橡胶填充油生产技术发展

车驰 邱建强

【摘 要】随着国内SEBS需求量的日益增加，其填充油的用量也持续增加，对填充油的品质要求也越来越高。目前，大多数SEBS生产厂家直接采用环烷基橡胶增塑剂作为填充油，少量生产厂家直接采用石蜡基白油作为填充油。

【关键词】橡胶填充油;SEBS;生产技术

前言

氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）是经加氢得到的饱和型苯乙烯类弹性体。与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）相比，SEBS具有较好的耐候性和抗老化性，无需传统硫化环节，加工余料可重复使用，广泛应用于软体玩具、电线电缆等领域。SEBS一般不单独使用，在后续加工过程中需混入多种物质（如树脂、填充油、无机填料和功能性添加剂等），以提高其性能指标。本工作采用增塑剂N4006与不同黏度的石蜡基基础油进行调配，并加入不同种类及用量的光、热稳定剂，制备了2种SEBS填充油（填充油A和填充油B），并对其光安定性及热安定性进行了研究。

1实验部分

1.1主要原材料

橡胶增塑剂，牌号N4006（理化性能见表1），Saybolt色度大于30，来自中海油气（泰州）石化有限公司200kt/a环烷基润滑油高压加氢装置;石蜡基1#～3#基础油，Saybolt色度大于30，来自中海油气（泰州）石化有限公司400kt/a石蜡基润滑油高压加氢装置;光稳定剂G-1、热稳定剂R-1及R-2、光热复合稳定剂FH-1及FH-2，均为南京汇驰化工科技有限公司产品。

1.2试样制备

填充油A按照1#基础油、2#基础油与增塑剂N4006的质量比为32/38/30进行调合，调合温度60～80℃，机械搅拌10min。然后加热至80℃，加入国产光稳定剂G-1、热稳定剂R-1和R-2、光热复合稳定剂FH-1和FH-2，机械搅拌均匀。不加入光稳定剂、热稳定剂及光热复合稳定剂的试样记为A-1;仅加入光热复合稳定剂FH-1，质量分数为0.04%和0.06%，分别记为试样A-2和A-3;加入质量分数均为0.03%的G-1和R-1，记为试样A-4;加入质量分数均为0.03%的G-1和R-2，记为试样A-5。填充油B按照3#基础油与增塑剂N4006的质量比为75/25进行调合，调合温度60～80℃，机械搅拌10min。然后加热至80℃，加入国产光稳定剂G-1、热稳定劑R-1和R-2、光热复合稳定剂FH-1和FH-2，机械搅拌均匀。不加入光稳定剂、热稳定剂及光热复合稳定剂的试样记为B-1;仅加入光热复合稳定剂FH-1，质量分数为0.04%和0.06%，分别记为试样B-2和B-3;加入质量分数均为0.03%的G-1和R-1，记为试样B-4;加入质量分数均为0.03%的G-1和R-2，记为试样B-5;加入G-1和R-2的质量分数均为0.02%，0.03%，0.04%，0.05%的试样，分别记为试样B-6，B-7，B-8，B-9。

1.3分析与测试

紫外光安定性将装有120mL橡胶填充油的试验杯放置到湖南津市石油化工仪器有限公司生产的JSB0902型紫外光安定性试验仪的转盘上测试紫外光安定性，转速（5.5±0.5）r/min，紫外光辐射强度（1050±150）μW/cm2，温度（50±1）℃，测试时间6h。用紫外光照射后橡胶填充油的Saybolt色度表示其紫外光安定性。热安定性将装有120mL橡胶填充油的试验杯放置到湖南津市石油化工仪器有限公司生产的JSQ3101型热安定性试验箱的转盘上，转速（5.5±0.5）r/min，当试验箱温度达到（160±2）℃时开始计时，恒温4h。用加热后橡胶填充油的Saybolt色度表示其热安定性。运动黏度采用奥地利AntonPaar公司生产的AntonPaarSVM3000型运动黏度仪，按照GB/T265—1988测试运动黏度。折光指数采用上海仪迈仪器科技有限公司生产的IR140型自动折光仪，按照SH/T0724—2002测试折光指数。密度采用法国ISL公司生产的VIDA40型密度仪，按照GB/T1884—2000测试密度。

2结果与讨论

2.1填充油的理化性能

2种方案制备的SEBS用填充油A和填充油B均可达到指标要求，其中填充油B的光、热安定性更佳。这是因为填充油B的配方中环烷基基础油比例低，因此CN值更低，高压加氢环烷基基础油的光、热安定性一般比石蜡基基础油要差。

2.2白油对 SEBS共混物力学性能的影响

SEBS在应用过程中需要加入大量填充油，以改善SEBS的加工性能，同时还能降低成本。实际使用中大多添加白油和环烷油，因为这两类油价廉易得，使用方便，同时它们与SEBS中的聚丁二烯链段相容性好，与SEBS中的聚苯乙烯链段不溶解，所以加入后，SEBS共混物相分离完全，力学性能较好。

2.3光热稳定剂种类对填充油性能的影响

根据作用机理，光稳定剂可分为紫外线吸收剂、激发态猝灭剂、氢过氧化物分解剂和自由基捕获剂等4种类型。光稳定剂G-1属于紫外吸收剂，在吸收紫外线后通过自身的分子异构化使内在氢键被破坏，将紫外光的能量以热能或无害的低能辐射释放出来，而不对油品产生影响。热稳定剂R-1和R-2属于酚胺类的复合热稳定剂，但R-2的胺类组分含量更高。可以看出，光热稳定剂对于填充油的初始色度基本没有影响，并且单剂的影响更小。光热复合稳定剂FH-1和FH-2对SEBS填充油A及填充油B的光安定性能的提高效果相当，光稳定剂G-1略胜一筹，对SEBS填充油A的性能提高尤为显著，光安定性实验后Saybolt色度可达23。但是对于热稳定剂而言，填充油B的适应性明显优于填充油A，这是由于填充油A所使用的石蜡基2#基础油为Ⅲ类基础油，深度加氢工艺在去除极性化合物的同时会产生部分加氢的多环芳烃，降低了油品的热安定性能导致的。

2.4光热稳定剂用量对填充油性能的影响

在SEBS用填充油B中分别加入质量分数均为0.02%、0.03%、0.04%和0.05%的光稳定剂G-1和热稳定剂R-2，考察SEBS的光、热安定性，可以看出，过高的光热稳定剂用量不利于填充油的初始色度，并且提高了填充油的生产成本。当光稳定剂G-1和热稳定剂R-2的质量分数为0.03%时，对SEBS填充油B性能的提高效果达到最佳，但继续提高其用量对橡胶油光热安定性没有影响。因此，光稳定剂G-1和热稳定剂R-2最佳质量分数均为0.03%。

3结论

a）紫外吸收剂G-1与酚胺类复合热稳定剂R-2有明显协同作用，可以有效改善油品的光、热安定性。

b）SEBS填充油B在加入光稳定剂G-1和热稳定剂R-2后，可达到较高的光、热安定性，远超国内SEBS生产厂家要求，光、热稳定剂的最佳质量分数均为0.03%。

参考文献：

[1]刘念，徐浩，谭美玲，等.填充油对SEBS复合线材性能的影响[J].塑料工业，2016，44（3）：119-122.

[2]李春笋，李晓鸥，李东胜，等.橡胶填充油生产研究进展[J].当代化工，2013，42（1）：82-85.

（作者单位：赛轮（沈阳）轮胎有限公司）