不同CA值环保橡胶油产品应用技术

1、 北京橡胶工业研究设计院北京橡胶工业研究设计院 不同不同caca含量环保橡胶油应用技术研究含量环保橡胶油应用技术研究 立项背景立项背景 一一 国内外生产研究现状国内外生产研究现状 二 结结 论论 四 工作内容及进展工作内容及进展 三 v橡胶油在配方体系中作为橡胶软化剂，是橡橡胶油在配方体系中作为橡胶软化剂，是橡 胶加工生产中一种重要的加工助剂。胶加工生产中一种重要的加工助剂。 v橡胶油用于橡胶制品及轮胎中，主要是改善橡胶油用于橡胶制品及轮胎中，主要是改善 胶料的加工性能，降低生产成本。胶料的加工性能，降低生产成本。 一、立项背景一、立项背景 v 19941994年欧盟化学品分类与标示机构就将多

2、环芳烃族化年欧盟化学品分类与标示机构就将多环芳烃族化 合物（合物（pcapca）质量分数大于）质量分数大于0.030.03的芳烃油归类为致癌物的芳烃油归类为致癌物 及毒性物。及毒性物。 v 20052005年欧洲橡胶工业联合协会（年欧洲橡胶工业联合协会（blicblic）和国际合成橡）和国际合成橡 胶生产者协会（胶生产者协会（iisrpiisrp）共同宣布将在轮胎中使用无毒）共同宣布将在轮胎中使用无毒 性油品，并于性油品，并于20102010年年1 1月月1 1日在轮胎生产中全面禁用有日在轮胎生产中全面禁用有 毒橡胶油。毒橡胶油。 v 欧盟指令欧盟指令2005/69/ec2005/69/ec进

3、一步把限制条件明确为：进一步把限制条件明确为： v 根据根据ip346ip346方法测定的多环芳烃化合物（方法测定的多环芳烃化合物（pcapca）含量）含量 必须小于必须小于3%3% v 苯并芘含量小于苯并芘含量小于1ppm1ppm v 八种特定多环芳烃含量小于八种特定多环芳烃含量小于10ppm10ppm 芳烃油芳烃油（daedae）替代品替代品 处理芳烃油（处理芳烃油（tdaetdae） 环烷油（环烷油（napnap） 浅抽油（浅抽油（mesmes） v 目前全球对环保橡胶油的需求量约为目前全球对环保橡胶油的需求量约为140140万吨，而现万吨，而现 在全球只有德国汉胜公司、尼纳斯石油公司等

4、少数在全球只有德国汉胜公司、尼纳斯石油公司等少数 几家公司能够提供环保型橡胶油，且供应量只有几家公司能够提供环保型橡胶油，且供应量只有3030 万吨左右，缺口极大。万吨左右，缺口极大。 v 我国近年来对环保橡胶油的研制及应用研究发展迅我国近年来对环保橡胶油的研制及应用研究发展迅 速，主要研究单位包括中海油、中石油及中石化三速，主要研究单位包括中海油、中石油及中石化三 大油品供应商，同时一些有远见和实力的民营企业大油品供应商，同时一些有远见和实力的民营企业 也积极进行环保橡胶油的研发工作，争相占领巨大也积极进行环保橡胶油的研发工作，争相占领巨大 的环保橡胶油市场。的环保橡胶油市场。 二、国内外研

5、究生产现状二、国内外研究生产现状 4 4轮胎试制轮胎试制 3 3橡胶填充油应用研究橡胶填充油应用研究 2 2橡胶操作油应用研究橡胶操作油应用研究 三、工作内容三、工作内容 系列环保橡胶油的组成及理化性能分析；系列环保橡胶油的组成及理化性能分析； 不同不同caca值环保橡胶油对轮胎胎面胶性能的影响；值环保橡胶油对轮胎胎面胶性能的影响； (3) (3) 环保橡胶油不同用量对轮胎胎面胶性能的影响环保橡胶油不同用量对轮胎胎面胶性能的影响 本项目通过配方优化设计，研究环保橡胶油中不同本项目通过配方优化设计，研究环保橡胶油中不同 芳烃含量对胶料混炼胶性能，加工性能及硫化胶性能的芳烃含量对胶料混炼胶性能，加

6、工性能及硫化胶性能的 影响规律。优选出适于工业化生产的环保橡胶油品种，影响规律。优选出适于工业化生产的环保橡胶油品种， 并形成新型国产环保橡胶油在半钢丝子午线轮胎全合成并形成新型国产环保橡胶油在半钢丝子午线轮胎全合成 胎面胶中的应用技术。胎面胶中的应用技术。 项目目标项目目标 项目项目技术指标技术指标t01t03t06t07 拉伸强度拉伸强度mpa1719.219.118.420.3 拉断伸长率拉断伸长率%350367417413441 300%定伸应力定伸应力mpa 813.513.312.913.2 生热生热4237.637.236.836.7 磨耗磨耗1.61km/cm30.200.10

7、.130.090.1 项目考核指标项目考核指标 实验方案实验方案 1 1）试验配方：试验配方：选择半钢子午线轮胎的胎面胶配方作为试验配方选择半钢子午线轮胎的胎面胶配方作为试验配方 2 2）试验油品试验油品：环保油，轮胎厂在用高芳烃油，：环保油，轮胎厂在用高芳烃油，tdaetdae， 84508450，47004700； 3 3）试验项目：试验项目： 主要混炼胶性能：主要混炼胶性能： 混炼特性（包括混炼各段混炼功率，排胶温度，结团性以及混炼特性（包括混炼各段混炼功率，排胶温度，结团性以及 下片后胶片表面特性等），包辊性试验，混炼胶门尼粘度，门下片后胶片表面特性等），包辊性试验，混炼胶门尼粘度，门

8、 尼松弛，门尼焦烧，硫化特性等；尼松弛，门尼焦烧，硫化特性等； 主要硫化胶物理性能：主要硫化胶物理性能： 硬度，拉伸强度，扯断伸长率，永久变形，回弹性，硬度，拉伸强度，扯断伸长率，永久变形，回弹性，100%100%定定 伸应力，伸应力，300%300%定伸应力，撕裂强度，压缩生热，压缩永久变形，定伸应力，撕裂强度，压缩生热，压缩永久变形， 终动压缩率，屈挠龟裂，炭黑分散度等终动压缩率，屈挠龟裂，炭黑分散度等 试验部分试验部分 检检 验验 项项 目目t01t03t06t07t10tdae8450 结构族组成 ca,% cn,% cp,% 12.0 46.0 42.0 13.0 51.0 36.0

9、 14.5 47.5 38 14.2 50.0 35.8 15.7 48.3 36 25.6 31.4 43.0 14 43 43 ca+ cn % 58646264.2645757 pca %0.91.62.22.22.72.23.0 benzo(a)pyrene ppm 8 pahs ppm0.93.695.5110.08 油品环保性能油品环保性能 不同不同ca含量环保橡胶油应用性能研究含量环保橡胶油应用性能研究 选用半钢子午线轮胎胎面胶配方作为试验配方，选用半钢子午线轮胎胎面胶配方作为试验配方， 考察新型不同考察新型不同caca值的环保橡胶油及其不同用量应值的环保橡胶油及其不同用量应 用

10、性能。用性能。 试验配方试验配方 试验样品：试验样品：t01t01、t03t03、t06t06、t07t07、t10t10 对比样品：对比样品：daedae、tdaetdae、84508450和和47004700 油品种类油品种类t01t03t06t07t10tdae84504700dae sbr 1500909090909090909090 br 9000101010101010101010 zno4.04.04.04.04.04.04.04.04.0 sta2.52.52.52.52.52.52.52.52.5 炭黑555555555555555555 防老剂4.04.04.04.04.0

11、4.04.04.04.0 促进剂ns1.71.71.71.71.71.71.71.71.7 s2.02.02.02.02.02.02.02.02.0 操作油101010101010101010 其它3.23.23.23.23.23.23.23.23.2 合计182.4182.4182.4182.4182.4182.4182.4182.4182.4 进行新型不同进行新型不同caca含量环保橡胶油以及不同用量对胶料含量环保橡胶油以及不同用量对胶料 加工性能，混炼胶性能，硫化胶物理机械性能及动态力学加工性能，混炼胶性能，硫化胶物理机械性能及动态力学 性能的影响，并与高芳烃油及国外环保油品进行性能对比

12、性能的影响，并与高芳烃油及国外环保油品进行性能对比 试验。试验。 试验内容：试验内容： 油品种类油品种类t01t03t06t07t10tdae84504700dae 生胶捏炼/密炼机电 流 a 121212121212121212 小料/密炼机电流 a131010101010101010 炭黑+油/密炼机电流 a 232120202020202020 排胶/密炼机电流 a181718181818181818 排胶温度 155150150150150150150150150 排胶结团性优优优优优优优优优 下片后胶片外观优优优优优优优优优 包辊性优优优优优优优优优 混炼特性混炼特性 油品种类油品种

13、类t01t03t06t07t10tdae84504700dae 混炼胶门尼粘度 ml(1+4) 100 545454545353545452 门尼松弛 t70 s777778787 t80 s111111111111111111 截距 k49.750.650.451.050.150.150.250.845.8 斜率 -0.519-0.523-0.517-0.522-0.521-0.527-0.530-0.535-0.513 面积 a930935949945932914907903874 混炼胶门尼粘度及门尼松弛混炼胶门尼粘度及门尼松弛 油品种类油品种类t03t06t03*t06*tdae845

14、04700 混炼胶门尼粘度 ml(1+4)100 54545757535454 门尼松弛 t70 s7777878 t80 s11111111111111 面积 a9359491028997914907903 不同用量不同用量 油品油品t01t03t06t07t10tdae84504700dae 无转子硫化仪 (150) ml dnm7.327.637.507.747.657.537.397.427.60 mh dnm27.8229.3328.6530.0329.1329.2929.6528.2429.24 t10 min9.159.159.288.889.338.588.859.728.72

15、 t90 min15.5315.6816.2715.8816.0314.9516.2216.2215.20 混炼胶硫化特性混炼胶硫化特性 油品油品t03t06t03*t06*tdae84504700 无转子硫 化仪 (150) ml dnm7.637.509.499.377.537.397.42 mh dnm29.3328.6533.6133.1829.2929.6528.24 t10 min9.159.288.658.638.588.859.72 t90 min15.6816.2714.5514.4314.9516.2216.22 不同用量不同用量 油品种类油品种类t01t03t06t07t

16、10tdae84504700dae 硬度 邵尔a747474737473737473 扯断伸长率 %367417413441401446442440455 拉伸强度 mpa19.219.118.420.317.219.819.418.819.9 100%定伸应力mpa3.213.153.023.133.042.923.182.973.16 300%定伸应力mpa13.513.312.913.212.712.613.212.411.8 拉断永久变形 %11.610.21210.49.610.810.410.810.6 撕裂强度 kn/m494851495050515051 回弹性 %454645

17、474444454444 硫化胶物理性能硫化胶物理性能 1213141516 0 5 10 15 20 25 30 ca % t10 t06 t07 t03 t01 拉伸强度 mpa 硫化胶物理性能硫化胶物理性能 11121314151617 0 10 20 30 40 50 t10 t06 t07 t03 t01 回弹性 % ca % 11121314151617 0 2 4 6 8 10 12 14 16 t10 t06 t07 t03t01 300%定伸应力 mpa ca % 1213141516 0 10 20 30 40 50 60 70 80 t10t06 t07 t03 t01

18、撕裂强度 mpa ca % 油品油品t01t03t06t07t10tdae84504700dae 拉断伸长率 % 老化后303306314324300312318339383 老化前367417413441401446442440455 拉断伸长率变化率%-17.4-26.6-24.0-26.5-25.2-30.0-28.0-22.9-15.8 拉伸强度 mpa 老化后16.217.417.418.116.716.016.416.918.9 老化前19.219.118.420.317.219.819.418.819.9 拉伸强度变化率%-15.6-8.9-5.43-10.8-2.91-19.2

19、-15.4-10.1-5.0 老化系数0.700.670.720.660.730.570.610.670.80 硫化胶老化性能硫化胶老化性能 油品油品t03t06t03*t06*tdae84504700 拉断伸长率 % 老化后306314311318312318339 老化前417413430410446442440 拉断伸长率变化率%-26.6-24.0-27.7-22.4-30.0-28.0-22.9 拉伸强度 mpa 老化后17.417.417.917.216.016.416.9 老化前19.118.420.018.019.819.418.8 拉伸强度变化率%-8.9-5.43-10.5

20、-4.44-19.2-15.4-10.1 老化系数0.670.720.650.740.570.610.67 不同用量不同用量 11121314151617 0 10 20 30 40 50 t10 t06 t07 t03 t01 压缩生热 ca % 硫化胶压缩生热硫化胶压缩生热 1213141516 0 20 40 60 80 100 120 抗湿滑系数 ca % 硫化胶硫化胶 抗湿滑性能抗湿滑性能 油品种类油品种类t01t03t06t07t10tdae84504700dae 阿克隆磨耗阿克隆磨耗 cm3/1.61km 0.10.130.090.10.10.130.080.110.08 油品油

21、品t03t06t03*t06*tdae84504700 阿克隆磨耗 cm3/1.61km 0.130.090.120.110.130.080.11 1213141516 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 t10 t06t07 t03 t01 滚动阻力 j/rev ca % 硫化胶滚动阻力硫化胶滚动阻力 四、结论四、结论 1.1.油品化学性能油品化学性能 中海沥青股份有限公司提供的环保橡胶油中海沥青股份有限公司提供的环保橡胶油t-01 t-t-01 t- 03 t-06 t-07 03 t-06 t-07 符合作为橡胶油的环保要求。符合作为橡胶油的环保要求。 2.2.新型环保橡胶油应用性能新型环保橡胶油应用性能 中海沥青股份有限研制的新型不同芳烃含量的环保油作为操作油，中海沥青股份有限研制的新型不同芳烃含量的环保油作为操作油， 对胶料性能的没有显著影响，且与添加国外环保橡胶油样品胶料对胶料性能的没有显著影响，且与添加国外环保橡胶油样品胶料 各项性能相当。与添加对比样品各项性能相当。与添加对比样品daedae胶料各项性能相近或某些性胶料各项性能相近或某些性 能略优。能略优。 caca含量在一定范围内的变化对胶料性能没有显著影响。