CN105153504B - 一种橡胶软化油 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶软化油，其通过下述方法制备：按照如下重量配比称取组分：胶粉100重量份、微裂解催化剂1~10重量份、酸化油20~40重量份、苯甲酸0.1~2重量份、活化剂0.2~5重量份；塑化：将上述材料混合均匀后，进行塑化，塑化条件为：常压80~120℃，塑化时间为10‑30min；制油：将步骤二所得物料导入锥形双螺杆或普通平行同向双螺杆机中，控制高温温度为280~350℃，控制冷却机组的温度为20~40℃，主机转速在100‑200 r/min，加料转速为10‑50r/min；出料冷却后既得。本发明的橡胶软化油多环芳烃PAHS含量为仅0.2‑0.8ppm，低于欧盟标准，高效环保。

Description

一种橡胶软化油

技术领域

本发明涉及一种橡胶软化油。

背景技术

橡胶生产中往往需要使用软化油以改善橡胶的性能。目前使用的软化油包括芳烃油、环烷油和石蜡油。各种产品的对比如下：（1）芳烃油：主要以苯、甲苯和二甲苯等芳香烃化合物为主要组份构成的混合物，芳香烃含量较高，芳香烃碳原子数含量60~85%，最低40%；适用于天然橡胶和各种合成橡胶；相容性最好，所得橡胶产品强度高，可加入量大，价格低廉，可以改善橡胶的混炼、压延/压出、成型粘性、硫化流动性等加工性能，可调整硫化胶硬度，改善硫化胶的抗湿滑特性，降低成本。但是欧盟指令2005/69/EC定量分析确定其具有致癌性，硫化胶力学性能下降，并且对填料和其他化学品的分散无积极作用。芳烃油颜色深、污染大、毒性大的特点，使其随着环保要求的提高将逐步被淘汰。（2）环烷油：是以环烷烃为主要组份的混合物，是对饱和环状碳链结构烃类的一种通俗称呼，专业语汇中通常称为环烷基油。由于其主要特征是分子中有一个或多个饱和环状碳链，外观呈油状液体，所以称为环烷油。芳烃碳原子数含量16~49%。其性能介于链烷烃及芳烃油之间，适用于天然橡胶、合成橡胶作加工操作油，其污染性比芳烃油小。（3）石蜡油：也叫链烷烃油。芳香烃碳原子数含量10~40%。与橡胶的相容性差，加工性能差，但对橡胶物理机械性能的影响比较好，用作一般软化剂，用量小于15份。用于饱和性橡胶效果更好。其污染性小或不污染、抗氧化、光安定性好但对胶料的粘合性不利（起抵制作用）且乳化性、相容性和低温性较差。

橡胶软化油中用量最大的是芳烃油，而普通芳烃油中含有较多的多环芳烃（PAHs），在其用于生产橡胶制品时会增加成品的PAHs含量。多环芳烃是非常有害的。它的危害性主要有致癌、诱变和致畸。多环芳烃的含量超标使我国橡胶制品的出口面临严峻的局面。如2005年7月我国出口欧洲的大量电动工具因PAHs含量超标而遭到查扣，此后德国、比利时等国又对我国一些PAHs含量超标产品采取了退货、下架、禁售等严厉措施。因此，严格控制橡胶生产中PAHs的引入量，探寻更环保的橡胶软化油显得尤为重要。

橡胶资源是有限的，但是橡胶的需求量猛增不下。再加上废橡胶的数量连年飙升和近年来国家一直倡导环境保护、节能减排和资源再利用，使橡胶资源再利用得到越来越多的关注。目前，国内外橡胶资源再利用的方法主要是热能利用、粉碎成胶粉和生产再生胶。其中发达国家多以热能利用为主，将废橡胶作为燃料提供热能，这是一种简单的一次性利用方法，资源无法再循环，而且处理燃烧时产生的烟尘需要极大的经济投入进行净化以避免环境污染。胶粉主要应用于制备再生橡胶、改性沥青、制成塑胶跑道、复合涂料等，胶粉在我国的应用还不完善，如胶粉改性沥青依然在探索阶段，所以绝大部分的胶粉都应用于制备再生橡胶。目前再生橡胶的生产依然存在着严重的二次污染，所得的再生橡胶的性能也不尽人意。因此，也需要探寻一种更为经济有效的胶粉尤其废橡胶生产的再生胶粉的利用方法是有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用胶粉生产的经济环保型橡胶软化油，其仅含有微量的多环芳烃，并可以替代其它软化油添加到橡胶混炼过程中，实现橡胶资源的环保再利用。

本发明采用如下技术方案：

本发明所制得的橡胶软化油可在天然橡胶、天然橡胶与合成胶的并用胶、三元乙丙橡胶、卤化丁基橡胶等硫化橡胶的混炼过程中替代现有软化油使用。

本发明的橡胶软化油通过下述方法制备：

步骤一：按照如下重量配比称取组分：胶粉100重量份、微裂解催化剂 1~10重量份、酸化油 20~40重量份、苯甲酸 0.1~2重量份、活化剂 0.2~5重量份；

步骤二：塑化：将上述材料混合均匀后，进行塑化，塑化条件为：常压80~120℃，塑化时间为10-30min；

步骤三：制油：将步骤二所得物料导入锥形双螺杆或普通平行同向双螺杆机中，控制高温温度为280~350℃，控制冷却机组的温度为20~40℃，主机转速在100-200 r/min，加料转速为10-50r/min；出料冷却后既得。

进一步的，本发明所述微裂解催化剂选自PTC-R橡胶催化再生还原剂或RV橡胶再生剂。

进一步的，本发明所述微裂解催化剂的重量份数为2~3重量份。

进一步的，本发明所述酸化油为植物油下脚料 。

进一步的，本发明所述酸化油的重量份数为30~35重量份。

进一步的，本发明所述活化剂选自橡胶活化剂420或450。

进一步的，本发明所述活化剂的重量份数为0.2~1重量份。

进一步的，本发明所述苯甲酸的重量份数为0.1~0.5重量份。

进一步的，本发明所述胶粉为橡胶制品胶粉，优选为轮胎胶粉。

本发明所述的植物油下角料是指在生产花生油、棉籽油、大豆油等食用植物油的过程中，产生的油脚，或称油角。

本发明的有益效果包括：

本发明的橡胶软化油通过专业检测机构检测多环芳烃PAHS含量为0.2-0.8ppm远远低于欧盟标准，是一种环保的软化油。

本发明的橡胶软化油为色泽黑亮的膏状橡胶油，由于其用胶粉生产，作为橡胶的一种产品，与橡胶有相当好的相容性，且在橡胶混炼过程中加入可以显著的提高橡胶的各项性能，如改善橡胶的压延/压出、成型粘性、硫化流动性等加工性能。同时本发明的橡胶软化油可以有效的缩短橡胶的混炼时间，最多可缩短1/3的混炼时间。

本发明的橡胶软化油使用胶粉制备，实现废旧橡胶生产的再生胶粉的合理化再利用，且胶粉价格低廉易得，有效的降低了生产成本；其通过力化学和高温的共同作用制备橡胶软化油，生产过程环保；本发明在常压下进行，有效的降低能耗，设备和人身相对安全。

具体实施方式

实施例1

按照如下重量配比称取组分：

40目废轮胎再生胶粉 100重量份

酸化油 30重量份

PTC-R 2重量份

苯甲酸 0.1重量份

橡胶活化剂420 0.5重量份

将废胶粉及其他原料按配方比例依次倒入胶粉塑化机组中，开始搅拌，待搅拌均匀后趁热排入双螺杆机中，控制胶粉温度为80℃。

设置双螺杆机各区温度为320℃-300℃-320℃-320℃-50℃，设置冷却机组温度为20℃，双螺杆机主机转速200r/min，加料转速为30r/min。出料冷却后包装。

实施例2

按照如下重量配比称取组分：

40目废三元乙丙胶粉 100重量份

酸化油 35重量份

PTC-R 2.5重量份

苯甲酸 0.3重量份

橡胶活化剂420 0.4重量份

将废胶粉及其他原料按配方比例依次倒入胶粉塑化机组中，开始搅拌，待搅拌均匀后趁热排入锥形螺杆机中，控制胶粉温度为120℃。

设置锥形螺杆机各区温度为350℃-320℃-350℃-350℃-50℃，设置冷却机组温度为20℃，双螺杆机主机转速200r/min，加料转速为30r/min。出料冷却后包装。

实施例3~7

实施例3~7采用如下表1的原料及操作条件制备。

表1 实施例3~7

实验例1 所制得橡胶软化油的多环芳烃含量

检测实施例1所得橡胶软化油中的多环芳烃含量，检测结果见表2。检测方法参考标准ZEK01.2-08。

表2 实施例1所得橡胶软化油中的多环芳烃含量检测结果

使用上述方法检测实施例2~7的多环芳烃的含量如下表3所示。

表3 实施例2~7所得橡胶软化油中的多环芳烃含量检测结果

*其它多环芳烃检测均低于检测限

根据上述试验结果可知，本发明各实施例所得的橡胶软化油中均仅萘可以检出，其他多环芳烃物质的含量均低于检测限，计算本品的多环芳烃总量不高于0.8mg/kg，极显著的低于欧盟标准的极限值。说明本发明所得的橡胶软化油多环芳烃含量极低，对人体的安全性高，完全符合出口标准；其使用亦可有效降低其下游产品中多环芳烃的含量。

实验例2 所制得橡胶软化油与其他软化油的性能比较

将实施例1或2所得橡胶软化油用于橡胶混炼过程，加入量为：5份和10份。

实验配方如下：

1、实施例1的软化油

天然橡胶50重量份，顺丁橡胶40重量份，丁苯橡胶10重量份，氧化锌 4重量份，硬脂酸 3重量份，防老剂4010NA 2重量份，*实施例1的软化油5重量份，炭黑 50重量份，促进剂 1.1重量份，硫黄 1.2重量份。

对比例：依照上述配方，将实施例1的软化油等比例分别替换为芳烃油、环烷油、石蜡油。

硫化条件：142℃×40min。

2、实施例2的软化油

三元乙丙橡胶 100重量份，氧化锌 5重量份，硬脂酸 1重量份，炭黑 90重量份，轻氧化钙 75重量份，*实施例2的软化油 10，促进剂BZ 2重量份，促进剂M 1重量份，促进剂TMTD 1重量份，硫黄 1.5重量份。

对比例：依照上述配方，将实施例2的软化油等比例分别替换为芳烃油、环烷油、石蜡油。

硫化条件：170℃×10min。

试验结果见表4和5。

表4 实施例1所得橡胶软化油与其他软化油的效果对比

表5 实施例2所得橡胶软化油与其他软化油的效果对比

根据上述试验结果可知，本发明所得橡胶软化油在橡胶混炼过程中加入可以代替传统橡胶软化油，实现橡胶的循环利用。

Claims (9)

1.一种橡胶软化油，其特征在于其通过下述方法制备：

步骤一：按照如下重量配比称取组分：胶粉100重量份、微裂解催化剂 1~10重量份、酸化油 20~40重量份、苯甲酸 0.1~2重量份、活化剂 0.2~5重量份，所述酸化油为植物油下脚料；

步骤二：塑化：将上述材料混合均匀后，进行塑化，塑化条件为：常压80~120℃，塑化时间为10-30min；

步骤三：制油：将步骤二所得物料导入锥形双螺杆或普通平行同向双螺杆机中，控制高温温度为280~350℃，控制冷却机组的温度为20~40℃，主机转速在100-200 r/min，加料转速为10-50r/min；出料冷却后既得。

2.根据权利要求1所述的一种橡胶软化油，其特征在于所述微裂解催化剂选自PTC-R橡胶催化再生还原剂或RV橡胶再生剂。

3.根据权利要求2所述的一种橡胶软化油，其特征在于所述微裂解催化剂的重量份数为2~3重量份。

4.根据权利要求1所述的一种橡胶软化油，其特征在于所述酸化油的重量份数为30~35重量份。

5.根据权利要求1所述的一种橡胶软化油，其特征在于所述活化剂选自橡胶活化剂420或450。

6.根据权利要求5所述的一种橡胶软化油，其特征在于所述活化剂的重量份数为0.2~1重量份。

7.根据权利要求1所述的一种橡胶软化油，其特征在于所述苯甲酸的重量份数为0.1~0.5重量份。

8.根据权利要求1~7任意一项所述的一种橡胶软化油，其特征在于所述胶粉为橡胶制品胶粉。

9.根据权利要求8所述的一种橡胶软化油，其特征在于所述橡胶制品胶粉为轮胎胶粉。