本發(fā)明屬于天然橡膠加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法。

背景技術(shù)：

1、天然橡膠(nr)是與煤炭、鋼鐵、石油共同被視為四大基礎(chǔ)工業(yè)原料，且是四大工業(yè)原料中唯一可再生資源，具有重要的戰(zhàn)略價值。因其優(yōu)異的高彈性能、力學(xué)性能、生熱性能和耐磨性能，以及良好的絕緣性、密封性和粘合性，因此被廣泛應(yīng)用農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防科技、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生和日常生活等多個領(lǐng)域。

2、中國一直是天然橡膠的消費(fèi)大國，盡管我國的橡膠工業(yè)已取得顯著進(jìn)展，但國產(chǎn)天然橡膠的產(chǎn)量和供給仍無法滿足國內(nèi)市場的需求，導(dǎo)致需要大量進(jìn)口橡膠。近年來，我國天然橡膠生產(chǎn)領(lǐng)域仍然存在橡膠品質(zhì)一致性差、環(huán)境污染嚴(yán)重以及高性能天然橡膠產(chǎn)量不足等問題。因此，我們必須持續(xù)改進(jìn)現(xiàn)有的制膠工藝，以提升天然橡膠初加工產(chǎn)品的質(zhì)量，以適應(yīng)未來的發(fā)展需求。

3、影響天然橡膠性能的因素有很多，膠乳的加工工藝最為重要，其中凝固和干燥工藝為重中之重，因此有學(xué)者對天然膠乳的凝固和干燥工藝進(jìn)行了大量的研究。

4、目前，我國天然橡膠凝固工藝主要以酸凝固為主，工藝中常使用的酸有甲酸、乙酸及硫酸。酸凝固制膠工藝雖制膠速度快，天然生膠制成率高，但與此同時，酸凝固制膠成本較高，約占總制膠成本的15％以上，且腐蝕性強(qiáng)，后續(xù)需大量清水處理濕膠中殘存的酸、銨鹽等，對環(huán)境污染比較嚴(yán)重。經(jīng)長期生產(chǎn)實(shí)踐證明，酸凝固工藝所產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)膠物理性能較差。天然橡膠的干燥工藝主要采用熱風(fēng)干燥，此干燥工藝以煤炭、柴油、電熱等為熱源，以空氣為加熱介質(zhì)實(shí)現(xiàn)對天然橡膠的干燥。但此干燥工藝存在時間長，干燥過程中存在膠料老化粘結(jié)，且干燥不充分而出現(xiàn)白心的情況，造成所產(chǎn)生膠質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有天然橡膠加工過程中存在的環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)周期長及所產(chǎn)橡膠性能差、產(chǎn)量低等問題，本發(fā)明提供一種超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法。該方法有效提高了天然橡膠的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)過程安全綠色無污染，所產(chǎn)天然生膠的拉伸性能和塑性保持率均有顯著提升，具有更優(yōu)異的物理性能。本發(fā)明改善了天然膠乳凝固和干燥工藝，將為天然橡膠加工領(lǐng)域帶來重要的技術(shù)突破和經(jīng)濟(jì)效益。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

3、一種超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，包括如下步驟：

4、s1:超重力溶碳反應(yīng)

5、將新鮮膠乳經(jīng)液體輸送泵由液相入口泵入超重力反應(yīng)器，二氧化碳經(jīng)氣體流量計由氣相入口進(jìn)入超重力反應(yīng)器；兩者在超重力反應(yīng)器中充分反應(yīng)溶解，反應(yīng)溶解后經(jīng)液相出口排出；

6、s2：靜置凝固

7、由液相出口排出的膠乳輸送到靜置凝固槽，靜置使其完全凝固，形成濕膠；

8、s3：脫水造粒

9、將濕膠輸送到擠出脫水機(jī)中脫除水分并進(jìn)行造粒加工；

10、s4：微波干燥

11、脫水后的濕膠輸送帶到微波干燥箱中進(jìn)行干燥，形成天然干膠。

12、優(yōu)選的，步驟s1中，超重力溶碳反應(yīng)使用的裝置包括超重力反應(yīng)器、氣體閥門、氣體流量計、壓力表、液體閥門、液體流量計、液體輸送泵。

13、優(yōu)選的，所述超重力反應(yīng)器包括電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、填料、旋轉(zhuǎn)腔、液相入口、液相出口、氣相出口、氣相入口；

14、優(yōu)選的，所述液體輸送泵為蠕動泵或隔膜泵；液體流量計為正位移流量計或超聲波流量計。

15、優(yōu)選的，所述超重力反應(yīng)器的外殼直徑250-5000mm，

16、優(yōu)選的，所述超重力反應(yīng)器的轉(zhuǎn)子內(nèi)徑50-1000mm，轉(zhuǎn)子外徑150-4000mm；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為100-2000rpm。

17、優(yōu)選的，所述填料為金屬絲網(wǎng)，絲網(wǎng)孔徑2-5mm。

18、優(yōu)選的，步驟s1中，運(yùn)行過程為持續(xù)進(jìn)液，連續(xù)進(jìn)氣；氣相為連續(xù)相，液相為分散相。

19、優(yōu)選的，步驟s1中，所述二氧化碳和新鮮膠乳的氣液比為1.3-1.7。

20、優(yōu)選的，步驟s2中，所述靜置的時間為30-120min。

21、優(yōu)選的，步驟s4中，所述微波干燥箱溫度為80-120℃，干燥時間為20-40min。

22、本發(fā)明所記載的任何范圍包括端值以及端值之間的任何數(shù)值以及端值或者端值之間的任意數(shù)值所構(gòu)成的任意子范圍。

23、如無特殊說明，本發(fā)明中的各原料均可通過市售購買獲得，本發(fā)明中所用的設(shè)備可采用所屬領(lǐng)域中的常規(guī)設(shè)備或參照所屬領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下有益效果：

25、本發(fā)明采用超重力溶碳技術(shù)使天然膠乳在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效凝固，后經(jīng)短暫微波干燥形成天然生膠的工作模式。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效提高了天然橡膠的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)過程更為安全綠色，所產(chǎn)天然生膠物理性能更為優(yōu)異，所制得生膠的門尼粘度在80-86，塑性保持率≥95％，扯斷伸長率≥730％，拉伸強(qiáng)度≥24mpa；為天然橡膠加工領(lǐng)域提供了可靠的技術(shù)支持。

技術(shù)特征：

1.一種超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于：步驟s1中，超重力溶碳反應(yīng)使用的裝置包括超重力反應(yīng)器、氣體閥門、氣體流量計、壓力表、液體閥門、液體流量計、液體輸送泵。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于：所述超重力反應(yīng)器包括電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、填料、旋轉(zhuǎn)腔、液相入口、液相出口、氣相出口、氣相入口。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于：所述液體輸送泵為蠕動泵或隔膜泵；液體流量計為正位移流量計或超聲波流量計。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于：所述超重力反應(yīng)器的外殼直徑250-5000mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于：所述超重力反應(yīng)器的轉(zhuǎn)子內(nèi)徑50-1000mm，轉(zhuǎn)子外徑150-4000mm；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為100-2000rpm。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于：所述填料為金屬絲網(wǎng)，絲網(wǎng)孔徑2-5mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于：步驟s1中，運(yùn)行過程為持續(xù)進(jìn)液，連續(xù)進(jìn)氣；氣相為連續(xù)相，液相為分散相；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于：步驟s2中，所述靜置的時間為30-120min。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，其特征在于：步驟s4中，所述微波干燥箱溫度為80-120℃，干燥時間為20-40min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種超重力耦合微波干燥生產(chǎn)天然橡膠的方法，包括如下步驟：S1:超重力溶碳反應(yīng)；S2：靜置凝固；S3：脫水造粒；S4：微波干燥。本發(fā)明采用超重力溶碳技術(shù)使天然膠乳在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效凝固，后經(jīng)短暫微波干燥形成天然生膠的工作模式。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明生產(chǎn)天然生膠的效率更高，操作更為安全綠色，所產(chǎn)天然生膠物理性能更為優(yōu)異，所制得生膠的門尼粘度在80?86，塑性保持率≥95％，扯斷伸長率≥730％，拉伸強(qiáng)度≥24MPa；為天然橡膠加工領(lǐng)域提供了可靠的技術(shù)支持。

技術(shù)研發(fā)人員：孫寶昌,李照銳,汪曉梅,陳建峰,初廣文,鄒海魁,張亮亮,羅勇,張東豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京化工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6