本發(fā)明屬于高分子材料科學(xué)領(lǐng)域，尤其是涉及一種膠乳快速干燥的方法。

背景技術(shù)：

膠乳是高聚物粒子分散在水介質(zhì)中所形成的相對(duì)穩(wěn)定的膠體分散體系，含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)52%-75%的水。由膠乳制造制品的流程為：膠乳、配合、成型、干燥、硫化。膠乳能生產(chǎn)很多干膠無(wú)法生產(chǎn)或生產(chǎn)很困難的產(chǎn)品，主要用于浸漬制品、膠乳膠絲、膠乳海綿、地毯背以及膠黏劑等五大類(lèi)產(chǎn)品。但膠乳本身因含水較多，成型后的半成品仍含有大量水分，由于這些水分不易除去，影響了膠乳在生產(chǎn)厚壁制品中的應(yīng)用，且天然膠乳變異性較大，不易控制產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性。因此干燥過(guò)程（去除水分）變得尤為重要，甚至某種程度上起決定性的作用。

膠乳干燥工藝可分為自然干燥和人工干燥，由于人工干燥是人為控制干燥過(guò)程，所以又稱為強(qiáng)制干燥。后者又可分為熱空氣干燥、高頻電熱干燥、微波干燥和紅外干燥。熱空氣干燥屬于對(duì)流給熱的方法，是膠乳制品干燥工藝最廣泛采用的方法。但合成膠乳的濕凝膠膜強(qiáng)度及其為硫化膠膜強(qiáng)度仍比天然膠乳膜的小，采用熱空氣干燥就可能因收縮而產(chǎn)生龜裂，尤其是透氣性能不好的丁基膠，干燥更為復(fù)雜。高頻電熱法干燥屬于內(nèi)部生熱式的干燥方法，通過(guò)一種高頻交變的電磁場(chǎng)，它可使偶極材料的原子或分子極化，并通過(guò)電磁場(chǎng)的迅速變化使之運(yùn)動(dòng)摩擦，從而使材料本身發(fā)熱。具有極性的橡膠固然可采用高頻電熱干燥，但非極性橡膠（如天然橡膠）卻難以在高頻電場(chǎng)作用下生熱干燥。同時(shí)，設(shè)備費(fèi)及使用費(fèi)較高。微波干燥屬于內(nèi)外部一起加熱的干燥方法，當(dāng)橡膠置于交變電磁場(chǎng)中時(shí)，帶有不對(duì)稱電荷的分子受到交變磁場(chǎng)的激勵(lì)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，由于物質(zhì)內(nèi)部原有的分子無(wú)規(guī)律熱運(yùn)動(dòng)和相鄰分子之間作用，分子的轉(zhuǎn)動(dòng)受到干擾和限制，產(chǎn)生“摩擦效應(yīng)”，結(jié)果一部分能量轉(zhuǎn)化為分子熱運(yùn)動(dòng)功能，即以熱的形式表現(xiàn)出來(lái)，從而橡膠被加熱。但微波干燥設(shè)備消耗的電能到電場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化率約50%，能量損失過(guò)大，且隨著干燥溫度的升高，橡膠吸收功率增大，溫度升高更大，難以有效平穩(wěn)的控制干燥溫度。雖然現(xiàn)代工業(yè)上采用紅外干燥的紅外波長(zhǎng)可使其能量穿透到原子、分子的間隙從而促使原子、分子的振動(dòng)加快、間距拉大進(jìn)而產(chǎn)生紅外熱效應(yīng)，但膠乳中對(duì)紅外敏感物質(zhì)少，仍需高溫下長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)干燥，干燥效率低、速率慢。

將紅外吸收劑鋁鎂水滑石引入膠乳中，經(jīng)紅外干燥，是一種干燥效率高、速率快，易于工業(yè)化生產(chǎn)的新型方法。本發(fā)明建議采用廉價(jià)易得的紅外吸收劑鎂鋁水滑石，利用紅外吸收劑鎂鋁水滑石中的陽(yáng)離子、陰離子對(duì)紅外光的吸收和其結(jié)構(gòu)中光學(xué)透明、尺寸小的層板對(duì)紅外光的透射、散射及漫反射，從而使膠乳快速干燥。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種設(shè)備簡(jiǎn)易，干燥過(guò)程高效，便于大規(guī)模生產(chǎn)的膠乳制品快速干燥的方法。

本發(fā)明的目的可通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

取干膠質(zhì)量比為3-80%的膠乳100份，若膠乳干膠質(zhì)量比大于30%，將膠乳的干膠質(zhì)量比稀釋到20%-30%，加入表面活性劑0.01-1.5份，攪拌0.01-0.1h，然后將紅外吸收劑鎂鋁水滑石在膠乳凝固劑溶液中溶解，攪拌0.01-0.1h，制成了含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的膠乳凝固劑溶液；在凝固池底部按100-500mL/m²均勻鋪上凝固劑溶液，將稀釋后的膠乳按5-20L/m²導(dǎo)入凝固池中，并加入配制好的含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的凝固劑溶液2-10份，直至膠乳完全凝固；對(duì)凝固后的膠料水洗、壓薄、水洗，用紅外線發(fā)生裝置進(jìn)行干燥；

所述凝固劑溶液濃度為20-99.99%；

所述紅外吸收劑鎂鋁水滑石的質(zhì)量為凝固劑質(zhì)量的0.01-10%；

所述紅外吸收劑鎂鋁水滑石溶解時(shí)間為0.01-0.5h；

所述表面活性劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、月桂酸銨、十二烷基硫酸鈉、N-甲基-N-油?；；撬徕c、平平加“O”、辛基苯基聚氧乙烯醚中的一種或幾種；

所述凝固劑溶液為鹽酸、甲酸、乙酸、氯化鈣、氯化鋅、硝酸鈣、乙酸環(huán)己胺、硅氟化鈉、鋅氨絡(luò)合物、聚乙烯甲基醚、聚丙二醇、聚醚聚甲醛縮二甲醇、氯化三甲基動(dòng)物脂銨或胰蛋白酶的水溶液中的一種或幾種。

膠乳的干膠質(zhì)量比優(yōu)選為8-76%。

加入表面活性劑量?jī)?yōu)選為0.1-1份。

凝固劑溶液濃度優(yōu)選為50～80%。

鎂鋁水滑石的質(zhì)量?jī)?yōu)選為凝固劑質(zhì)量的0.1 -8 %。

鎂鋁水滑石溶解時(shí)間優(yōu)選為0.1-0.2h。

本發(fā)明的有益效果是：一種膠乳快速干燥的方法，利用鋁鎂水滑石作為紅外吸收劑，將鋁鎂水滑石引入膠乳體系中。在紅外線發(fā)生裝置產(chǎn)生的紅外線照射下會(huì)提升膠乳體系的紅外吸收效率，從而達(dá)到了加速干燥的目的，這種紅外吸收劑可用作膠乳的快速干燥。

含鎂鋁水滑石的膠乳在紅外線照射下的機(jī)理研究如下：

紅外吸收劑鎂鋁水滑石中在400 cm^-1至3500cm^-1范圍內(nèi)均存在紅外吸收峰。碳酸根在1360 cm^-1處有較強(qiáng)的紅外吸收峰；1050 cm^-1以下區(qū)域是金屬-氧鍵的振動(dòng)而產(chǎn)生的骨架振動(dòng)吸收譜帶，如：氧化鋁在遠(yuǎn)紅外窗口存在 Al-O 吸收振動(dòng)(752 cm^-1和 634 cm^-1)和Mg-O吸收振動(dòng)（500 cm^-1）等，它們的振動(dòng)吸收是使水滑石成為紅外吸收材料的原因之一。此外，紅外吸收劑鎂鋁水滑石層板上羥基的振動(dòng)吸收也能起到加強(qiáng)紅外吸收的作用。當(dāng)紅外吸收劑鎂鋁水滑石在凝固劑溶液中溶解后，可以很好地分散于膠乳體系中，與膠乳有良好的界面性和相容性。同時(shí)，分散在膠乳中的紅外吸收劑鎂鋁水滑石具有以下特征：一方面尺寸效應(yīng)化的氧化鋁表面原子所占的比例增大，當(dāng)原子結(jié)合成分子時(shí)，分子鍵長(zhǎng)和鍵角會(huì)發(fā)生不同程度的扭曲，當(dāng)分子鍵發(fā)生振動(dòng)就能拓展紅外吸收頻率；另一方面，由于紅外吸收劑鎂鋁水滑石表面存在較多懸掛鍵，會(huì)產(chǎn)生紅外等離子體基元激發(fā)，從而增強(qiáng)紅外吸收的強(qiáng)度。另外，獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有優(yōu)異的紅外吸收能力和較寬的紅外吸收范圍，且層間陰離子可與各種陰離子,包括無(wú)機(jī)離子、有機(jī)離子、同多離子和雜多離子以及配位化合物的陰離子進(jìn)行交換，改變水滑石的紅外吸收性能，并賦予水滑石不同的性質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施實(shí)例1中含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然膠乳與不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然膠乳紅外干燥時(shí)“含水量—干燥時(shí)間”關(guān)系曲線。

圖2為實(shí)施實(shí)例2中含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然膠乳與不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然膠乳紅外干燥時(shí)的紅外吸收光譜圖。

圖3為實(shí)施實(shí)例3中含紅外吸收劑的天然膠乳與不含紅外吸收劑的天然膠乳紅外干燥后的熱重分析。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

取干膠質(zhì)量比為60%的天然膠乳100份，將膠乳的干膠質(zhì)量比稀釋到20%，加入月桂酸銨0.1份，攪拌0.1 h，然后將紅外吸收劑鎂鋁水滑石在濃度為50%的乙酸中溶解0.1h，攪拌0.01h，制成了含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的乙酸溶液；在凝固池底部按400mL/m²均勻鋪上濃度為20%的乙酸溶液，將稀釋后的膠乳按10L/m²導(dǎo)入凝固池中，并加入配制好的含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的凝固劑溶液4份，直至膠乳完全凝固；對(duì)凝固后的膠料水洗、壓薄、水洗后，利用紅外燈進(jìn)行干燥，控制干燥溫度約為100℃。從圖1的含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠和不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠的紅外干燥曲線中知，干燥溫度約為100℃，干燥時(shí)間為2～4min時(shí)，加入鎂鋁水滑石的天然橡膠干燥曲線斜率更高，表明鎂鋁水滑石的加入使得天然橡膠的干燥速率加快；且含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠比不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠初始含水量高21%左右，但干燥時(shí)間超過(guò)4 min后，含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠含水量均低于不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠，體現(xiàn)出優(yōu)良的干燥效果。

實(shí)施例2

取干膠質(zhì)量比為76%的天然膠乳100份，將膠乳的干膠質(zhì)量比稀釋到30%，加入十二烷基硫酸鈉 1份，攪拌0.1h，然后將紅外吸收劑鎂鋁水滑石在濃度為30%的鹽酸中溶解0.01 h，攪拌0.01 h，制成了含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的鹽酸溶液；在凝固池底部按300mL/m²均勻鋪上濃度為30%的鹽酸溶液，將稀釋后的膠乳按30L/m²導(dǎo)入凝固池中，并加入配制好的含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的凝固劑溶液5份，直至膠乳完全凝固；對(duì)凝固后的膠料水洗、壓薄、水洗后，利用紅外燈進(jìn)行干燥，控制干燥溫度約為100℃。從圖2含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠和不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠的傅里葉紅外光譜圖中知，含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠比不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的橡膠紅外吸收能力更強(qiáng)，尤其在波數(shù)2800 cm^-1左右添加了紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠樣品紅外吸收峰面積明顯增大，體現(xiàn)出顯著的紅外吸收能力。

實(shí)施例3

取干膠質(zhì)量比為35%的鮮膠乳100份，加入平平加“O” 1份，攪拌0.1h，然后將紅外吸收劑鎂鋁水滑石在濃度為30%的乙酸中溶解0.1 h，攪拌0.01 h，制成了含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的鹽酸溶液；在凝固池底部按200mL/m²均勻鋪上濃度為30%的乙酸溶液，將鮮膠乳按30L/m²導(dǎo)入凝固池中，并加入配制好的含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的凝固劑溶液8份，直至膠乳完全凝固；對(duì)凝固后的膠料水洗、壓薄、水洗后，利用紅外燈進(jìn)行干燥，控制干燥溫度約為100℃。圖3為含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠與不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠的熱重曲線，從圖中可知，含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠在約100℃時(shí)，重量百分比減少，此時(shí)是脫水過(guò)程。而不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠在約150℃時(shí)，重量百分比減少，開(kāi)始脫水。相比而言，含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠脫水時(shí)的溫度比不含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的天然橡膠脫水時(shí)溫度低50℃左右，在實(shí)際大規(guī)模生產(chǎn)中，可以節(jié)約33.33%左右的能量。

實(shí)施例4

取干膠質(zhì)量比為60%的丁苯膠乳100份，將膠乳的干膠質(zhì)量比稀釋到20%，加入氫氧化鉀0.1份，攪拌0.1 h，然后將紅外吸收劑鎂鋁水滑石在濃度為50%的乙酸中溶解0.1h，攪拌0.01h，制成了含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的乙酸溶液；在凝固池底部按300mL/m²均勻鋪上濃度為50%的乙酸溶液，將稀釋后的膠乳按10L/m²導(dǎo)入凝固池中，并加入配制好的含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的凝固劑溶液4份，直至膠乳完全凝固；對(duì)凝固后的膠料水洗、壓薄、水洗后，利用紅外燈進(jìn)行干燥，控制干燥溫度為105℃。

實(shí)施例5

取干膠質(zhì)量比為3%的天然膠乳100份，加入氫氧化鈉0.01份，攪拌0.01 h，然后將紅外吸收劑鎂鋁水滑石在濃度為20%的甲酸和乙酸混合溶液中溶解0.01h，攪拌0.01h，制成了含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的甲酸和乙酸混合溶液；在凝固池底部按100mL/m²均勻鋪上濃度為20%的甲酸溶液，將稀釋后的膠乳按20L/m²導(dǎo)入凝固池中，并加入配制好的含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的凝固劑溶液4份，直至膠乳完全凝固；對(duì)凝固后的膠料水洗、壓薄、水洗后，利用紅外燈進(jìn)行干燥，控制干燥溫度約為110℃。

實(shí)施例6

取干膠質(zhì)量比為80%的天然膠乳100份，將膠乳的干膠質(zhì)量比稀釋到20%，加入辛基苯基聚氧乙烯醚1份，攪拌0.1 h，然后將紅外吸收劑鎂鋁水滑石在濃度為80%的氯化鈣和乙酸混合溶液中溶解0.1h，攪拌0.1h，制成了含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的氯化鈣和鹽酸混合溶液；在凝固池底部按500mL/m²均勻鋪上濃度為20%的氯化鈣和鹽酸混合溶液，將稀釋后的膠乳按10L/m²導(dǎo)入凝固池中，并加入配制好的含紅外吸收劑鎂鋁水滑石的凝固劑溶液4份，直至膠乳完全凝固；對(duì)凝固后的膠料水洗、壓薄、水洗后，利用紅外燈進(jìn)行干燥，控制干燥溫度約為115℃。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)上對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。