橡膠填充油生產技術發展

車馳 邱建強

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

【關鍵詞】橡膠填充油;SEBS;生產技術

前言

氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）是經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，無需傳統硫化環節，加工余料可重復使用，廣泛應用于軟體玩具、電線電纜等領域。SEBS一般不單獨使用，在后續加工過程中需混入多種物質（如樹脂、填充油、無機填料和功能性添加劑等），以提高其性能指標。本工作采用增塑劑N4006與不同黏度的石蠟基基礎油進行調配，并加入不同種類及用量的光、熱穩定劑，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環烷基潤滑油高壓加氫裝置;石蠟基1#～3#基礎油，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;光穩定劑G-1、熱穩定劑R-1及R-2、光熱復合穩定劑FH-1及FH-2，均為南京匯馳化工科技有限公司產品。

1.2試樣制備

填充油A按照1#基礎油、2#基礎油與增塑劑N4006的質量比為32/38/30進行調合，調合溫度60～80℃，機械攪拌10min。然后加熱至80℃，加入國產光穩定劑G-1、熱穩定劑R-1和R-2、光熱復合穩定劑FH-1和FH-2，機械攪拌均勻。不加入光穩定劑、熱穩定劑及光熱復合穩定劑的試樣記為A-1;僅加入光熱復合穩定劑FH-1，質量分數為0.04%和0.06%，分別記為試樣A-2和A-3;加入質量分數均為0.03%的G-1和R-1，記為試樣A-4;加入質量分數均為0.03%的G-1和R-2，記為試樣A-5。填充油B按照3#基礎油與增塑劑N4006的質量比為75/25進行調合，調合溫度60～80℃，機械攪拌10min。然后加熱至80℃，加入國產光穩定劑G-1、熱穩定劑R-1和R-2、光熱復合穩定劑FH-1和FH-2，機械攪拌均勻。不加入光穩定劑、熱穩定劑及光熱復合穩定劑的試樣記為B-1;僅加入光熱復合穩定劑FH-1，質量分數為0.04%和0.06%，分別記為試樣B-2和B-3;加入質量分數均為0.03%的G-1和R-1，記為試樣B-4;加入質量分數均為0.03%的G-1和R-2，記為試樣B-5;加入G-1和R-2的質量分數均為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的JSB0902型紫外光安定性試驗儀的轉盤上測試紫外光安定性，轉速（5.5±0.5）r/min，紫外光輻射強度（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的JSQ3101型熱安定性試驗箱的轉盤上，轉速（5.5±0.5）r/min，當試驗箱溫度達到（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公司生產的AntonPaarSVM3000型運動黏度儀，按照GB/T265—1988測試運動黏度。折光指數采用上海儀邁儀器科技有限公司生產的IR140型自動折光儀，按照SH/T0724—2002測試折光指數。密度采用法國ISL公司生產的VIDA40型密度儀，按照GB/T1884—2000測試密度。

2結果與討論

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均可達到指標要求，其中填充油B的光、熱安定性更佳。這是因為填充油B的配方中環烷基基礎油比例低，因此CN值更低，高壓加氫環烷基基礎油的光、熱安定性一般比石蠟基基礎油要差。

2.2白油對 SEBS共混物力學性能的影響

SEBS在應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，力學性能較好。

2.3光熱穩定劑種類對填充油性能的影響

根據作用機理，光穩定劑可分為紫外線吸收劑、激發態猝滅劑、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化使內在氫鍵被破壞，將紫外光的能量以熱能或無害的低能輻射釋放出來，而不對油品產生影響。熱穩定劑R-1和R-2屬于酚胺類的復合熱穩定劑，但R-2的胺類組分含量更高?？梢钥闯?，光熱穩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。光熱復合穩定劑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，光穩定劑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23。但是對于熱穩定劑而言，填充油B的適應性明顯優于填充油A，這是由于填充油A所使用的石蠟基2#基礎油為Ⅲ類基礎油，深度加氫工藝在去除極性化合物的同時會產生部分加氫的多環芳烴，降低了油品的熱安定性能導致的。

2.4光熱穩定劑用量對填充油性能的影響

在SEBS用填充油B中分別加入質量分數均為0.02%、0.03%、0.04%和0.05%的光穩定劑G-1和熱穩定劑R-2，考察SEBS的光、熱安定性，可以看出，過高的光熱穩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成本。當光穩定劑G-1和熱穩定劑R-2的質量分數為0.03%時，對SEBS填充油B性能的提高效果達到最佳，但繼續提高其用量對橡膠油光熱安定性沒有影響。因此，光穩定劑G-1和熱穩定劑R-2最佳質量分數均為0.03%。

3結論

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

b）SEBS填充油B在加入光穩定劑G-1和熱穩定劑R-2后，可達到較高的光、熱安定性，遠超國內SEBS生產廠家要求，光、熱穩定劑的最佳質量分數均為0.03%。

參考文獻：

[1]劉念，徐浩，譚美玲，等.填充油對SEBS復合線材性能的影響[J].塑料工業，2016，44（3）：119-122.

[2]李春筍，李曉鷗，李東勝，等.橡膠填充油生產研究進展[J].當代化工，2013，42（1）：82-85.

（作者單位：賽輪（沈陽）輪胎有限公司）