环烷基油批发

环烷基油―――一种理想的橡胶增塑剂
摘要:在欧洲,对芳烃油使用的限制已经成为轮胎和橡胶制品生产商的热门话题。出于环保和健康考虑,选择合适的替代增塑剂已经势在必行。环烷基油的技术和环保优势从而得以体现。尼纳斯石油是世界上的环烷基油公司,文中就其产品在橡胶加工中的应用作了深入的研究和对比。
关键词: 增塑剂;环烷基油;橡胶;环保
中图分类号:TQ330.38+4 文献标识码:B 文章编号:1671-8232(2007)03-0014-03
0 前言
矿物油是橡胶加工中常用的增塑剂(橡胶 填充油)。按照烃类组成的不同,可以分为石蜡 基,环烷基和芳香基三种。传统上,橡胶制品生 产商倾向于将芳烃油(即芳香基油)用于NR, SBR等极性较强的胶种,将石蜡基油用于 EPDM,HR等极性较弱胶种。芳烃油价格低廉, 从纯技术角度考虑,通常使用效果良好。但是, 随着毒性和环境影响等方面的因素日益受到人 们的关注,以及随着炼油工艺水平的提高,芳烃 油的使用和供应受到越来越多的限制。试验证 明,同样具有良好相容性能,对环境友好的环烷 基油成为的替代物之一。
尼纳斯石油公司作为世界上的环烷基 油生产和供应商,在环烷基油的橡胶加工应用 方面作了大量深入的研究和对比工作。试验结 果表明,尼纳斯公司的环烷基油品不仅可以完 全取代芳烃油用于极性橡胶的加工,同时,也可 以用于EPDM等非极性橡胶的加工而不影响其 最终性能。
1 芳烃油的使用受到限制
尽管从纯技术角度考虑,芳烃油效果仍然 良好,但是,由于环境保护和健康因素的原因, 在世界范围内,这类橡胶增塑剂的使用已经受 到严格的控制。随着石油炼制工艺水平的提高,这种原先供应充足的油料也开始出现供应 不足的窘况。
1.1 欧洲关于在轮胎中限制使用芳烃油的法 规出台
关于芳烃抽提油对人体健康和环境影响的 顾虑,其实由来已久,含有可能致癌的苯环的芳 烃油会给操作人员和工作环境带来严重的后 果。1994年瑞典国家化学产品监察署发表了 一篇报告称,从轮胎表面磨损下来的橡胶颗粒 正在向人们生存的城市和农村散播毒素。这篇 报告直接导致了BLIC(欧洲经济共同体橡胶工 业联络局)委派了一个小组进行调查,并寻找芳 烃油的合适替代物。目前,这项工作已经在欧 洲全面展开,并且预计2009年将在轮胎行业全 面禁止使用芳烃油。
1.2 芳烃油的供应有所减少
炼油厂采用传统的老三套工艺生产润滑油 基础油。在溶剂精制过程中,芳烃作为一种副 产品,它供应充足而且可以以相对较低的价格 出售。但是,随着加氢工艺的普遍采用,溶剂精 制工序逐渐减少或者废止,势必造成芳烃油的 供应大幅度减少。
2 环烷基油是理想的橡胶增塑剂
BLIC专业调查小组提出的芳烃油取代物 的核心为,油品必须是非致癌性的,其限定条件 为:(1)根据IP346方法(测量可萃取DMSO化 合物的数量),油品多环芳烃含量必须低于百分 之三,而埃姆斯试验所得MI值小于1。(2)对 某些特定的多环芳烃允许含量进行调整。早些 时候,50ppm是允许总含量,但目前正在讨论将这一数值降到10ppm。 尼纳斯公司生产的环烷基油,通过严格的 加氢工艺,将油品中的多环芳烃转化为环烷烃 分子,从而,满足了健康和环保的要求。不仅如 此,试验结果还表明,尼纳斯环烷基油取代芳烃 油以及石蜡基油品用作橡胶增塑剂,在技术上 是完全可行的。
2.1 环烷基油在丁苯橡胶(SBR)天然橡胶以 及类似弹性体中的应用
芳烃油之所以在极性橡胶配方中使用,关 键在于芳香烃本身具有很高的极性,根据“相似 相容”的原则,对同样具有较强极性的天然橡胶 和丁苯橡胶也具有较好的相容性。环烷烃结构 虽然在极性方面比芳香烃略有不足,但是,比石 蜡基油品却又高出很多,可以作为丁苯橡胶,天 然橡胶,异戊二烯橡胶以及顺丁橡胶的增塑剂。 尼纳斯公司和独立实验室合作,比较了两 种丁苯橡胶配方,一种含有芳烃油,另一种以尼 纳斯环烷基油Nytex820作为增塑剂。对照配 方仅仅作了增塑剂的互换,而没有针对环烷基 油进行任何优化。。
由试验结果可见,采用不同增塑剂的橡胶 制品其机械性能几乎相同。在含有芳烃油的橡 胶配方中,硫化程度稍低一些,这是因为芳烃油 中含有相当多的硫原子,这些硫原子在硫化反 应过程中,可以起到促进剂的作用。在真正采 用环烷基油作为增塑剂的橡胶配方中,可以进 行适当的配方优化,譬如,调整硫化剂的添加方 法来提高胶料的硫化程度。
2.2 环烷基油在EPDM等非极性橡胶中的应 用
人们曾经对EPDM等非极性橡胶中将环烷 基油用作增塑剂表示怀疑,原因在于,较旧型号 和精炼程度较低的环烷基油所含的杂质可能扰 乱使用过氧化物的硫化过程。然而,现在经过严格加氢工艺,优质环烷基油已经不再含有这 类物质,从而消除了不利影响。在试验中,试验 人员把两种高精度环烷基油(分别为尼纳斯 Nytex系列产品和Nyflex系列产品)与一种低精 度的环烷基油进行了比较;同时,也与EPDM橡 胶常用的石蜡基油进行了比较。胶料都用过氧 化物进行硫化。结果显示,低精度环烷基油功 能很差,而高精度环烷基油则表现不凡(见图 1)。
试验结果还表明,把环烷基油用在过氧化 物硫化的EPDM橡胶中,可以取得极高的机械 性能。当然,在这种应用情况下,选择合适的环 烷基油也非常重要。芳烃含量越低,对提高胶 料的交联程度越有利。在试验中选用了尼纳斯 精练程度的工业级白油,它是符合美国食 品与药品监督局(FDA)B级的Nyflex222B。。
相对于过氧化物硫化的EPDM,环烷基油 在用硫黄进行硫化的EPDM配方体系中更能够 发挥作用。这得益于环烷基油中尚存的芳烃或 少量杂环原子,能够对提高胶料交联程度有所 帮助。同样,使用Nyflex222B作为增塑剂的对
这里需要指出的是,在用硫黄硫化的 EPDM配方体系中,选用深度精制的Nyflex 222B未必是的选择。因为精炼程度高, Nyflex222B几乎不含有芳烃和其他杂环原子, 这样,等于去除了硫化促进剂。在尼纳斯进行 的另一项对比试验中,采用符合FDAC级的 Nyflex820作为增塑剂,则取得了更好的交联效 果。
在尼纳斯公司进行的所有对比试验中,都 未针对环烷基油的特点而进行配方优化,仅仅 是用环烷基油取代了原配方中的增塑剂而已。 而在真正使用环烷基油的橡胶配方中,完全可 以通过调整配方,使最终产品达到相似硫化程 度,提高最终性能。
此外,试验还表明,用环烷基油作为增塑剂 可以有效地增加填料在胶料中的分散效果,从 而提高成品的拉伸强度,这主要得益于和石蜡 基油相比,环烷基油具有更好的溶解性能。
3 尼纳斯橡胶增塑剂系列产品和 胶种相容性选择
尼纳斯公司目前有三个系列的橡胶填充油 产品,分别为Nytex系列,Nyflex系列以及Nyflex B系列。所有产品均经过严格的加氢工艺处理,以满足欧洲环保要求。三个系列的主要区 别在于通过控制加氢工艺的深度,使得最终油 品中的碳族组成有所不同,从而表现出不同的 相容性。不同系列的油品和不同种类的橡胶
欧洲针对轮胎用增塑剂环保法规的出台, 使得在橡胶和轮胎中使用高芳烃含量的芳烃油 受到限制。随着润滑油基础油制造工艺的进 步,芳烃油的供应量也大为减少。
试验证明,环烷基油可以取代芳烃油用于 极性的天然橡胶,丁苯橡胶,甚至氯丁橡胶配方 中。经过严格加氢工艺处理的环烷基油,可以 取代石蜡基油,用作EPDM等非极性橡胶的增 塑剂。