橡膠填充油生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展

車馳 邱建強(qiáng)

【摘?要】隨著國內(nèi)SEBS需求量的日益增加，其填充油的用量也持續(xù)增加，對填充油的品質(zhì)要求也越來越高。目前，大多數(shù)SEBS生產(chǎn)廠家直接采用環(huán)烷基橡膠增塑劑作為填充油，少量生產(chǎn)廠家直接采用石蠟基白油作為填充油。

【關(guān)鍵詞】橡膠填充油;SEBS;生產(chǎn)技術(shù)

前言

氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）是經(jīng)加氫得到的飽和型苯乙烯類彈性體。與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）相比，SEBS具有較好的耐候性和抗老化性，無需傳統(tǒng)硫化環(huán)節(jié)，加工余料可重復(fù)使用，廣泛應(yīng)用于軟體玩具、電線電纜等領(lǐng)域。SEBS一般不單獨使用，在后續(xù)加工過程中需混入多種物質(zhì)（如樹脂、填充油、無機(jī)填料和功能性添加劑等），以提高其性能指標(biāo)。本工作采用增塑劑N4006與不同黏度的石蠟基基礎(chǔ)油進(jìn)行調(diào)配，并加入不同種類及用量的光、熱穩(wěn)定劑，制備了2種SEBS填充油（填充油A和填充油B），并對其光安定性及熱安定性進(jìn)行了研究。

1實驗部分

1.1主要原材料

橡膠增塑劑，牌號N4006（理化性能見表1），Saybolt色度大于30，來自中海油氣（泰州）石化有限公司200kt/a環(huán)烷基潤滑油高壓加氫裝置;石蠟基1#～3#基礎(chǔ)油，Saybolt色度大于30，來自中海油氣（泰州）石化有限公司400kt/a石蠟基潤滑油高壓加氫裝置;光穩(wěn)定劑G-1、熱穩(wěn)定劑R-1及R-2、光熱復(fù)合穩(wěn)定劑FH-1及FH-2，均為南京匯馳化工科技有限公司產(chǎn)品。

1.2試樣制備

填充油A按照1#基礎(chǔ)油、2#基礎(chǔ)油與增塑劑N4006的質(zhì)量比為32/38/30進(jìn)行調(diào)合，調(diào)合溫度60～80℃，機(jī)械攪拌10min。然后加熱至80℃，加入國產(chǎn)光穩(wěn)定劑G-1、熱穩(wěn)定劑R-1和R-2、光熱復(fù)合穩(wěn)定劑FH-1和FH-2，機(jī)械攪拌均勻。不加入光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑及光熱復(fù)合穩(wěn)定劑的試樣記為A-1;僅加入光熱復(fù)合穩(wěn)定劑FH-1，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%和0.06%，分別記為試樣A-2和A-3;加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.03%的G-1和R-1，記為試樣A-4;加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.03%的G-1和R-2，記為試樣A-5。填充油B按照3#基礎(chǔ)油與增塑劑N4006的質(zhì)量比為75/25進(jìn)行調(diào)合，調(diào)合溫度60～80℃，機(jī)械攪拌10min。然后加熱至80℃，加入國產(chǎn)光穩(wěn)定劑G-1、熱穩(wěn)定劑R-1和R-2、光熱復(fù)合穩(wěn)定劑FH-1和FH-2，機(jī)械攪拌均勻。不加入光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑及光熱復(fù)合穩(wěn)定劑的試樣記為B-1;僅加入光熱復(fù)合穩(wěn)定劑FH-1，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%和0.06%，分別記為試樣B-2和B-3;加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.03%的G-1和R-1，記為試樣B-4;加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.03%的G-1和R-2，記為試樣B-5;加入G-1和R-2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.02%，0.03%，0.04%，0.05%的試樣，分別記為試樣B-6，B-7，B-8，B-9。

1.3分析與測試

紫外光安定性將裝有120mL橡膠填充油的試驗杯放置到湖南津市石油化工儀器有限公司生產(chǎn)的JSB0902型紫外光安定性試驗儀的轉(zhuǎn)盤上測試紫外光安定性，轉(zhuǎn)速（5.5±0.5）r/min，紫外光輻射強(qiáng)度（1050±150）μW/cm2，溫度（50±1）℃，測試時間6h。用紫外光照射后橡膠填充油的Saybolt色度表示其紫外光安定性。熱安定性將裝有120mL橡膠填充油的試驗杯放置到湖南津市石油化工儀器有限公司生產(chǎn)的JSQ3101型熱安定性試驗箱的轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)速（5.5±0.5）r/min，當(dāng)試驗箱溫度達(dá)到（160±2）℃時開始計時，恒溫4h。用加熱后橡膠填充油的Saybolt色度表示其熱安定性。運動黏度采用奧地利AntonPaar公司生產(chǎn)的AntonPaarSVM3000型運動黏度儀，按照GB/T265—1988測試運動黏度。折光指數(shù)采用上海儀邁儀器科技有限公司生產(chǎn)的IR140型自動折光儀，按照SH/T0724—2002測試折光指數(shù)。密度采用法國ISL公司生產(chǎn)的VIDA40型密度儀，按照GB/T1884—2000測試密度。

2結(jié)果與討論

2.1填充油的理化性能

2種方案制備的SEBS用填充油A和填充油B均可達(dá)到指標(biāo)要求，其中填充油B的光、熱安定性更佳。這是因為填充油B的配方中環(huán)烷基基礎(chǔ)油比例低，因此CN值更低，高壓加氫環(huán)烷基基礎(chǔ)油的光、熱安定性一般比石蠟基基礎(chǔ)油要差。

2.2白油對 SEBS共混物力學(xué)性能的影響

SEBS在應(yīng)用過程中需要加入大量填充油，以改善SEBS的加工性能，同時還能降低成本。實際使用中大多添加白油和環(huán)烷油，因為這兩類油價廉易得，使用方便，同時它們與SEBS中的聚丁二烯鏈段相容性好，與SEBS中的聚苯乙烯鏈段不溶解，所以加入后，SEBS共混物相分離完全，力學(xué)性能較好。

2.3光熱穩(wěn)定劑種類對填充油性能的影響

根據(jù)作用機(jī)理，光穩(wěn)定劑可分為紫外線吸收劑、激發(fā)態(tài)猝滅劑、氫過氧化物分解劑和自由基捕獲劑等4種類型。光穩(wěn)定劑G-1屬于紫外吸收劑，在吸收紫外線后通過自身的分子異構(gòu)化使內(nèi)在氫鍵被破壞，將紫外光的能量以熱能或無害的低能輻射釋放出來，而不對油品產(chǎn)生影響。熱穩(wěn)定劑R-1和R-2屬于酚胺類的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，但R-2的胺類組分含量更高。可以看出，光熱穩(wěn)定劑對于填充油的初始色度基本沒有影響，并且單劑的影響更小。光熱復(fù)合穩(wěn)定劑FH-1和FH-2對SEBS填充油A及填充油B的光安定性能的提高效果相當(dāng)，光穩(wěn)定劑G-1略勝一籌，對SEBS填充油A的性能提高尤為顯著，光安定性實驗后Saybolt色度可達(dá)23。但是對于熱穩(wěn)定劑而言，填充油B的適應(yīng)性明顯優(yōu)于填充油A，這是由于填充油A所使用的石蠟基2#基礎(chǔ)油為Ⅲ類基礎(chǔ)油，深度加氫工藝在去除極性化合物的同時會產(chǎn)生部分加氫的多環(huán)芳烴，降低了油品的熱安定性能導(dǎo)致的。

2.4光熱穩(wěn)定劑用量對填充油性能的影響

在SEBS用填充油B中分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.02%、0.03%、0.04%和0.05%的光穩(wěn)定劑G-1和熱穩(wěn)定劑R-2，考察SEBS的光、熱安定性，可以看出，過高的光熱穩(wěn)定劑用量不利于填充油的初始色度，并且提高了填充油的生產(chǎn)成本。當(dāng)光穩(wěn)定劑G-1和熱穩(wěn)定劑R-2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%時，對SEBS填充油B性能的提高效果達(dá)到最佳，但繼續(xù)提高其用量對橡膠油光熱安定性沒有影響。因此，光穩(wěn)定劑G-1和熱穩(wěn)定劑R-2最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.03%。

3結(jié)論

a）紫外吸收劑G-1與酚胺類復(fù)合熱穩(wěn)定劑R-2有明顯協(xié)同作用，可以有效改善油品的光、熱安定性。

b）SEBS填充油B在加入光穩(wěn)定劑G-1和熱穩(wěn)定劑R-2后，可達(dá)到較高的光、熱安定性，遠(yuǎn)超國內(nèi)SEBS生產(chǎn)廠家要求，光、熱穩(wěn)定劑的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.03%。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：賽輪（沈陽）輪胎有限公司）