CN103665897A - 橡胶防护剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶领域，具体涉及一种橡胶防护剂。本发明的橡胶防护剂包括下述重量份数的组分：聚乙烯蜡5-20、微晶蜡10-30、混晶蜡5-20、乙二醇2-8、 甘油3-10、乙烯-醋酸乙烯共聚物2-10、苯甲酸钠1-6、纳米氧化锌2-6、2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 1-5、N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺1-6、油酸丁酯1-8。采用本发明的配方生产的橡胶防护剂，使橡胶在具备高弹性的同时，不饱和双键的化学反应不会致使橡胶与空气中的臭氧及其它化学物质发生反应，耐光、热作用增强，不易产生龟裂，保持其弹性。
Description
技术领域
本发明属于橡胶领域，具体涉及一种橡胶防护剂。
背景技术
在橡胶工业中，有许多的橡胶防护剂，其中最为普通使用的是工业石蜡或高熔点糖白蜡与地蜡混合而成的防护剂，用于橡胶后，在硫化后喷出于制品表面形成一层物理保护膜，能较好的防止制品表面臭氧龟裂，但是蜡在橡胶中的防护效果主要是取决于蜡在橡胶中的迁移或扩散性，以及蜡在表面保护膜中所能呈现的结晶状态。工业石蜡或地蜡均以正构直链烷烃为主要成分，在橡胶中迁移性较大，它比相同分子量的异构烷烃移动得快，极易形成晶粒而附于橡胶及制品的表面，由于晶粒大，孔隙度也大，加之动态状态下受屈挠性的影响，使蜡膜极易龟裂，容易使臭氧和射线穿透，致使制品老化发脆而损坏，达不到对橡胶的防护效果。对于合成胶料中的氯丁胶来说，
随着我国汽车工业的发展，子午线轮胎的需求量日益增长，用于生产子午线轮胎的原材料需求量也呈现出高速发展的势头，橡胶防护蜡是生产子午线轮胎的重要材料，最初橡胶防护蜡是生产子午线轮胎的重要原材料。
国外著名的橡胶防护蜡生产厂家有莱茵公司、ASTOR公司和ENICHEM公司，其中莱茵公司进行了大量的基础研究工作，该公司根据不同碳原子数的石蜡在不同温度下向橡胶表面錅的速度，设计了在0、5、25、35、40和50℃使用温度下抗臭氧作用的橡胶的防护蜡。改性橡胶防护蜡性能优异，使用改性橡胶防护蜡可以减小化学防老剂的用量。
橡胶防护蜡主要分为普通石蜡和微晶蜡两种。石蜡是以减压馏分油为原料，经过溶剂精制、溶剂脱油、精制、成型和包装等工艺即可得到市售商品石蜡。石蜡分为皂蜡、粗蜡、半精炼蜡和全精炼蜡等，第一类根据熔点的高低而分为多种牌号，常用的牌号有54#和58#两种。
石蜡的相对分子质量较微晶蜡低，一般在300-500之间，碳原子数为20-35，相对密度为0.86-0.94，熔点为30-70℃，石蜡呈大片状结晶，商品石蜡主要成分是正构烷烃，另外还含有异构烷烃、单环环烷烃、双环环烷烃、单环芳烃和双环芳烃。
微晶蜡是以减压残渣油为原料，经过溶剂脱沥青，溶剂精制、溶剂脱蜡脱油、精制、成型和包装等工艺而得到市售的商品微晶蜡。
微晶蜡结晶细小，相对分子质量在500-700范围内，碳原子数为35-55，滴点为60-90℃，微晶蜡的分子结构比石蜡更复杂，正构烷烃类和芳香烃类的质量分数较小，异构烷烃和长侧链烷烃质量分数较大，微晶蜡化学性质比较活泼，与发烟硫酸发生剧烈的反应并产生泡沫和发热，微晶蜡还可以与氯磺酸发生反应，而石蜡与发烟硫酸和氯磺酸不起反应，其化学性质不活泼。
橡胶与橡胶防护蜡形成一种固体溶液，在较高温度下，橡胶防护蜡完全溶解于橡胶，在较低温度下，由于橡胶防护蜡在橡胶溶解性差，此时橡胶防护蜡在橡胶中呈过饱和状态，故橡胶防护蜡从橡胶内部连续不断迁移到橡胶的表面，形成一层均匀的蜡膜，此蜡膜隔绝了大气中臭氧与橡胶表面的接触。
石蜡作为橡胶防老剂时，其迁移到橡胶表面喷霜而成的蜡膜结晶成松散的、具有孔隙的、与橡胶附着力较小的撚性蜡膜，此蜡膜容易呈片状从橡胶表面脱落下来，因而臭氧容易穿透此蜡膜与橡胶分子双键进行反应而发生橡胶老化现象。
微晶蜡分子中含有较多的高相对分子质量异构烷烃和带有长侧链的环烷烃，其熔点高、韧性好，结晶细小，致密，粘度大，因此用微晶蜡作为橡胶防老剂时，其迁移到橡胶表面速度较慢，形成的蜡膜韧性好，致密，附着性好且不易脱落。但由于微昌蜡迁移速度较慢，故形成蜡膜的时间较长，蜡膜较薄。
若石蜡与微晶蜡根据一定的比例混合 （即正构烷烃与异构烷烃按比例混合 ），结晶会形成无定形的、致密的、较厚的蜡膜，可有效防止臭氧的穿透，从而达到良好的防护臭氧的目的。
橡胶防护蜡的防护性能受许多因素的影响，其中主要的影响因素有橡胶防护蜡的碳原子数分布，正异构烃的比例、使用温度、交联度、配合剂、胶料种类、载荷、填料、软化剂等。
其中碳原子数分布和正异构烃比例是关键因素，对橡胶防护蜡的防护性能有决定性的影响。
橡胶防护剂是以橡胶味基料配置而成的胶粘剂，几乎所有的天然橡胶和合成橡胶都可以用于配置胶粘剂，按照橡胶基料的组成，可分为天然橡胶防护剂和合成橡胶防护剂两大类。合成橡胶防护剂常用的品种有氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等，其中氯丁橡胶粘合剂是合成橡胶防护剂中产量最大、用途最广的一个品种。橡胶是一种弹性体，不但在常温下具有显著的高弹性，而且能在很大温度范围内具有这种性质，变形性可达数倍。利用橡胶这一性质配制的胶粘剂，柔韧性优良，具有优异的耐蠕变、耐挠曲及耐冲击震动等特性，适用于不同线膨胀系数材料之间及动态使用的部件或制品的胶接，在工业生产中应该极为广泛。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种耐油、耐高温、耐光、耐臭氧保护橡胶不与上述的光、热、臭氧等反应的橡胶防护剂。
本发明的橡胶防护剂包括下述重量份数的组分：
聚乙烯蜡 5-20 微晶蜡10-30
混晶蜡 5-20 乙二醇2-8
甘油 3-10 乙烯-醋酸乙烯共聚物2-10
苯甲酸钠 1-6 纳米氧化锌2-6
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 1-5
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 1-6
油酸丁酯 1-8。
优选的，本发明的橡胶防护剂包括下述重量份数的组分：
聚乙烯蜡 6-18 微晶蜡12-25
混晶蜡 6-18 乙二醇2-7
甘油 3-9 乙烯-醋酸乙烯共聚物2-9
苯甲酸钠 1-6 纳米氧化锌2-5
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 1-5
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 1-5
油酸丁酯 1-7。
更优选的，本发明的橡胶防护剂包括下述重量份数的组分：
聚乙烯蜡 12 微晶蜡15
混晶蜡 10 乙二醇5
甘油 8 乙烯-醋酸乙烯共聚物8
苯甲酸钠 4 纳米氧化锌4
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 3
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 3
油酸丁酯 5。
本发明的橡胶防护剂的制备方法，包括下述的步骤：
（1）取总重量50%的聚乙烯蜡、30%的微晶蜡、45%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液A；
（2）再取总重量50%的聚乙烯蜡、70%的微晶蜡、55%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液B；
（3）在混合液A中加入乙二醇、甘油、乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌均匀；
（4）在混合液B中苯甲酸钠、纳米氧化锌、2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体、N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺、油酸丁酯；搅拌均匀；
（5）再将上述的两种溶液混合，冷却，造粒成型和包装。
上述的步骤（1）中搅拌的温度为80℃ -90℃，搅拌时间为1-2 小时，搅拌的转速为50-60r/min。
步骤（2）中搅拌的温度为90℃ -110℃，搅拌时间为1-2 小时，搅拌的转速为60-70r/min。
步骤（3）中搅拌的温度为90℃ -100℃，搅拌时间为1-2 小时，搅拌的转速为60-70r/min。
步骤（4）中搅拌的温度为110℃ -130℃，搅拌时间为1-2 小时，搅拌的转速为60-80r/min。
本发明的有益效果在于，采用本发明的配方生产的橡胶防护剂，使橡胶在具备高弹性的同时，不饱和双键的化学反应不会致使橡胶与空气中的臭氧及其它化学物质发生反应，耐光、热作用增强，不易产生龟裂，保持其弹性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
聚乙烯蜡 12 微晶蜡15
混晶蜡 10 乙二醇5
甘油 8 乙烯-醋酸乙烯共聚物8
苯甲酸钠 4 纳米氧化锌4
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 3
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 3
油酸丁酯 5。
（1）取总重量50%的聚乙烯蜡、30%的微晶蜡、45%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液A；搅拌的温度为85℃，搅拌时间为1.5 小时，搅拌的转速为55r/min；
（2）再取总重量50%的聚乙烯蜡、70%的微晶蜡、55%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液B，步骤（2）中搅拌的温度为95℃，搅拌时间为1.5 小时，搅拌的转速为65r/min；
（3）在混合液A中加入乙二醇、甘油、乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌均匀，搅拌的温度为95℃，搅拌时间为1.5 小时，搅拌的转速为65r/min；
（4）在混合液B中苯甲酸钠、纳米氧化锌、2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体、N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺、油酸丁酯；搅拌均匀，搅拌的温度为120℃，搅拌时间为1.5小时，搅拌的转速为70r/min；
（5）再将上述的两种溶液混合，冷却，造粒成型和包装。
实施例2
聚乙烯蜡 5 微晶蜡10
混晶蜡 5 乙二醇2
甘油 3 乙烯-醋酸乙烯共聚物2
苯甲酸钠 1 纳米氧化锌2
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 1
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 1
油酸丁酯 1。
（1）取总重量50%的聚乙烯蜡、30%的微晶蜡、45%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液A；搅拌的温度为80℃，搅拌时间为1 小时，搅拌的转速为50r/min；
（2）再取总重量50%的聚乙烯蜡、70%的微晶蜡、55%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液B，步骤（2）中搅拌的温度为90℃，搅拌时间为1小时，搅拌的转速为60r/min；
（3）在混合液A中加入乙二醇、甘油、乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌均匀，搅拌的温度为90℃，搅拌时间为1小时，搅拌的转速为60r/min；
（4）在混合液B中苯甲酸钠、纳米氧化锌、2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体、N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺、油酸丁酯；搅拌均匀，搅拌的温度为110℃℃，搅拌时间为1小时，搅拌的转速为60r/min；
（5）再将上述的两种溶液混合，冷却，造粒成型和包装。
实施例3
聚乙烯蜡 20 微晶蜡30
混晶蜡 20 乙二醇8
甘油 10 乙烯-醋酸乙烯共聚物10
苯甲酸钠6 纳米氧化锌6
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 5
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 6
油酸丁酯 8。
（1）取总重量50%的聚乙烯蜡、30%的微晶蜡、45%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液A；搅拌的温度为90℃，搅拌时间为2 小时，搅拌的转速为60r/min；
（2）再取总重量50%的聚乙烯蜡、70%的微晶蜡、55%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液B，步骤（2）中搅拌的温度为110℃，搅拌时间为2 小时，搅拌的转速70r/min；
（3）在混合液A中加入乙二醇、甘油、乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌均匀，搅拌的温度为100℃，搅拌时间为2 小时，搅拌的转速为70r/min；
（4）在混合液B中苯甲酸钠、纳米氧化锌、2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体、N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺、油酸丁酯；搅拌均匀，搅拌的温度为130℃，搅拌时间为2 小时，搅拌的转速为80r/min；
（5）再将上述的两种溶液混合，冷却，造粒成型和包装。
实施例4
聚乙烯蜡 15 微晶蜡20
混晶蜡 10 乙二醇5
甘油 5 乙烯-醋酸乙烯共聚物5
苯甲酸钠 3 纳米氧化锌3
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 3
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 3
油酸丁酯 3。
（1）取总重量50%的聚乙烯蜡、30%的微晶蜡、45%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液A；搅拌的温度为85℃，搅拌时间为1.5 小时，搅拌的转速为55r/min；
（2）再取总重量50%的聚乙烯蜡、70%的微晶蜡、55%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液B，步骤（2）中搅拌的温度为95℃，搅拌时间为1.5 小时，搅拌的转速为65r/min；
（3）在混合液A中加入乙二醇、甘油、乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌均匀，搅拌的温度为95℃，搅拌时间为1.5 小时，搅拌的转速为65r/min；
（4）在混合液B中苯甲酸钠、纳米氧化锌、2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体、N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺、油酸丁酯；搅拌均匀，搅拌的温度为120℃，搅拌时间为1.5 小时，搅拌的转速为65r/min；
（5）再将上述的两种溶液混合，冷却，造粒成型和包装。
Claims (8)
1.一种橡胶防护剂，其特征在于，所述的橡胶防护剂包括下述重量份数的组分：
聚乙烯蜡 5-20 微晶蜡10-30
混晶蜡 5-20 乙二醇2-8
甘油 3-10 乙烯-醋酸乙烯共聚物2-10
苯甲酸钠 1-6 纳米氧化锌2-6
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 1-5
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 1-6
油酸丁酯 1-8。
2.如权利要求1所述的一种橡胶防护剂，其特征在于，所述的橡胶防护剂包括下述重量份数的组分：
聚乙烯蜡 6-18 微晶蜡12-25
混晶蜡 6-18 乙二醇2-7
甘油 3-9 乙烯-醋酸乙烯共聚物2-9
苯甲酸钠 1-6 纳米氧化锌2-5
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 1-5
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 1-5
油酸丁酯 1-7。
3.如权利要求1所述的一种橡胶防护剂，其特征在于，所述的橡胶防护剂包括下述重量份数的组分：
聚乙烯蜡 12 微晶蜡15
混晶蜡 10 乙二醇5
甘油 8 乙烯-醋酸乙烯共聚物8
苯甲酸钠 4 纳米氧化锌4
2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体 3
N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺 3
油酸丁酯 5。
4.如权利要求1所述的一种橡胶防护剂的制备方法，包括下述的步骤：
（1）取总重量50%的聚乙烯蜡、30%的微晶蜡、45%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液A；
（2）再取总重量50%的聚乙烯蜡、70%的微晶蜡、55%的混晶蜡混合搅拌，直到完全溶解，得到混合液B；
（3）在混合液A中加入乙二醇、甘油、乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌均匀；
（4）在混合液B中苯甲酸钠、纳米氧化锌、2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚合体、N-1，3二甲基丁基N’苯基对苯二胺、油酸丁酯；搅拌均匀；
（5）再将上述的两种溶液混合，冷却，造粒成型和包装。
5.如权利要求1所述的一种橡胶防护剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中搅拌的温度为80℃ -90℃，搅拌时间为1-2 小时，搅拌的转速为50-60r/min。
6.如权利要求1所述的一种橡胶防护剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）中搅拌的温度为90℃ -110℃，搅拌时间为1-2 小时，搅拌的转速为60-70r/min。
7.如权利要求1所述的一种橡胶防护剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中搅拌的温度为90℃ -100℃，搅拌时间为1-2 小时，搅拌的转速为60-70r/min。
8.如权利要求1所述的一种橡胶防护剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤（4）中搅拌的温度为110℃ -130℃，搅拌时间为1-2 小时，搅拌的转速为60-80r/min。
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