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1、 橡胶油 轮胎用橡胶油的种类 性能及应用 橡胶油的定义 在橡胶制品生产过程中加入的油称为橡胶油按使用对象分 橡胶填充油制造SBR1712SBR1778SSBR5525 1TUFDENE4350中填充的油橡胶操作油NO 2油NO 3油NO 5油413油TDAE油橡胶本身的硬度较高 若再加入其它填料或骨架材料 橡胶的硬度会更高 在胶料中加入一定量的橡胶油 可以使制品柔软又具有良好的弹性 从此意义上讲 橡胶油又称橡胶软化剂 橡胶油分类 按分子结构和组成不同分 链烷类油 把链烷烃的碳原子数占整个油的碳原子数的50 以上如 NO 5油环烷类油 环烷环碳原子数占30 40 如 NO 3油413油芳香类油
2、芳香环碳原子数占35 以上如 NO 2油TDAE油 链烷烃 环烷烃 矿物油主要分子成分 芳香烃 矿物油主要分子成分 多环芳香烃 知名厂家 橡胶油是橡胶行业中仅于生胶和碳黑的第三大材料我国橡胶油的知名品牌有昆仑牌国外知名品牌有壳牌 Shell 太阳油 Sun 尼纳斯 Nynas 目录 橡胶油的分类 橡胶油的物理性质 三大类橡胶油性能比较和使用范围 环保操作油替代DAE油 油对加工性能和物性的影响 和橡胶相容性好挥发性小加工性 操作性良好对硫化胶的物理性能无坏的影响乳化性能好污染性小稳定性好来源充沛 价格低廉 理想的橡胶油 橡胶油性能指标 橡胶油的物理性质 密度黏度粘度是衡量油和聚合物之间是否适应
3、的一个大致标准 同时也用以反映油品的流动特性 粘度既影响胶料的塑性又影响硫化胶的物理机械性能 使用低粘度芳烃油 能使硫化胶具有较低的硬度和低温弹性 但挥发损失大 使用高粘度的芳烃油能提高硫化胶的拉伸强度 拉断伸长率 降低定伸应力 但耐寒性和弹性降低 倾点和凝点倾点指石油产品在规定的实验仪器和条件下冷却到液体不移动后缓慢升温到开始流动时的最低温度 凝点是指使用产品在规定的实验仪器和条件下冷却到液面不移动时的最高温度 环烷油的倾点和凝点最低 低温性能最好 选用倾点和凝点较低的橡胶油 能提高胶料的耐寒性和低温物理性能 橡胶油的物理性质 苯胺点指将等体积的苯胺与油混合后相互溶解为均一溶液的最低温度 相
4、似相溶 温度越高溶解越快 苯胺点高低可以大致反映油品的极性大小及油品的组成链烷类饱和烃类 环烷烃类 芳香烃类苯胺点高 芳烃含量小 与橡胶相容性不好 反之 苯胺点越低表示芳烃含量越高 与橡胶相容性越好 加工工艺性能越好 橡胶油的物理性质 折光率链烷烃类 环烷烃类 芳香烃类相对分子质量越大 折光率越大 闪点闪点是芳烃油的不可缺少的重要指标 既关系挥发性的大小又是橡胶配炼 加工以及贮存时安全管理上的一个重要指标 橡胶油的物理性质 粘重常数一般来说 芳香烃含量与粘重常数成正比 橡胶油精练程度与粘重常数成反比 碳型分析又称碳型结构 描述橡胶油中链烷烃碳数 环烷烃碳数 芳香烷烃碳数占总碳数的比例 蒸发损失
5、260nm紫外吸光度橡胶油对光的敏感以芳烃含量来衡量 吸光度 0 5 橡胶油的颜色稳定性就较好 橡胶油的物理性质 稠环芳烃含量测定方法有 IP346 高压液相色谱 HPLC 和气相色谱 GC IP346是测定溶解于DMSO中物质的含量 橡胶油的物理性质 光稳定性橡胶制品生产厂通常比较注重橡胶油的光稳定性尤其在紫外光照射下会发生黄变 交联 硬化变质 热稳定性温度升高会使氧化反应的速率增大 橡胶在高温加工时由于分子降解而使胶料的性能下降 橡胶油的物理性质 三大类橡胶油性能比较 石蜡基类抗臭氧性能和光稳定性能较好 乳化性 相容性和低温性相对较差芳香基类与橡胶的相容性最好 所生产的橡胶产品强度高 可大
6、量加入 价格低廉 但颜色深 污染大 毒性大环烷基类兼有石蜡基和芳香基的特点 其乳化性和相容性较好 且不污染 无毒 适应橡胶的种类较多 应用广泛 芳香基橡胶油是世界公认的致癌物 橡胶油的性能比较 三类橡胶油使用范围 遵循相似相容原理芳香基橡胶油主要用于SBR和BR充油橡胶的生产 可以用于SBR BR NR CR橡胶制品的生产石蜡基橡胶油主要用于EPM EPDM和IIR等充油橡胶的生产环烷基橡胶油主要用于SBS SBR BR充油橡胶的生产 可以用于SBS SBR BR和NR等热塑性弹性体及橡胶制品的生产 广泛用于IIR IR EPM EPDM等橡胶制品的生产 橡胶油对各种橡胶的适应性 注 橡胶油为
7、中国昆仑牌系列产品 SBR 一般SBR硫化胶中含有约30 与硫化无关的低相对分子质量部分 以适宜黏度的橡胶油加入高相对分子质量的SBR中替代低相对分子质量部分 既可保持SBR硫化胶的物理性能 又改善了加工性能 同时降低成本 增大了SBR的产量 充油SBR品种 今天许多厂家也生产无标识的充油溶聚丁苯橡胶 LANXESS DOW Polumeri JSR Asahi 充油SBR1778 SBR1778组成 Naphthenicoil37 5PHR 23 5 EmulsionSBR100PHRSBR1778基本特性 充油丁苯橡胶与非充油丁苯橡胶相比具有加工性能好 生热低 低温屈挠寿命长 用作胎面胶牵
8、引力大和耐磨性优良 SBR1778的性能介于芳烃油和石蜡烃油填充的充油胶之间 具有SBR1712加工性能 表面光洁度好等优点 且因环烷油与橡胶的相容性好 制得的充油胶具有颜色稳定 物理机械性能好等特点 SBR1778可广泛应用于浅色或彩色橡胶制品 是生产子午胎和力车胎的优良胶种 BR 通常BR和NR并用 可使橡胶制品获得更好的物理性能 降低了成本 将充油BR用于制造轮胎 可以延长轮胎的使用寿命 提高轮胎的抗湿滑性能 BR充油可使用环烷基和芳香基橡胶 一般充油质量分数为0 27 0 33 EPM EPDM 橡胶油对EPM EPDM的影响因聚合物的黏度和第三单体的种类及用量而异 芳香基橡胶油中的芳
9、香稠环会吸收自由基 因此对过氧化物硫化产生影响 不易在快速硫化中使用 石蜡基和高饱和度环烷基橡胶油的加工性能良好 可赋予硫化胶较高的拉伸强度 因此 EPM EPDM优先使用石蜡基或环烷基橡胶油 NR NR充油后具有以下特点 柔软性好 易于混炼加工 抗湿滑性能好 可提高轮胎的耐磨性 但抗撕裂性能下降 抗断永久变形大 主要使用于制造雪地防滑轮胎 含油量大的NR硫化胶的物理性能明显低于普通NR硫化胶 而炭黑补强充油NR硫化胶老化后的物理性能保持率较好 对于像NR这样的结晶性橡胶 如果填充稠环芳烃含量大的橡胶油 有可能破坏橡胶分子链的结晶性 使硫化胶的物理性能下降 而使用体积较大 稠环芳烃含量较小的橡
10、胶油 对橡胶分子链的结晶性影响较小 橡胶油的添加量可以增大 因此填充NR的橡胶油主要采用芳香基或环烷基橡胶油 橡胶助剂 新型硫化剂IS系列不容性硫磺中含有不同用量的填充油 主要是改善橡胶助剂的综合性能 防止混炼过程中尘土飞扬 降低助剂的成本 充油不容性硫磺优点 1胶料在存放期内不喷霜 保持胶料组分和性能的均一2克服因喷霜而造成胶料粘合性能差的缺陷 3防止对橡胶制品和模具的污染4在相邻层间无迁移现象 5在混炼和存放过程中减少焦烧现象 缩短硫化时间 减少硫磺用量 有利于改善制品的耐老化性能 不容性硫磺充油应使用环烷基橡胶油 精制的芳烃油 环烷烃油对不溶性硫黄有良好的分散性和相容性 是良好的橡胶软化
11、剂 橡胶助剂 石蜡基橡胶油与橡胶的相容性最差 加工困难 但稳定性 弹性 拉伸强度较好芳香基橡胶油与橡胶的相容性最好 加工容易 但稳定性最差 毒性最大环烷基橡胶油介于两者之间 是一种较理想的橡胶油 小结 1994年瑞典国家化学产品监察署发表了一篇报告称 附着在橡胶颗粒上的有毒成分 会最终分解成游离粒子而扩散到环境中去 抽提油中富含的多环芳烃成分则对水体生物产生严重危害 欧盟开始着手制定禁止轮胎中使用高芳烃油的立法 并研究相关取代物的选择 自2010年1月开始 全面禁止在欧盟境内生产和销售的轮胎使用高芳烃橡胶工艺油无致癌界限 PCA 稠环芳烃 质量分数 0 03 DAE必须尽快地被环保操作油替换
12、全球每年消耗DAE850 000吨 欧洲每年消耗DAE250 000吨 亚洲每年消耗DAE350 000吨 ExxonMobil 已经于2003 12 31停止生产DAE Mobilsol系列 Shell DEA 已经于2004 06 30停止生产DAE Dealen系列 ExtraktIE Total Fina 2007年开始在这方面做较大调整BP 已经停止工艺油方面的业务DAE的应用将减少 新法规要求 EUDirective2005 43 ECArticle3 2 76 769 EEC 从2010年1月1日起开始生效 用于轮胎的增塑剂必须满足 IP346 3 0 B a P 1ppm或8G
13、rimmerPCAs 10ppmBPNMR 0 35 CHENGSHINTIRE CHENGSHINTIRE 可选择替代DAE的产品包括 处理环烷油RAE 残留芳香烃抽出物TRAE 处理残留芳香烃抽出物TDAE 处理蒸馏芳香烃抽出物MES 中间抽提溶剂化物的处理烷烃蒸馏物MES类物质可以加氢处理或溶剂抽提来降低PCA含量 CHENGSHINTIRE 粘重常数 VGC DAE替代物 环烷基油取代DAE 实验证明 环烷基油可以取代芳烃油于极性的天然胶 丁苯胶 甚至氯丁胶配方中 而经过严格加氢工艺处理的环烷基油同时可以取代石蜡基油作EPDM等非极性橡胶的增塑剂 尼纳斯橡胶油 由于含环烷烃丰富的原油具
14、有很高的溶解能力 尼纳斯公司的产品都由这种原油精炼出来 环烷油几乎不含蜡 这表示油品在很低温度下仍能继续流动 尼纳斯目前有3个系列的橡胶填充油 NyflexNytexNyflexB 高精度环烷油 三者加氢工艺深度不同 相容性良好可相容相容性较差 VCG为粘重常数 尼纳斯橡胶油增塑剂相容性图表 CHENGSHINTIRE DAE替代品的特性数据 一种处理过的环烷油 氢化处理 溶剂抽提 油对加工性能和物性的影响 油黏度 2 物性的影响因素 硫含量对硫化性能的影响 1 加工性能的影响因素 不同黏度的油对混炼胶门尼黏度的影响 EPDM 碳烟 不同黏度的石蜡油 橡胶和增塑剂的混容性对混炼胶门尼黏度的影响
15、 硫含量对硫化的影响 矿物油中含有成千上万中碳氢化合物 硫含量对硫化的影响 但是矿物油中也含有许多碳 氢元素以外的其它元素素 硫含量对硫化的影响 硫含量对硫化的影响 DEA替代油性能比较 0 时的阻尼特性表征湿地抓地力 使用DAE油的胶料0 时的Tand值较高 表明NAP和MES也有同样好的湿地抓地力60 的Tand值表征轮胎滚动阻力 NAP MES稍占优势 CHENGSHINTIRE 轮胎测试结果 刹车时间 轮胎测试结果 圈速 轮胎测试结果 磨耗 橡胶油前景 橡胶工业中DAE使用将受到限制如果没有可互换的替代操作油 TDAE和处理过的环烷烃抽出物也是可以接受的能源危机 一系列连锁反应是不是应该有个更新颖的出路 END Thankyouforyourattention
