌、稳定剂、促进剂、发泡剂、增粘剂、紫外光吸收剂、硫磺、偶联剂、防鼠咬剂、硬脂酸和保存剂的不同配比，使得制造出的改性天然橡胶的防紫外线、弹性和防爆性均有大幅度提升，并可更具具体特殊需求，改变配方比例，制作处需要的改性天然橡胶。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本发明提供的一种处理天然橡胶的方法，包括以下步骤：

S1，将秋麻纤维置于50-60℃干燥箱烘干至恒重,优选设置为55℃，然后浸泡于浓度为4-6g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为21min，用去离子水洗至中性，浸入浓度为4-6g/L高锰酸钾的丙酮溶液中浸泡，浸泡时间为23min，过滤，水洗至中性，放入80-84℃干燥箱中烘干至恒重；然后浸泡于浓度为3-4g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为18min，水洗至中性，干燥，常温下浸入冰醋酸中，浸泡时间为14min，水洗至中性，放入干燥箱中烘干至恒重得到改性秋麻纤维；

S2，将防焦剂和防老剂以1：0.2～4.5摩尔比混合，用溶剂配制成5％～15％质量浓度的溶液，向溶液中加入占防焦剂和防老剂总物质的量的0.02～0.09％的烯烃复分解催化剂，隔绝空气和水，常温反应6h后，采用真空脱溶剂装置将溶剂脱出，制得橡胶防老剂；

S3，将100g的天然橡胶置于粉碎机中，粉碎成2-5cm的颗粒，优选设置为3.5cm。

S4,将步骤S3中的天然橡胶颗粒，注入浓度为4mol/L的氯仿溶液浓度，小橡胶块溶解于氯仿溶液制成丁腈橡胶乳液，使丁腈橡胶乳液的浓度在1％；

S5，将丁腈橡胶乳液置入密炼机中，再将20-30g的炭黑、3g的氧化锌和1.8g的稳定剂置入密炼机中密炼，再将2g促进剂、2g发泡剂和1g的增粘剂置入密炼机中密炼30分钟；

S6，将S2步骤制得的橡胶防老剂、S1步骤制备的改性秋麻纤维、0.8g增塑剂、0.2g紫外光吸收剂、0.7g硫磺、0.5g偶联剂、2.5g防鼠咬剂、3g硬脂酸和8g保存剂一起置入S5中的密炼机中密炼1小时以上；

S7，将S6中的密炼混合物经洗涤、离心脱水、干燥，制成改性橡胶材料；

进一步地，密炼温度控制在70-73摄氏度；

进一步地，所述防老剂设置为防老剂2246、防老剂4010、防老剂RD和BLE中的任意一种。

进一步地，所述步骤S1中烘干箱的温度控制在70-90摄氏度。

进一步地，所述促进剂为促进剂M、促进剂DTDM和促进剂H按照质量比3:2:4混合而成的混合物。

进一步地，所述偶联剂为偶联剂550。

进一步地，所述氧化锌通过活性氧化锌法制得。

进一步地，所述增塑剂设置为质量比例为1:2的增塑剂DOP和增塑剂DPHP的。

实施例2：

本发明提供的一种处理天然橡胶的方法，包括以下步骤：

S1，将秋麻纤维置于50-60℃干燥箱烘干至恒重,优选设置为55℃，然后浸泡于浓度为4-6g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为22min，用去离子水洗至中性，浸入浓度为4-6g/L高锰酸钾的丙酮溶液中浸泡，浸泡时间为24min，过滤，水洗至中性，放入80-84℃干燥箱中烘干至恒重；然后浸泡于浓度为3-4g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为23min，水洗至中性，干燥，常温下浸入冰醋酸中，浸泡时间为12min，水洗至中性，放入干燥箱中烘干至恒重得到改性秋麻纤维；

S2，将防焦剂和防老剂以1：0.2～4.5摩尔比混合，用溶剂配制成5％～15％质量浓度的溶液，向溶液中加入占防焦剂和防老剂总物质的量的0.02～0.09％的烯烃复分解催化剂，隔绝空气和水，常温反应5～8h后，采用真空脱溶剂装置将溶剂脱出，制得橡胶防老剂；

S3，将100g的天然橡胶置于粉碎机中，粉碎成2-5cm的颗粒，优选设置为3.5cm。

S4,将步骤S3中的天然橡胶颗粒，注入浓度为3.5mol/L的氯仿溶液浓度，小橡胶块溶解于氯仿溶液制成丁腈橡胶乳液，使丁腈橡胶乳液的浓度在1.4％；

S5，将丁腈橡胶乳液置入密炼机中，再将20-30g的炭黑、5g的氧化锌和2.6g的稳定剂置入密炼机中密炼，再将5g促进剂、4g发泡剂和1-2.5g的增粘剂置入密炼机中密炼28分钟；

S6，将S2步骤制得的橡胶防老剂、S1步骤制备的改性秋麻纤维、1g增塑剂、0.35g紫外光吸收剂、0.9g硫磺、1.0g偶联剂、4g防鼠咬剂、5g硬脂酸和18g保存剂一起置入S5中的密炼机中密炼1小时以上；

S7，将S6中的密炼混合物经洗涤、离心脱水、干燥，制成改性橡胶材料；

进一步地，所述S5步骤中的密炼时间控制在2-5分钟，密炼温度控制在70-80摄氏度，优选设置为75摄氏度，优选设置为75摄氏度；

进一步地，所述防老剂设置为防老剂2246、防老剂4010、防老剂RD和BLE中的任意一种。

进一步地，所述步骤S1中烘干箱的温度控制在73-80摄氏度，优选设置为85摄氏度。

进一步地，所述促进剂为促进剂M、促进剂DTDM按照质量比3:2混合而成的混合物。

进一步地，所述偶联剂为偶联剂5KH560。

进一步地，所述氧化锌通过活性氧化锌法制得所述增塑剂设置为质量比例为1:2的增塑剂DOP和增塑剂DPHP的。

实施例3：

本发明提供的一种处理天然橡胶的方法，包括以下步骤：

S1，将秋麻纤维置于50-60℃干燥箱烘干至恒重,优选设置为55℃，然后浸泡于浓度为4-6g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为20min，用去离子水洗至中性，浸入浓度为4-6g/L高锰酸钾的丙酮溶液中浸泡，浸泡时间为22min，过滤，水洗至中性，放入80-84℃干燥箱中烘干至恒重；然后浸泡于浓度为3-4g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为19min，水洗至中性，干燥，常温下浸入冰醋酸中，浸泡时间为11min，水洗至中性，放入干燥箱中烘干至恒重得到改性秋麻纤维；

S2，将防焦剂和防老剂以1：0.2～4.5摩尔比混合，用溶剂配制成5％～15％质量浓度的溶液，向溶液中加入占防焦剂和防老剂总物质的量的0.02～0.09％的烯烃复分解催化剂，隔绝空气和水，常温反应5～8h后，采用真空脱溶剂装置将溶剂脱出，制得橡胶防老剂；

S3，将100g的天然橡胶置于粉碎机中，粉碎成2-5cm的颗粒，优选设置为3.5cm；S4,将步骤S3中的天然橡胶颗粒，注入浓度为4mol/L的氯仿溶液浓度，小橡胶块溶解于氯仿溶液制成丁腈橡胶乳液，使丁腈橡胶乳液的浓度在1％。

S5，将丁腈橡胶乳液置入密炼机中，再将23g的炭黑、4g的氧化锌和2.2g的稳定剂置入密炼机中密炼，再将3g促进剂、3g发泡剂和1.5g的增粘剂置入密炼机中密炼24分钟；

S6，将S2步骤制得的橡胶防老剂、S1步骤制备的改性秋麻纤维、0.9g增塑剂、0.25g紫外光吸收剂、0.8g硫磺、0.8g偶联剂、3g防鼠咬剂、4.5g硬脂酸和13g保存剂一起置入S5中的密炼机中密炼1小时以上；

S7，将S6中的密炼混合物经洗涤、离心脱水、干燥，制成改性橡胶材料；

进一步地，所述S5步骤中的密炼时间控制在2-5分钟，密炼温度控制在70-80摄氏度,优选设置为75摄氏度。

进一步地，所述防老剂设置为防老剂2246、防老剂4010、防老剂RD和BLE中的任意一种。

进一步地，所述步骤S1中烘干箱的温度控制在70-90摄氏度,优选设置为85摄氏度。

进一步地，所述促进剂为促进剂M、促进剂DTDM和促进剂H按照质量比3:2:4混合而成的混合物。

进一步地，所述偶联剂为偶联剂550和偶联剂KH560中的任意一种。

进一步地，所述氧化锌通过活性氧化锌法制得。

进一步地，所述增塑剂设置为质量比例为1:2的增塑剂DOP和增塑剂DPHP的。

实施例4：

本发明提供的一种处理天然橡胶的方法，包括以下步骤：

S1，将秋麻纤维置于50-60℃干燥箱烘干至恒重,优选设置为55℃，然后浸泡于浓度为4-6g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为19min，用去离子水洗至中性，浸入浓度为4-6g/L高锰酸钾的丙酮溶液中浸泡，浸泡时间为21min，过滤，水洗至中性，放入80-84℃干燥箱中烘干至恒重；然后浸泡于浓度为3-4g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为16min，水洗至中性，干燥，常温下浸入冰醋酸中，浸泡时间为12min，水洗至中性，放入干燥箱中烘干至恒重得到改性秋麻纤维；

S2，将防焦剂和防老剂以1：0.2～4.5摩尔比混合，用溶剂配制成5％～15％质量浓度的溶液，向溶液中加入占防焦剂和防老剂总物质的量的0.02～0.09％的烯烃复分解催化剂，隔绝空气和水，常温反应5～8h后，采用真空脱溶剂装置将溶剂脱出，制得橡胶防老剂；

S3，将100g的天然橡胶置于粉碎机中，粉碎成2-5cm的颗粒，优选设置为3.5cm；

S4,将步骤S3中的天然橡胶颗粒，注入浓度为6mol/L的氯仿溶液浓度，小橡胶块溶解于氯仿溶液制成丁腈橡胶乳液，使丁腈橡胶乳液的浓度在2％。

S5，将丁腈橡胶乳液置入密炼机中，再将30g的炭黑、7g的氧化锌和3g的稳定剂置入密炼机中密炼，再将6g促进剂、7g发泡剂和2.5g的增粘剂置入密炼机中密炼25分钟；

S6，将S2步骤制得的橡胶防老剂、S1步骤制备的改性秋麻纤维、1.2g增塑剂、0.4g紫外光吸收剂、1g硫磺、1.3g偶联剂、4.5g防鼠咬剂、7g硬脂酸和21g保存剂一起置入S5中的密炼机中密炼1小时以上；

S7，将S6中的密炼混合物经洗涤、离心脱水、干燥，制成改性橡胶材料；

进一步地，所述S5步骤中的密炼时间控制在5分钟，密炼温度控制在70-80摄氏度,优选设置为75摄氏度。

进一步地，所述防老剂设置为防老剂2246、防老剂4010、防老剂RD和BLE中的任意一种。

进一步地，所述步骤S1中烘干箱的温度控制在70-90摄氏度，优选设置为80摄氏度。

进一步地，所述促进剂为促进剂M、促进剂DTDM和促进剂H按照质量比3:2:4混合而成的混合物。

进一步地，所述偶联剂为偶联剂550和偶联剂KH560中的任意一种。

进一步地，所述氧化锌通过活性氧化锌法制得。

进一步地，所述增塑剂设置为质量比例为1:2的增塑剂DOP和增塑剂DPHP的。

将上述实施例1-4所制备的改性天然橡胶制成一个直径为10cm的实心球和一个空心球进行实验，得到以下数据：

由上表可知，实施例1-4所制得的改性天然橡胶，在防紫外线、弹性和防爆性上均具有较好的表现，只是天然橡胶、防焦剂、防老剂、炭黑、氧化锌、稳定剂、促进剂、发泡剂、增粘剂、紫外光吸收剂、硫磺、偶联剂、防鼠咬剂、硬脂酸和保存剂的比例不同，以及加工条件不同，实施例1制备出的改性天然橡胶的弹性最好，实施例2制备出的改性天然橡胶防紫外线最佳，在光照下弹性减弱的最慢，实施例3制备出的改性天然橡胶在防爆性上表现最好，实施例4制备出的改性天然橡胶在防紫外线、弹性和防爆性上都不是最突出的，但综合表现最好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。