CN105219106B - 一种清洁橡胶软化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洁橡胶软化剂，该软化剂由以下重量百分数计的原料组成：60‑65%的抽出油、20‑25%的压渣油、10‑15%的白油及2‑2.5%的三元乙丙橡胶，上述的抽出油中芳烃含量不高于20%，以重量百分数计。本发明提供的清洁橡胶软化剂采用低价且来源广泛的废油料作为基础油，成本低廉且节约能源；选用三元乙丙橡胶粒料，能方便地大幅度调节粘度，从而缩短胶料硫化工艺周期，进一步降低成本，且CA值保持在8‑10%，不影响橡胶制品的强度及使用寿命。

Description

一种清洁橡胶软化剂

技术领域

本发明涉及一种工业橡胶添加剂，具体地说，涉及一种使用在生产橡胶制品的新型清洁软化剂。

背景技术

橡胶轮胎等制品在使用中，在一定的温度下，橡胶制品中的软化剂中的有害物芳烃散发至空气中，造成空气污染。国外有关学者经多年研究，认为橡胶制品中所使用的软化剂中的芳烃含量在8-10%（CA值），综合性指标最为适宜。所谓综合性指标，主要是指该含量CA值在8-10%时，对橡胶制品的强度、对空气的污染程度等的最佳选择。故，该类软化剂被称为清洁软化剂油。

软化剂油中的CA值大（一般含量在35%左右），有利的是对橡胶胶料的互溶性佳，可配入比较多的增强剂（如炭黑等），提高橡胶制品的强度，但芳烃含量大，会严重影响空气质量，远超欧盟的REACH法规的要求（CA6%）。但CA值6%的含量，会影响橡胶制品的强度，降低橡胶制品的使用寿命。因此，国外的有关研究者，多年的研究结论是：橡胶软化剂中的CA值含量在8%-10%，在橡胶制品使用中，同样的工况下，与 CA6%比对环境的污染程度接近，但可大幅提高橡胶制品的使用寿命，故对此类橡胶软化剂称为清洁橡胶软化剂。新型清洁软化剂的质量指标如下表1所示。

表1：合格的清洁软化剂的质量指标

根据用户反映和从橡胶行业协会处了解到，尚未有符合此主要质量指标的清洁橡胶软化剂面世。

发明内容

本发明的目的是提供一种不会影响橡胶制品的强度，且不会降低橡胶制品的使用寿命的清洁型软化剂，其中的CA值含量在8%-10%之间，且基础油来源广泛，成本低廉。

为了达到上述目的，本发明提供了一种清洁橡胶软化剂，该软化剂由以下重量百分数计的原料组成：

抽出油 60-65%；

压渣油 20-25%；

白油 10-15%；

三元乙丙橡胶 2-2.5%；

所述的抽出油中芳烃含量不高于20%，以重量百分数计。

上述的清洁橡胶软化剂，其中，所述的抽出油中芳烃含量为15-20%，以重量百分数计。

上述的清洁橡胶软化剂，其中，所述的抽出油来自于炼油厂润滑精制工艺产生的抽出废料油。

上述的清洁橡胶软化剂，其中，所述的压渣油来自于炼油厂润滑油、石蜡油精制工艺产生的白土渣中的压出废油料。

上述的清洁橡胶软化剂，其中，所述的白油为32号工业白油。

上述的清洁橡胶软化剂，其中，所述的三元乙丙橡胶是由乙丙二单体加入易促进胶料硫化速度的第三单体形成的粒料。

所述的软化剂的通过物理调合制备。优选地，所述的软化剂通过分段调合制备：由部分抽出油与三元乙丙橡胶调成粘度控制母液；剩余的抽出油与压渣油进行第一段调合，得第一段调合液；第一段调合液与白油进行第二段调合，得第二段调合液；第二段调合液与粘度控制母液进行第三段调合，从而制得软化剂。

优选地，所述的粘度控制母液中的部分抽出油占抽出油总量的1/6，以体积百分数计。

本发明的软化剂配方中抽出油作为基础油料，其成本低廉且来源广泛，但粘度较低，而压渣油除去水分后，粘度较高且其CA值低、成本低，从而可作为一部分基础油；白油属于轻质润滑油，用于调节CA值；三元乙丙橡胶粒料与基础油料互溶迅速，且使用方便，其调节油料粘度的效果也非常好。

本发明通过选择低价且富有的基础油来控制成本，通过选择工业白油控制软化剂的CA值，通过三元乙丙橡胶调整软化剂的粘度，并通过同步配置粘度控制母液，以缩短加工周期，降低生产成本，而且，本发明采用低温溶解、互溶的物理反应，多段调合加工，更加安全环保。

本发明的技术方案具有如下技术效果：

1.选用低价且来源广泛的废油料作为基础油，有利于成本控制，节约能源，并能确保长期工业化生产，基础油选择范围大，主要原料有保障；

2.选用三元乙丙橡胶粒料，能方便地大幅度调节粘度，有利于促进橡胶胶料的硫化，从而缩短胶料硫化工艺周期；

3.选用工业白油调节CA值，方便且非常有效；

4.本发明的工艺采用一部分基础油与三元乙丙橡胶粒料配置粘度提高的母液，缩短了加工周期，且更方便调节粘度，多段加工，低温物理反应，使整个加工期安全，环保，无三废产生，效率高。

附图说明

图1是本发明的软化剂的制备工艺图。

图2是本发明的软化剂中三元乙丙橡胶添加量与粘度关系示意图。

图3是本发明的软化剂中白油添加量与CA值曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步地说明。

如图1所示，本发明的软化剂的制备工艺如下：

将三元乙丙橡胶加入到40℃的抽出油第二部分（1/6总量抽出油，以体积百分数计）内，在40℃恒温8h时完全互溶，配制成粘度调整母液。

抽出油第一部分（总量抽出油剩余部分，即总量的5/6）与压渣油在调合釜第一段中配制成CA值约在12-15%左右的基础油料，50-60℃，搅拌速度为60-70r/min（转/分钟），混合均匀后，转入到60-70℃的调合釜第二段，40-50r/min，加入工业白油，调节CA值至符合质量指标（8-10%）；然后，转入到40-50℃调合釜第三段中，50-60 r/min，加入上述的粘度调整母液，通过控制加入量的不同而调节粘度。

本发明采用分段调合，为使得混合液完全互溶以及缩短加工周期，确保成品液不产生分离现象，各段调合温度与机械搅拌速度均不同。

整个生产工艺操作方便，灵活，安全且因是物理反应，无新的三废产生，粘度调整母液可同步加工，整个加工周期较常规工艺短，有利于成本控制。原低CA值的橡胶软化剂是经多段加氢化学反应制备，物耗高，成本也高，而本发明的低CA值、高粘度的橡胶软化剂，利用物理反应方法，安全环保。

采用上述的分段调合方法，研究了三元乙丙橡胶添加量与粘度的关系，如图2所示，当添加量在2-2.5%时，粘度指标能满足质量指标要求，且随着添加量增加，粘度也随之增加，这说明采用三元乙丙橡胶作为粘度提高添加剂，有利于基础油的粘度范围扩大，从而能扩大基础油料的选择范围，且添加量增多更有利于橡胶胶料硫化。该曲线图还表明，选用三元乙丙橡胶作为粘度提高添加剂的优越性：当用户对粘度指标的要求提高时，可提高三元乙丙橡胶的添加量来方便调整，因为三元乙丙橡胶粒料在含芳烃的油料中互溶优良。实验表明，当添加量在重量百分比≤10%时，在40-50℃的抽出油中，在4-6h的浸渍工况下，完全互溶。

白油添加量与CA值的关系如图3所示，当白油加入量增加，基础油的CA值降低，形成反比关系。这种关系显然可方便解决调整基础油中CA值的不同要求，扩大了基础油的选择范围，有利于原料的供应保障，且可选择更低价的原料，以控制成本。

基于上述三元乙丙橡胶的添加量、白油添加量的研究，经实验确定能满足表1中质量要求的本发明的清洁橡胶软化剂由以下重量百分数计的原料组成：

抽出油 60-65%；

压渣油 20-25%；

白油 10-15%；

三元乙丙橡胶 2-2.5%；

所述的抽出油中芳烃含量不高于20%，优选为15-20%。

一些较佳实施例中，所述的抽出油来自于炼油厂润滑精制工艺产生的抽出废料油。

一些较佳实施例中，所述的压渣油来自于炼油厂润滑油、石蜡油精制工艺产生的白土渣中的压出废油料。

一些较佳实施例中，所述的白油为32号工业白油。

一些较佳实施例中，所述的三元乙丙橡胶是由乙丙二单体加入易促进胶料硫化速度的第三单体形成的粒料

实施例1-3及对比例1-6

采用上述的分段调合方法分别制备实施例1-3与对比例1-6的软化剂，实施例1-3与对比例1-6的配方及质量测试结果如下表2所示，分析方法同表1所述。

表2：实施例1-3及对比例1-6的物料配比（wt%）

由表2可知，实施例1-3能符合质量指标要求。可见，将60-65%的抽出油（芳烃含量不高于20%）、20-25%的压渣油、10-15%的白油及2-2.5%的三元乙丙橡胶，采用上述分段调合方法制备橡胶软化剂，其密度、粘度、闪点、水份、挥发份及CA值均能达到表1中的质量指标要求。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种清洁橡胶软化剂，其特征在于，该软化剂由以下重量百分数计的原料组成：

所述的抽出油为来自于炼油厂润滑精制工艺产生的抽出废料油，其中芳烃含量不高于20％，以重量百分数计；所述的压渣油来自于炼油厂润滑油、石蜡油精制工艺产生的白土渣中的压出废油料；所述的白油为32号工业白油；所述的三元乙丙橡胶是由乙丙二单体加入易促进胶料硫化速度的第三单体形成。

2.如权利要求1所述的清洁橡胶软化剂，其特征在于，所述的抽出油中芳烃含量为15-20％，以重量百分数计。

3.如权利要求1所述的清洁橡胶软化剂，其特征在于，所述的软化剂通过物理调合制备。

4.如权利要求3所述的清洁橡胶软化剂，其特征在于，所述的软化剂通过分段调合制备：由部分抽出油与三元乙丙橡胶调成粘度控制母液；剩余的抽出油与压渣油进行第一段调合，得第一段调合液；第一段调合液与白油进行第二段调合，得第二段调合液；第二段调合液与粘度控制母液进行第三段调合，从而制得软化剂。

5.如权利要求4所述的清洁橡胶软化剂，其特征在于，粘度控制母液中的部分抽出油占抽出油总量的1/6，以体积百分数计。