專利名稱：橡膠防護(hù)蠟的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠防護(hù)蠟。
橡膠工業(yè)的發(fā)展，帶動了橡膠防護(hù)用蠟的不斷發(fā)展。為了延長橡膠制品的壽命，防止橡膠制品在陽光、臭氧和其他天候因素的綜合作用下發(fā)生龜裂，常常使用石油蠟類物質(zhì)來達(dá)到防護(hù)效果。由于石油蠟中的正、異構(gòu)烷烴在橡膠中有一定的溶解度，當(dāng)烷烴在橡膠中的含量大于其在該溫度下的溶解極限時(shí)，它們就能從橡膠中遷移到硫化膠的表面，形成一層惰性、不結(jié)晶、附著力強(qiáng)的撓性薄膜。該層薄膜起著不使橡膠與臭氧接觸的屏蔽作用，防止橡膠與臭氧反應(yīng)。所以人們就利用石油蠟類產(chǎn)品的這種特性來滿足橡膠制品的防護(hù)要求。要有效的防護(hù)臭氧龜裂，橡膠制品表面蠟?zāi)?yīng)達(dá)到很高的要求要有適宜的蠟?zāi)ず穸?，并能極好的附著在橡膠表面，不易脫落；蠟?zāi)っ芏纫?，致密無空隙，最好是接近于無定形態(tài)的蠟?zāi)?，否則臭氧會從空隙間侵蝕橡膠。為滿足這些要求，就必須對蠟類物質(zhì)中的正、異構(gòu)烷烴比例及碳數(shù)分布進(jìn)行控制。正構(gòu)烷烴在各類膠體中的溶解度大，同時(shí)由于其分子結(jié)構(gòu)成直鏈態(tài)，其遷移阻力較小，當(dāng)其含量超過其在該溫度下的溶解極限時(shí)，能以較快的速度遷移至橡膠表面，達(dá)到隔離臭氧之功效。但是正構(gòu)烷烴的直鏈特征造成了它難以避免的弱點(diǎn)正構(gòu)烷烴形成的晶體蠟?zāi)は鄬κ杷?，蠟?zāi)げ粔蛑旅?；同時(shí)由于其遷移性較大，致使在某一溫度范圍內(nèi)，在較短的時(shí)間中，正構(gòu)烷烴大量遷移至橡膠表面，造成蠟?zāi)ず穸容^大，影響橡膠制品外觀，甚至?xí)a(chǎn)生脫落，影響膠體的防護(hù)壽命。而異構(gòu)烷烴分子結(jié)構(gòu)支鏈化，形成縱橫交錯(cuò)的微觀狀態(tài)，在各類膠體中溶解度較小，其遷移速度相對直鏈烷烴緩慢，這樣就可以用異構(gòu)烷烴和正構(gòu)烷烴的合理的結(jié)合比例來達(dá)到控制遷移速度的目的。此外，異構(gòu)烷烴形成的蠟?zāi)し浅Ｖ旅?，附著性好，不易脫落?br> 以往國內(nèi)外的各類型橡膠防護(hù)蠟都有一定的防護(hù)效果，但是其弱點(diǎn)也是難以避免的。以美國專利4877456為例，提出在用于橡膠制品的防護(hù)蠟中正構(gòu)烷烴的總含量至少應(yīng)達(dá)到75％，其中C21-C26范圍內(nèi)的正構(gòu)烷烴含量為5％-25％，C36-C51范圍內(nèi)的正構(gòu)烷烴的含量應(yīng)達(dá)到20％-45％。該防護(hù)蠟雖然碳數(shù)分布范圍寬，可以在較寬的溫度范圍內(nèi)有防護(hù)效果，但正構(gòu)烷烴含量過高，未對異構(gòu)烷烴含量提出要求。由于正構(gòu)烷烴遷移較快，這樣就很難控制遷移速度和噴霜量，致使在一定溫度下，過多的蠟滲出橡膠表面，影響橡膠制品外觀，甚造成蠟?zāi)っ撀?。美國專?296129強(qiáng)調(diào)具有22-44個(gè)碳數(shù)的正構(gòu)烷烴的含量，同時(shí)建議具有30-60個(gè)碳數(shù)的異構(gòu)烷烴含量應(yīng)該占烷烴總量的16％-30％。該防護(hù)蠟雖對異構(gòu)烷烴含量提出要求，但異構(gòu)烷烴含量偏低，數(shù)量很多的正構(gòu)烷烴以較快的速度在相對較短的時(shí)間內(nèi)遷移到表面，一經(jīng)損耗，難以長時(shí)間的保持防護(hù)效果。而且該專利僅對C30-C60范圍內(nèi)的異構(gòu)烷烴含量提出了粗略的分布要求，難以避免具有某一或某幾種碳數(shù)的異構(gòu)烷烴分布過于集中的弊端。而含不同碳數(shù)的異構(gòu)烷烴的最大遷移速率分別與不同溫度相對應(yīng)，從而不能很好的控制各段溫度范圍內(nèi)烷烴的遷移量，對于要求防護(hù)溫度寬，防護(hù)壽命長的高質(zhì)量橡膠制品就很難達(dá)到理想的的防護(hù)效果。
本發(fā)明的目的在于提供一種橡膠防護(hù)蠟，它能迅速的在橡膠表面形成一層致密蠟?zāi)?，含有較高的異構(gòu)烷烴，異構(gòu)烷烴有理想的碳數(shù)分布，并有極好的附著性，能在較寬的溫度范圍內(nèi)長久的保持防護(hù)效果，防止橡膠制品受天候因素影響而發(fā)生裂紋。
本發(fā)明涉及一種橡膠防護(hù)蠟，其特征在于以體積百分含量計(jì)該異構(gòu)烷烴含量達(dá)到35％-70％之間，其中碳數(shù)小于27的異構(gòu)烷烴含量應(yīng)占烷烴總量的0.5％-3％，碳數(shù)位于27-35間的異構(gòu)烷烴含量應(yīng)占烷烴總量的2％-10％，碳數(shù)位于36-45間的異構(gòu)烷烴含量應(yīng)占烷烴總量的5％-25％，碳數(shù)大于45的異構(gòu)烷烴含量應(yīng)占烷烴總量的20％-45％。
該橡膠防護(hù)蠟是由低熔點(diǎn)石蠟、高熔點(diǎn)石蠟、微晶蠟及聚乙烯蠟為原料制成的橡膠防護(hù)蠟。本發(fā)明防護(hù)蠟成分包括按重量百分比計(jì)，10％-35％低熔點(diǎn)石蠟，30％-55％高熔點(diǎn)石蠟，20％-50％微晶蠟，0.5％-8％聚乙烯蠟。
所用低熔點(diǎn)石蠟為52-60號石蠟，含油量小于1.5％。
所用高熔點(diǎn)石蠟為62-66號精煉石蠟，含油量小于0.5％。
所用微晶蠟為75-85號微晶蠟，含油量小于3.6％。
所用聚乙烯蠟分子量位于5000-10000之間。
由本發(fā)明方法制得的橡膠防護(hù)蠟的指標(biāo)如下凝固點(diǎn)介于57℃-72℃之間，100℃的運(yùn)動粘度介于5mm2/s-9mm2/s之間。含油量介于0.5％-3.5％，折光指數(shù)介于1.428-1.450。
本發(fā)明產(chǎn)品的制備方法如下按配比稱量低熔點(diǎn)石蠟、高熔點(diǎn)石蠟、微晶蠟及聚乙烯蠟。將稱量好的微晶蠟加入不銹鋼反應(yīng)器中，緩慢加熱至95℃-110℃，待融化后，開動攪拌器，低速恒溫?cái)嚢?0分鐘-20分鐘后，加入高熔點(diǎn)石蠟，攪拌混合15分鐘-30分鐘。再加入低熔點(diǎn)石蠟，高速攪拌20-30分鐘。最后加入聚乙烯蠟，升溫至130℃-150℃，攪拌30分鐘-40分鐘后。從反應(yīng)器中放出融熔蠟，進(jìn)入精制器，過濾雜質(zhì)，再到成型器上冷卻成型，即制成本發(fā)明產(chǎn)品。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，由上述方法制備的橡膠防護(hù)蠟，含有較高的異構(gòu)烷烴，異構(gòu)烷烴有理想的碳數(shù)分布，并有極好的附著性，在不影響橡膠制品的外觀的條件下，能在較寬的溫度范圍內(nèi)長久的保持防護(hù)效果。同時(shí)可減少其他化學(xué)防老劑的用量，降低橡膠制品的生產(chǎn)成本。
下面用實(shí)例說明本發(fā)明，其中各組分以重量百分比計(jì)。
實(shí)施例114％的低熔點(diǎn)石蠟(58號)30％的高熔點(diǎn)石蠟(64號)50％的微晶蠟(75號)6％的聚乙烯蠟(分子量5000-10000)按實(shí)施例1的配比稱量低熔點(diǎn)石蠟、高熔點(diǎn)石蠟、微晶蠟及聚乙烯蠟。將50％的75號微晶蠟加入不銹鋼反應(yīng)器中，緩慢加熱至95℃，待融化后，開動攪拌器，低速恒溫?cái)嚢?0分鐘后加入30％的64號高熔點(diǎn)石蠟，攪拌混合15分鐘。再加入14％的58號低熔點(diǎn)石蠟，高速攪拌20分鐘。最后加入聚乙烯蠟，加熱至130℃，恒溫?cái)嚢?0分鐘。從反應(yīng)器中放出融熔蠟，進(jìn)入精制器，過濾雜質(zhì)，再到成型器上冷卻成型，即制成本發(fā)明實(shí)施例1所指的橡膠防護(hù)蠟。
實(shí)施例225％的低熔點(diǎn)石蠟(60號)52％的高熔點(diǎn)石蠟(62號)21％的微晶蠟(85號)2％的聚乙烯蠟(分子量5000-10000)按實(shí)施例2的配比稱量低熔點(diǎn)石蠟、高熔點(diǎn)石蠟、微晶蠟及聚乙烯蠟。將21％的85號微晶蠟加入不銹鋼反應(yīng)器中，緩慢加熱至110℃，待融化后，開動攪拌器，低速恒溫?cái)嚢?5分鐘后加入52％的62號高熔點(diǎn)石蠟，攪拌混合20分鐘。再加入25％的60號低熔點(diǎn)石蠟，高速攪拌30分鐘。最后加入聚乙烯蠟，加熱至150℃，恒溫?cái)嚢?5分鐘。從反應(yīng)器中放出融熔蠟，進(jìn)入精制器，過濾雜質(zhì)，再到成型器上冷卻成型，即制成本發(fā)明實(shí)施例2所指的橡膠防護(hù)蠟。
實(shí)施例330％的低熔點(diǎn)石蠟(52號)38％的高熔點(diǎn)石蠟(66號)31％的微晶蠟(80號)1％的聚乙烯蠟(分子量5000-10000)按實(shí)施例3的配比稱量低熔點(diǎn)石蠟、高熔點(diǎn)石蠟、微晶蠟及聚乙烯蠟。將31％的80號微晶蠟加入不銹鋼反應(yīng)器中，緩慢加熱至100℃，待融化后，開動攪拌器，低速恒溫?cái)嚢?0分鐘后加入38％的66號高熔點(diǎn)石蠟，攪拌混合30分鐘。再加入30％的52號低熔點(diǎn)石蠟，高速攪拌25分鐘。最后加入聚乙烯蠟，加熱至140℃，恒溫?cái)嚢?0分鐘。從反應(yīng)器中放出融熔蠟，進(jìn)入精制器，過濾雜質(zhì)，再到成型器上冷卻成型，即制成本發(fā)明實(shí)施例3所指的橡膠防護(hù)蠟。
以下是實(shí)施例異構(gòu)烷烴含量及分布表1實(shí)施例異構(gòu)烷烴含量及分布
以上結(jié)果由氣相色譜儀(HP-5890)測定本發(fā)明產(chǎn)品對橡膠制品的物理性能影響及其防護(hù)效果可以通過對試驗(yàn)?zāi)z體進(jìn)行各項(xiàng)比較試驗(yàn)得到驗(yàn)證表2試驗(yàn)?zāi)z體配料(以重量計(jì))
以下是對試驗(yàn)?zāi)z體各項(xiàng)物理性能進(jìn)行測試得到的結(jié)果表3試驗(yàn)?zāi)z體的物理性能對比
由表3可以看出，使用實(shí)施例1，2，3三種橡膠防護(hù)蠟的膠體與使用其他蠟類的膠體相比，它們的各項(xiàng)物理指標(biāo)都表現(xiàn)出較好的性能。
以下是對試驗(yàn)?zāi)z體進(jìn)行天候老化試驗(yàn)得到的結(jié)果表4膠體天候老化試驗(yàn)對比
由表4可以看出，使用實(shí)施例1，2，3三種橡膠防護(hù)蠟的膠體出現(xiàn)裂紋的天數(shù)較使用其他蠟類的膠體有明顯增長。
權(quán)利要求
1.一種橡膠防護(hù)蠟，其特征在于以體積百分含量計(jì)該橡膠防護(hù)蠟中異構(gòu)烷烴含量達(dá)到35％-70％之間；其中碳數(shù)小于27的異構(gòu)烷烴含量應(yīng)占烷烴總量的0.5％-3％，碳數(shù)位于27-35間的異構(gòu)烷烴含量應(yīng)占烷烴總量的2％-10％，碳數(shù)位于36-45間的異構(gòu)烷烴含量應(yīng)占烷烴總量的5％-25％，碳數(shù)大于45的異構(gòu)烷烴含量應(yīng)占烷烴總量的20％-45％。
2.按照權(quán)利要求1所述的橡膠防護(hù)蠟，其特征在于該防護(hù)蠟由低熔點(diǎn)石蠟、高熔點(diǎn)石蠟、微晶蠟及聚乙烯蠟為原料制成，成分包括按重量百分比計(jì)，10％-35％低熔點(diǎn)石蠟，30％-55％高熔點(diǎn)石蠟，20％-50％微晶蠟，0.5％-8％聚乙烯蠟。
3.按照權(quán)利要求2所述的橡膠防護(hù)蠟，其特征在于所用低熔點(diǎn)石蠟為52-60號石蠟，含油量小于1.5％。
4.按照權(quán)利要求2所述的橡膠防護(hù)蠟，其特征在于所用高熔點(diǎn)石蠟為62-66號精煉石蠟，含油量小于0.5％。
5.按照權(quán)利要求2所述的橡膠防護(hù)蠟，其特征在于所用微晶蠟為75-85號微晶蠟，含油量小于3.6％。
6.按照權(quán)利要求2所述的橡膠防護(hù)蠟，其特征在于所用聚乙烯蠟分子量位于5000-10000之間。
7.按照權(quán)利要求1所述的橡膠防護(hù)蠟，其特征在于該橡膠防護(hù)蠟的指標(biāo)如下凝固點(diǎn)介于57℃-72℃之間，100℃的運(yùn)動粘度介于5mm2/s-9mm2/s之間，含油量介于0.5％-3.5％，折光指數(shù)介于1.428-1.450。
8.一種權(quán)利要求1所述橡膠防護(hù)蠟的制備方法，包括以下步驟(1)按配比稱量低熔點(diǎn)石蠟、高熔點(diǎn)石蠟、微晶蠟及聚乙烯蠟；(2)將稱量好的微晶蠟緩慢加熱至95℃-110℃，待融化后，開動攪拌器，低速恒溫?cái)嚢?0分鐘-20分鐘；(3)加入高熔點(diǎn)石蠟，攪拌混合15分鐘-30分鐘；(4)加入低熔點(diǎn)石蠟，高速攪拌20-30分鐘；(5)加入聚乙烯蠟，升溫至130℃-150℃，攪拌30分鐘-40分鐘；(6)將步驟(5)所得產(chǎn)物精制、過濾、冷卻成型，即制成本發(fā)明產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種橡膠防護(hù)蠟,它是由低熔點(diǎn)石蠟、高熔點(diǎn)石蠟、微晶蠟及聚乙烯蠟制成。該種防護(hù)蠟具有適宜的異構(gòu)烷烴含量和合理的碳數(shù)分布,并具有極好的附著性,可以在較寬的溫度范圍內(nèi)長期保持良好的防護(hù)性能。該種防護(hù)蠟可用于半、全鋼子午線輪胎,普通輪胎及其他橡膠制品,尤其適用于高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益好的子午線輪胎的橡膠配料。
文檔編號C08L91/06GK1362453SQ0110600
公開日2002年8月7日 申請日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月5日
發(fā)明者李景斌, 韓勁松, 解寧, 崔曉莉 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院