橡膠油基礎知識

關于橡膠油基礎知識橡膠油的定義在橡膠制品生產(chǎn)過程中加入的油稱為橡膠油按使用對象分：橡膠填充油制造SBR1712SBR1778SSBR5525-1TUFDENE4350中填充的油橡膠操作油NO.2油NO.3油NO.5油413油TDAE油

橡膠本身的硬度較高，若再加入其它填料或骨架材料，橡膠的硬度會更高，在膠料中加入一定量的橡膠油，可以使制品柔軟又具有良好的彈性。從此意義上講，橡膠油又稱橡膠軟化劑。第2頁,共55頁，2024年2月25日，星期天橡膠油分類按分子結(jié)構(gòu)和組成不同分：鏈烷類油：把鏈烷烴的碳原子數(shù)占整個油的碳原子數(shù)的50%以上如：NO.5油環(huán)烷類油：環(huán)烷環(huán)碳原子數(shù)占30%~40%如：NO.3油413油

芳香類油：芳香環(huán)碳原子數(shù)占35%以上如：NO.2油TDAE油

第3頁,共55頁，2024年2月25日，星期天鏈烷烴環(huán)烷烴礦物油主要分子成分第4頁,共55頁，2024年2月25日，星期天芳香烴礦物油主要分子成分多環(huán)芳香烴第5頁,共55頁，2024年2月25日，星期天知名廠家橡膠油是橡膠行業(yè)中僅于生膠和碳黑的第三大材料我國橡膠油的知名品牌有昆侖牌

國外知名品牌有殼牌（Shell）太陽油（Sun）尼納斯（Nynas）第6頁,共55頁，2024年2月25日，星期天目錄橡膠油的分類橡膠油的物理性質(zhì)三大類橡膠油性能比較和使用范圍環(huán)保操作油替代DAE油油對加工性能和物性的影響第7頁,共55頁，2024年2月25日，星期天和橡膠相容性好揮發(fā)性小加工性、操作性良好對硫化膠的物理性能無壞的影響乳化性能好污染性小穩(wěn)定性好來源充沛、價格低廉理想的橡膠油第8頁,共55頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)品牌號顏色/號運動黏度（40℃）/mm2·s-1運動黏度（100℃）/mm2·s-1閃點（開口）/℃密度（20℃〕/g·cm-3折光率（h020）苯胺點/℃碳型%CPCNCAshell3710.579.28.102150.8981.489/53461.0sun2350.549.86.352040.8811.482/60364克煉YT-60.560.36.211870.8981.48585~10054524克煉YT-101.0147.010.852150.9071.48590~10552453中油KN4006055.166.0151820.8951.48796.048520中油KN40080.599.018.2712000.8991.48997.450500中油KN4010/160.610.292080.9011.491110.652480橡膠油性能指標第9頁,共55頁，2024年2月25日，星期天橡膠油的物理性質(zhì)密度

黏度粘度是衡量油和聚合物之間是否適應的一個大致標準，同時也用以反映油品的流動特性。粘度既影響膠料的塑性又影響硫化膠的物理機械性能，使用低粘度芳烴油，能使硫化膠具有較低的硬度和低溫彈性，但揮發(fā)損失大；使用高粘度的芳烴油能提高硫化膠的拉伸強度、拉斷伸長率，降低定伸應力，但耐寒性和彈性降低。

第10頁,共55頁，2024年2月25日，星期天傾點和凝點

傾點指石油產(chǎn)品在規(guī)定的實驗儀器和條件下冷卻到液體不移動后緩慢升溫到開始流動時的最低溫度。凝點是指使用產(chǎn)品在規(guī)定的實驗儀器和條件下冷卻到液面不移動時的最高溫度。

環(huán)烷油的傾點和凝點最低，低溫性能最好。選用傾點和凝點較低的橡膠油，能提高膠料的耐寒性和低溫物理性能。橡膠油的物理性質(zhì)第11頁,共55頁，2024年2月25日，星期天

苯胺點

指將等體積的苯胺與油混合后相互溶解為均一溶液的最低溫度。

相似相溶，溫度越高溶解越快。苯胺點高低可以大致反映油品的極性大小及油品的組成

鏈烷類飽和烴類

>環(huán)烷烴類>芳香烴類

苯胺點高，芳烴含量小，與橡膠相容性不好，反之，苯胺點越低表示芳烴含量越高，與橡膠相容性越好，加工工藝性能越好

橡膠油的物理性質(zhì)第12頁,共55頁，2024年2月25日，星期天

折光率

鏈烷烴類<環(huán)烷烴類<芳香烴類

相對分子質(zhì)量越大，折光率越大。閃點閃點是芳烴油的不可缺少的重要指標，既關系揮發(fā)性的大小又是橡膠配煉，加工以及貯存時安全管理上的一個重要指標橡膠油的物理性質(zhì)第13頁,共55頁，2024年2月25日，星期天

粘重常數(shù)

一般來說：芳香烴含量與粘重常數(shù)成正比，橡膠油精練程度與粘重常數(shù)成反比。

碳型分析又稱碳型結(jié)構(gòu)，描述橡膠油中鏈烷烴碳數(shù)，環(huán)烷烴碳數(shù)，芳香烷烴碳數(shù)占總碳數(shù)的比例。

蒸發(fā)損失

260nm紫外吸光度橡膠油對光的敏感以芳烴含量來衡量。吸光度<0.5，橡膠油的顏色穩(wěn)定性就較好。橡膠油的物理性質(zhì)第14頁,共55頁，2024年2月25日，星期天

稠環(huán)芳烴含量測定方法有：IP346，高壓液相色譜（HPLC）和氣相色譜（GC）。IP346是測定溶解于DMSO中物質(zhì)的含量。

橡膠油的物理性質(zhì)第15頁,共55頁，2024年2月25日，星期天光穩(wěn)定性

橡膠制品生產(chǎn)廠通常比較注重橡膠油的光穩(wěn)定性尤其在紫外光照射下會發(fā)生黃變，交聯(lián)，硬化變質(zhì)。

熱穩(wěn)定性

溫度升高會使氧化反應的速率增大，橡膠在高溫加工時由于分子降解而使膠料的性能下降。橡膠油的物理性質(zhì)第16頁,共55頁，2024年2月25日，星期天三大類橡膠油性能比較

石蠟基類抗臭氧性能和光穩(wěn)定性能較好，乳化性，相容性和低溫性相對較差

芳香基類與橡膠的相容性最好，所生產(chǎn)的橡膠產(chǎn)品強度高，可大量加入，價格低廉，但顏色深，污染大，毒性大

環(huán)烷基類兼有石蠟基和芳香基的特點，其乳化性和相容性較好，且不污染，無毒，適應橡膠的種類較多，應用廣泛。芳香基橡膠油是世界公認的致癌物最理想的橡膠油環(huán)保要求的提高，必將逐步受到限制第17頁,共55頁，2024年2月25日，星期天項目石蠟基橡膠油環(huán)烷基橡膠油芳香基橡膠油低溫性良好~極好良好良~不良加工性良~良好良好極好不污染性極好極好~良好不良硫化速率慢中快回彈性良好~極好良好良~良好拉伸強度良好良好良好定伸應力良好良好良好硬度良好良好良好生熱低~中中高橡膠油的性能比較項目石蠟基橡膠油環(huán)烷基橡膠油芳香基橡膠油低溫性良好~極好良好良~不良加工性良~良好良好極好不污染性極好極好~良好不良硫化速率慢中快回彈性良好~極好良好良~良好拉伸強度良好良好良好定伸應力良好良好良好硬度良好良好良好生熱低~中中高第18頁,共55頁，2024年2月25日，星期天三類橡膠油使用范圍

遵循相似相容原理芳香基橡膠油主要用于SBR和BR充油橡膠的生產(chǎn)，可以用于SBR，BR，NR，CR橡膠制品的生產(chǎn)

石蠟基橡膠油主要用于EPM，EPDM和IIR等充油橡膠的生產(chǎn)

環(huán)烷基橡膠油主要用于SBS，SBR，BR充油橡膠的生產(chǎn)，可以用于SBS，SBR，BR和NR等熱塑性彈性體及橡膠制品的生產(chǎn)，廣泛用于IIR，IR，EPM，EPDM等橡膠制品的生產(chǎn)。第19頁,共55頁，2024年2月25日，星期天項目石蠟基橡膠油環(huán)烷基橡膠油芳香基橡膠油適應性用量/份適應性用量/份適應性用量/份NR良好5~10良好5~15極好5~15SBR良好5~10極好5~15極好5~50丙烯酸酯橡膠良—良好—良好—NBR不良不適不良不適良好5~30聚硫橡膠不良不適不良不適良好5~25BR良好10~25良好10~25良好—IIR良好10~25良好10~25良好—IR良好5~10良好5~15良好5~15EPM良好10~50極好10~50良好10~50EPDM良好10~50極好10~50良好10~50CR不良不適極好5~15極好10~50橡膠油對各種橡膠的適應性注：橡膠油為中國昆侖牌系列產(chǎn)品項目石蠟基橡膠油環(huán)烷基橡膠油芳香基橡膠油適應性用量/份適應性用量/份適應性用量/份NR良好5~10良好5~15極好5~15SBR良好5~10極好5~15極好5~50丙烯酸酯橡膠良—良好—良好—NBR不良不適不良不適良好5~30聚硫橡膠不良不適不良不適良好5~25BR良好10~25良好10~25良好—IIR良好10~25良好10~25良好—IR良好5~10良好5~15良好5~15EPM良好10~50極好10~50良好10~50EPDM良好10~50極好10~50良好10~50CR不良不適極好5~15極好10~50第20頁,共55頁，2024年2月25日，星期天SBR

一般SBR硫化膠中含有約30%與硫化無關的低相對分子質(zhì)量部分，。以適宜黏度的橡膠油加入高相對分子質(zhì)量的SBR中替代低相對分子質(zhì)量部分，既可保持SBR硫化膠的物理性能，又改善了加工性能，同時降低成本，增大了SBR的產(chǎn)量。第21頁,共55頁，2024年2月25日，星期天充油SBR品種橡膠名苯乙烯含量[PHR]油品種類油品含量[PHR]Tg[℃]171223.5DAE37.5-50172323.5TDAE32.5-52173232.0MES32.5-51172140.0DAE37.5-30173940.0TDAE37.5-36174040.0MES32.5-44今天許多廠家也生產(chǎn)無標識的充油溶聚丁苯橡膠（LANXESS，DOW，Polumeri，JSR，Asahi…）第22頁,共55頁，2024年2月25日，星期天充油SBR1778SBR1778組成：Naphthenicoil37.5PHR+23.5%EmulsionSBR100PHRSBR1778基本特性：

充油丁苯橡膠與非充油丁苯橡膠相比具有加工性能好、生熱低、低溫屈撓壽命長，用作胎面膠牽引力大和耐磨性優(yōu)良。SBR1778的性能介于芳烴油和石蠟烴油填充的充油膠之間，具有SBR1712加工性能、表面光潔度好等優(yōu)點。且因環(huán)烷油與橡膠的相容性好，制得的充油膠具有顏色穩(wěn)定、物理機械性能好等特點。SBR1778可廣泛應用于淺色或彩色橡膠制品，是生產(chǎn)子午胎和力車胎的優(yōu)良膠種。第23頁,共55頁，2024年2月25日，星期天BR

通常BR和NR并用，可使橡膠制品獲得更好的物理性能，降低了成本。將充油BR用于制造輪胎，可以延長輪胎的使用壽命，提高輪胎的抗?jié)窕阅?。BR充油可使用環(huán)烷基和芳香基橡膠，一般充油質(zhì)量分數(shù)為0.27~0.33。

第24頁,共55頁，2024年2月25日，星期天EPM、EPDM

橡膠油對EPM、EPDM的影響因聚合物的黏度和第三單體的種類及用量而異。芳香基橡膠油中的芳香稠環(huán)會吸收自由基，因此對過氧化物硫化產(chǎn)生影響，不易在快速硫化中使用，石蠟基和高飽和度環(huán)烷基橡膠油的加工性能良好，可賦予硫化膠較高的拉伸強度，因此，EPM、EPDM優(yōu)先使用石蠟基或環(huán)烷基橡膠油。第25頁,共55頁，2024年2月25日，星期天NRNR充油后具有以下特點：柔軟性好，易于混煉加工，抗?jié)窕阅芎?，可提高輪胎的耐磨性，但抗撕裂性能下降，抗斷永久變形大，主要使用于制造雪地防滑輪胎。含油量大的NR硫化膠的物理性能明顯低于普通NR硫化膠，而炭黑補強充油NR硫化膠老化后的物理性能保持率較好。對于像NR這樣的結(jié)晶性橡膠，如果填充稠環(huán)芳烴含量大的橡膠油，有可能破壞橡膠分子鏈的結(jié)晶性，使硫化膠的物理性能下降，而使用體積較大，稠環(huán)芳烴含量較小的橡膠油，對橡膠分子鏈的結(jié)晶性影響較小，橡膠油的添加量可以增大，因此填充NR的橡膠油主要采用芳香基或環(huán)烷基橡膠油。第26頁,共55頁，2024年2月25日，星期天橡膠助劑

新型硫化劑IS系列不容性硫磺中含有不同用量的填充油，主要是改善橡膠助劑的綜合性能，防止混煉過程中塵土飛揚，降低助劑的成本。

充油不容性硫磺優(yōu)點：

1膠料在存放期內(nèi)不噴霜，保持膠料組分和性能的均一

2克服因噴霜而造成膠料粘合性能差的缺陷，

3防止對橡膠制品和模具的污染

4在相鄰層間無遷移現(xiàn)象

第27頁,共55頁，2024年2月25日，星期天5在混煉和存放過程中減少焦燒現(xiàn)象，縮短硫化時間，減少硫磺用量，有利于改善制品的耐老化性能。不容性硫磺充油應使用環(huán)烷基橡膠油。精制的芳烴油、環(huán)烷烴油對不溶性硫黃有良好的分散性和相容性,是良好的橡膠軟化劑橡膠助劑第28頁,共55頁，2024年2月25日，星期天

石蠟基橡膠油與橡膠的相容性最差，加工困難，但穩(wěn)定性，彈性，拉伸強度較好

芳香基橡膠油與橡膠的相容性最好，加工容易，但穩(wěn)定性最差，毒性最大

環(huán)烷基橡膠油介于兩者之間，是一種較理想的橡膠油。小結(jié)

第29頁,共55頁，2024年2月25日，星期天1994年瑞典國家化學產(chǎn)品監(jiān)察署發(fā)表了一篇報告稱,附著在橡膠顆粒上的有毒成分,會最終分解成游離粒子而擴散到環(huán)境中去,抽提油中富含的多環(huán)芳烴成分則對水體生物產(chǎn)生嚴重危害。

第30頁,共55頁，2024年2月25日，星期天歐盟開始著手制定禁止輪胎中使用高芳烴油的立法,并研究相關取代物的選擇。自2010年1月開始,全面禁止在歐盟境內(nèi)生產(chǎn)和銷售的輪胎使用高芳烴橡膠工藝油無致癌界限:PCA(稠環(huán)芳烴)質(zhì)量分數(shù)<0.03第31頁,共55頁，2024年2月25日，星期天DAE必須盡快地被環(huán)保操作油替換！全球每年消耗DAE850,000噸!歐洲每年消耗DAE250,000噸，亞洲每年消耗DAE350,000噸!ExxonMobil:已經(jīng)于2003-12-31停止生產(chǎn)DAE(Mobilsol系列)Shell&DEA:已經(jīng)于2004-06-30停止生產(chǎn)DAE(Dealen系列,ExtraktIE)Total/Fina:2007年開始在這方面做較大調(diào)整BP:已經(jīng)停止工藝油方面的業(yè)務DAE的應用將減少。第32頁,共55頁，2024年2月25日，星期天新法規(guī)要求EUDirective2005/43/ECArticle3(2)(76/769/EEC)從2010年1月1日起開始生效。用于輪胎的增塑劑必須滿足:IP346<3.0%B(a)P<1ppm或8GrimmerPCAs<10ppmBPNMR<0.35第33頁,共55頁，2024年2月25日，星期天CHENGSHINTIRE第34頁,共55頁，2024年2月25日，星期天CHENGSHINTIRE第35頁,共55頁，2024年2月25日，星期天可選擇替代DAE的產(chǎn)品包括處理環(huán)烷油RAE:殘留芳香烴抽出物

TRAE:處理殘留芳香烴抽出物

TDAE:處理蒸餾芳香烴抽出物MES:中間抽提溶劑化物的處理烷烴蒸餾物

MES類物質(zhì)可以加氫處理或溶劑抽提來降低PCA含量.第36頁,共55頁，2024年2月25日，星期天CHENGSHINTIRE第37頁,共55頁，2024年2月25日，星期天EPDMBRNR/IRSBRIIR0.800.850.900.951.00粘重常數(shù)(VGC)TDAEMESNAPDAE替代物DAERAE第38頁,共55頁，2024年2月25日，星期天環(huán)烷基油取代DAE實驗證明,環(huán)烷基油可以取代芳烴油于極性的天然膠,丁苯膠,甚至氯丁膠配方中。而經(jīng)過嚴格加氫工藝處理的環(huán)烷基油同時可以取代石蠟基油作EPDM等非極性橡膠的增塑劑。第39頁,共55頁，2024年2月25日，星期天尼納斯橡膠油由于含環(huán)烷烴豐富的原油具有很高的溶解能力，尼納斯公司的產(chǎn)品都由這種原油精煉出來，環(huán)烷油幾乎不含蠟，這表示油品在很低溫度下仍能繼續(xù)流動。尼納斯目前有3個系列的橡膠填充油:NyflexNytexNyflexB高精度環(huán)烷油三者加氫工藝深度不同第40頁,共55頁，2024年2月25日，星期天橡膠類型尼納斯增塑劑產(chǎn)品NyflexBNyflexNytex(VGC0.825)(VGC0.848)(VGC0.860)NRSBRIRBRCRIIREPDM相容性良好可相容相容性較差VCG為粘重常數(shù)尼納斯橡膠油增塑劑相容性圖表CHENGSHINTIRE第41頁,共55頁，2024年2月25日，星期天項目DAETDAENAPMES1MES2顏色D8.0D8.05.52.07.0密度/kg·m-31002939938909910折射率1.5701.5201.5121.5011.501閃點/℃260264525266273傾點/℃+30+27-15-15-6運動黏度（40℃）/mm2·s-11500210785175132運動黏度（100℃）/mm2·s-13114.525.014.212.2粘重常數(shù)0.9570.8800.8630.8400.845碳型分配（Ca，Cn，Cp）41/31/2819/23/5811/43/4612/30/5812/32/56硫質(zhì)量分數(shù)0.040.0280.0100.0040.018苯胺點/℃5074859994陶土凝膠分析(極性，芳香，飽和)%10/70/202/43/552/51/471/42/571/52/47PCA質(zhì)量分數(shù)0.200.0130.0120.0140.007苯并芘含量25<1<1<1<1玻璃化溫度/℃-43-58-43-63-66DAE替代品的特性數(shù)據(jù)項目DAETDAENAPMES1MES2顏色D8.0D8.05.52.07.0密度/kg·m-31002939938909910折射率1.5701.5201.5121.5011.501閃點/℃260264525266273傾點/℃+30+27-15-15-6運動黏度（40℃）/mm2·s-11500210785175132運動黏度（100℃）/mm2·s-13114.525.014.212.2粘重常數(shù)0.9570.8800.8630.8400.845碳型分配（Ca，Cn，Cp）41/31/2819/23/5811/43/4612/30/5812/32/56硫質(zhì)量分數(shù)0.040.0280.0100.0040.018苯胺點/℃5074859994陶土凝膠分析(極性，芳香，飽和)%10/70/202/43/552/51/471/42/571/52/47PCA質(zhì)量分數(shù)0.200.0130.0120.0140.007苯并芘含量25<1<1<1<1玻璃化溫度/℃-43-58-43-63-66一種處理過的環(huán)烷油氫化處理溶劑抽提第42頁,共55頁，2024年2月25日，星期天油對加工性能和物性的影響油黏度混合膠料的門尼？2、物性的影響因素硫含量對硫化性能的影響1、加工性能的影響因素第43頁,共55頁，2024年2月25日，星期天不同黏度的油對混煉膠門尼黏度的影響EPDM，碳煙，不同黏度的石蠟油第44頁,共55頁，2024年2月25日，星期天橡膠和增塑劑的混容性對混煉膠門尼黏度的影響第45頁,共55頁，2024年2月25日，星期天硫含量對硫化的影響礦物油中含有成千上萬中碳氫化合物第46頁,共55頁，2024年2月25日，星期天硫含量對硫化的影響但是礦物油中也含有許多碳、氫元素以外的其它元素素，第47頁,共55頁，2024年2月25日，星期天硫含量對硫化的影響TDAEHighsulphurTDAELowsulphurDAEHighsulphurDAELowsulphurSulphur[M%]2.70.93.51.1Viscosity（100℃）/mm2·s-118.719.322.825.1StructureAromatic27254340Naphthenic29302825P