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环保油KT20在轮胎胶料中的应用

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环保油KT20在轮胎胶料中的应用宫卫华1,马丙水1,周　东1,刘　妍1,范山鹰2(1.中国石油天然气股份有限公司克拉玛依润滑油厂,新疆克拉玛依　834003;2.北京橡胶工业研究设计院,北京　 100143) 摘要:探讨环保油KT20在NR 和NR/BR 胶料中的应用,并与国外浅抽油(3527MES )、改性芳烃油(TDA E )和国内常用芳烃油(DA E )进行对比。

结果表明,在NR 和NR/BR 胶料中,填充环保油KT20与对比油的混炼胶性能、硫化胶的物理性能和抗湿滑性能相当;填充环保油KT20,3527MES 和TDA E 硫化胶的滚动阻力相差不大。

在NR 胶料中填充环保油KT20,硫化胶的耐磨性能优于对比油硫化胶。

关键词:环保油;芳烃油;NR ;BR ;物理性能;动态力学性能;滚动阻力;耐磨性能 中图分类号:TQ330138+4;TQ332;TQ33312 文献标识码:B 文章编号:100628171(2009)1220736206 作者简介:宫卫华(19712),女,河北枣强县人,中国石油克拉玛依润滑油厂高级工程师,学士,从事橡胶用油的研制与开发工作。

欧盟关于在轮胎生产中禁用芳烃油等有毒橡胶用油的指令已于2005年年底出台,将于2010年1月1日在轮胎生产中全面禁用有毒橡胶用油,因此各大轮胎公司已纷纷开展芳烃油的替代工作[125]。

中国石油天然气股份有限公司克拉玛依润滑油厂生产的重质环烷基环保橡胶用油KT20(以下简称环保油KT20)中多环芳香化合物(PCA )质量分数小于0103,并符合欧盟规定的橡胶用油中8种特定多环芳烃(PA Hs )总质量分数小于10×10-6、苯并芘质量分数小于1×10-6的限量要求。

本工作探讨环保油KT20在轮胎胶料中的应用,并与国外浅抽油(3527M ES )和改性芳烃油(TDA E )以及国内轮胎企业现用芳烃油(DA E )进行对比。

1　实验111　主要原材料N R ,1#烟胶片,马来西亚产品;BR ,牌号9000,中国石化北京燕山石化公司产品;环保油KT20,中国石油天然气股份有限公司克拉玛依润滑油厂产品;3527M ES 和TDA E ,国外公司产品;DA E ,国内某公司产品。

112　试验配方选择目前轮胎胶料常用的N R 和NR/BR 并用胶配方进行评价。

试验配方为:N R (NR/BR )　100(80/20),炭黑N330　65,氧化锌　4,硬脂酸　2,防老剂4020/RD 2,硫黄　116,促进剂NS 118,橡胶用油(变品种)　10。

113　主要设备与仪器BR115L 密炼机,英国法雷尔公司产品;XK 2160A 型开炼机,上海橡胶机械厂产品;100t QLB型平板硫化机,浙江湖州和孚橡塑机械厂产品;M200E 型橡胶门尼粘度仪和C2000E 型橡胶无转子硫化仪,北京友深电子仪器有限公司产品;M H 274型阿克隆磨耗机,长沙仪表机床厂产品;L P 261型热空气老化箱,重庆慧达试验仪器有限公司产品;RSS 2Ⅱ型橡胶滚动阻力试验机,北京万汇一方科技发展有限公司产品;L A T 2100型室内湿滑磨耗机,荷兰VM I 公司产品。

114　试样制备按常规方法在密炼机中混炼生胶及炭黑、活化剂、防老剂、软化剂等配合剂,在开炼机上加硫黄和促进剂,混炼均匀。

试样在平板硫化机上硫化,硫化条件为143℃×t 90。

115　性能测试各项性能均按相应的国家或行业标准测试。

2　结果与讨论211　理化性能和环保性能环保油KT20和3种对比油的理化性能按相同企业标准测试,测试结果如表1所示。

从表1可以看出,环保油KT20的粘度与TDA E和DA E接近,而与3527M ES相差较大;苯胺点高,与3527M ES接近;质量损失率大于3527M ES和TDA E;灰分和硫的质量分数远小于对比油。

表1　橡胶用油的理化性能和环保性能项 目KT203527MES TDA E DA E密度(23℃)/　(Mg・m-3)01914019050194411020运动粘度/(mm2・s-1)　60℃11814061122120160150100　99℃19179131722114719135粘度密度常数01850018440189011007苯胺点/℃98189615—6915折光率(20℃)1150011504—11529倾点/℃-12-12+27+15质量损失率(107℃×　22h)/%010480101900125水分质量分数0000灰分质量分数　(550℃)×10201009010900153541670硫质量分数×10201079016830198701818闪点(开口)/℃241239250220碳型分析1)/%　C A31715112610　C N391328103315　C P571056194015PCA质量分数010150.0250.022>0.150 PA Hs总质量分数×1063149 1.967.90苯并芘质量分数×1060159—0120 注:1)C A,C N和C P分别表示橡胶用油中芳烃、环烷烃和链烷烃的碳原子。

碳型分析表明,环保油KT20的环烷烃所占比例最大,为3913%;而芳烃所占比例最小,为317%。

KT20,3527M ES和TDA E中PCA质量分数均小于0103,都属于橡胶环保用油。

环保油KT20中PA Hs总质量分数小于10×10-6,苯并芘质量分数小于1×10-6。

而DA E中PCA质量分数大于0115。

环保油KT20不属于任何一种国外芳烃油替代品的类型。

产品表现为粘度大,闪点和苯胺点高,灰分和硫的质量分数较低,同时具有芳烃含量低、环烷烃含量高的特殊碳型结构。

但其良好的环保特性符合橡胶用油对PA Hs的限量要求。

212　混炼胶性能21211　门尼粘度和门尼焦烧时间在NR和N R/BR混炼胶中分别加入环保油KT20和对比油。

从混炼过程和加料情况观察,4种橡胶用油在胶料中的行为没有区别,胶片外观相同。

填充橡胶用油的N R和N R/BR胶料的门尼粘度和门尼焦烧时间如表2所示。

从表2可以看出,在相同胶种配方中,环保油KT20和3527M ES胶料的门尼粘度相同,如在N R胶料中的门尼粘度均为65,在NR/BR并用胶中的门尼粘度均为61。

填充TDA E和DA E 胶料的门尼粘度略有变化,可能是受DA E的粘度影响。

从轮胎生产工艺的要求来看,4种橡胶用油对试验中各种胶料配方影响不大,可以满足工艺要求。

从表2还可以看出,4种橡胶用油胶料的门尼焦烧时间相近,满足轮胎工业生产中对焦烧性能的要求。

4种橡胶用油在相同胶种中的Δt30相近,说明它们对胶料硫化速度的影响基本相同,满足硫化工艺的要求。

表2　NR和NR/BR胶料的门尼粘度和门尼焦烧时间项 目NRKT203527MES TDA E DA ENR/BRKT203527MES TDA E DA E门尼粘度[ML(1+4)100℃]6565635661615568门尼焦烧时间(120℃)/min　t52322222124252523　t352725262629292928　Δt304345544521212　硫化特性填充橡胶用油的N R和N R/BR胶料的硫化特性如表3所示。

从表3可以看出,在相同胶种配方中,4种橡胶用油胶料的t10和t50相近,均在正常值范围内,说明硫化过程可以保证胶料充分流动。

TDA E 胶料的t90略低,其它胶料的t90相近,属正常硫化速度范围,说明硫化特性较好。

4种橡胶用油胶料的M L和M H相近,说明橡胶用油对胶料的转矩影响小。

表3　NR和NR/BR胶料的硫化特性(143℃)项 目NRKT203527MES TDA E DA ENR/BRKT203527MES TDA E DA EM L/(N・m)01770168017901660169017601750184 M H/(N・m)21842165216021932155217021693105 t10/min41985100419341805157517251785165 t50/min61556147611361207112712271057108 t90/min13157111888157121701117211175916810120213　硫化胶性能21311　物理性能填充橡胶用油的N R和N R/BR硫化胶的物理性能如表4所示。

从表4可以看出,在相同胶种配方中,4种橡胶用油硫化胶的硬度、拉伸强度和阿克隆磨耗量相近。

但在两种胶种配方中,NR/BR并用胶的耐磨性能优于NR胶料,因为BR分子链柔顺,低应力下的耐疲劳性能好,具有较高的耐磨性能。

在N R和NR/BR并用胶配方中,4种橡胶用油硫化胶的压缩疲劳温升、终动压缩率及永久变形基本相同,并且橡胶用油对硫化胶的动态压缩性能影响较小。

硫化胶的其它性能略有差别,如KT20和3527M ES硫化胶的300%定伸应力略高于TDA E和DA E硫化胶,而添加KT20的NR 硫化胶的拉断伸长率略低。

可以认为,4种橡胶用油对硫化胶物理性能的影响相差不大。

从表4还可以看出,在NR和NR/BR胶料表4　NR和NR/BR硫化胶的物理性能项 目NRKT203527MES TDA E DA ENR/BRKT203527MES TDA E DA E邵尔A型硬度/度7574757572727273 300%定伸应力/MPa19161910171417111817181017111711拉伸强度/MPa23152512241223182410231823132314拉断伸长率/%395437437466426428411450拉断永久变形/%1517211714161412撕裂强度/(kN・m-1)6144615751476772回弹值/%4445413846484644阿克隆磨耗量/cm30118001183012030118001142011500113201142压缩疲劳试验1)　温升/℃33113218361334143311331930173517　终动压缩率/%713618814712610516713514　永久变形/%411314416410318316315510 100℃×48h老化后　邵尔A型硬度/度7778787975777577　邵尔A型硬度变化/度+2+4+3+4+3+5+3+4　拉伸强度/MPa21102013191520131911191419142019　拉伸强度变化率/%-11-19-19-15-20-18-17-11　拉断伸长率/%285293288348289293290334　拉断伸长率变化率/%-28-33-34-25-32-32-29-26 注:1)试验条件为冲程　4145mm;负荷　110MPa;温度　55℃。

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国产环保型增塑剂在溶聚丁苯橡胶中的应用

国产环保型增塑剂在溶聚丁苯橡胶中的应用

国产环保型增塑剂在溶聚丁苯橡胶中的应用王　雪1，呼振鹏1，姜云平2，殷春照3，冯　涛3（1.中国石化北京化工研究院燕山分院橡塑新型材料合成国家工程研究中心，北京102500；2.北京橡胶工业研究设计院有限公司，北京100143；3.中海沥青股份有限公司，山东滨州256600）摘要：研究国产环保型增塑剂HJA2026和HJA1824在溶聚丁苯橡胶（SSBR）中的应用。

结果表明：填充国产环保型增塑剂HJA1824的SSBR胶料的部分性能与进口增塑剂V500胶料还有一定差距；填充国产环保型增塑剂HJA2026的SSBR胶料的硫化特性以及硫化胶的物理性能、抗湿滑性能、耐压缩疲劳性能、滚动阻力和抗切割性能均与进口增塑剂V500胶料相当，耐磨性能较好；国产环保型增塑剂HJA2026可以替代进口增塑剂V500。

关键词：环保型增塑剂；溶聚丁苯橡胶；物理性能；耐磨性能中图分类号：TQ330.38＋4；TQ333.1 文章编号：1000-890X（2019）06-0445-05文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2019.06.0445溶聚丁苯橡胶（SSBR）是以丁二烯、苯乙烯为单体，烷基锂为催化剂，在有机溶剂中进行阴离子共聚的产物[1-3]。

根据苯乙烯和丁二烯结合方式的不同，SSBR分为嵌段型和无规型两大类。

嵌段型SSBR属热塑性弹性体，主要用于鞋类、工业橡胶制品和粘合剂；无规型SSBR主要用于轮胎、鞋类和工业橡胶制品，当其用于轮胎胎面胶时，结合苯乙烯含量及其序列分布、嵌段苯乙烯含量、基础相对分子质量及相对分子质量分布、丁二烯分子链段微观结构等均可在较宽范围内进行调整，以满足轮胎抗湿滑性能、滚动阻力和耐磨性能的不同需求。

充油SSBR在保持原有物理性能的基础上，具有生热低、耐低温屈挠以及收缩率小等优点，其胎面胶具有优异的牵引性能和耐磨性能。

另外，SSBR充油后塑性改善，易于混炼，有助于提高设备的炼胶能力[4]；填充廉价的石油馏分，有效降低成本并显著提高产量。

生物基白炭黑和生物基油在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用　

生物基白炭黑和生物基油在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用　

生物基白炭黑和生物基油在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用樊斌斌，刘豫皖，吕国正，岳艳妮，葛永亮（风神轮胎股份有限公司，河南焦作454003）摘要：研究生物基白炭黑和生物基油在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用。

结果表明：使用生物基油等量代替环烷油，胶料的硫化速度略加快，300%定伸应力降低，耐切割、耐低温和耐迁移性能提高，生热略增大，耐磨性能基本相当；在同样采用生物基油的情况下，使用生物基白炭黑等量代替沉淀法白炭黑，胶料的硫化特性、生热、耐磨和耐切割性能相当，但耐疲劳性能明显降低。

关键词：生物基白炭黑；生物基油；全钢载重子午线轮胎；胎面胶中图分类号：TQ336.1；TQ330.38＋3/＋4 文章编号：2095-5448（2024）01-0020-04文献标志码：A DOI：10.12137/j.issn.2095-5448.2024.01.0020在“双碳”政策背景下，在轮胎中使用可循环、可再生的材料成为国家和轮胎行业的重点发展目标[1-2]。

目前，工业发展中矿砂硅的过渡消耗造成了极大的硅资源短缺，而从稻谷中提取的可再生植物硅可以代替不可再生的矿砂硅，不仅解决了稻谷加工废弃物污染环境的问题，而且还为工业发展提供了可再生的硅资源。

生物基白炭黑来源于稻壳灰，属于绿色可再生材料。

同时，为响应绿色、环保、可持续发展的要求，用绿色可再生材料代替石油系材料也越发重要，在轮胎中用生物基油代替石油系的增塑油，已被越来越多的轮胎企业所重视[3-6]。

本工作主要研究生物基白炭黑和生物基油在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用。

1　实验1.1　主要原材料天然橡胶（NR），STR20，泰国产品；顺丁橡胶（BR），牌号9000，中国石化北京燕山石油化工有限公司产品；沉淀法白炭黑，青州联科白炭黑有限公司产品；生物基白炭黑，益海粮油工业有限公司产品；硅烷偶联剂，江西宏柏新材料股份有限公司产品；环烷油，郑州市中龙橡胶增塑剂厂产品；生物基油，沧州兴达化工有限责任公司产品。

环保芳烃油——精选推荐

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一、环保芳烃油的含义使用的传统芳烃油（DAE）含有大量稠环芳烃（也叫多环芳烃），由于芳烃油的带入，轮胎和橡胶制品中或多或少含有稠环芳烃。

苯并芘（BaP）是一种典型的稠环芳烃，其已被毒性、生态毒性及环境科学委员会（CSTEE）科学证实具有致癌性、致突变性及生殖系统毒害性。

橡胶制品在被使用的过程中，稠环芳烃就不可避免地扩散到环境中并与人类接触，从而危害到人类和环境的健康。

随着人们对稠环芳烃危害的认识和环保意识的提高，西方发达国家纷纷采取一系列措施减少稠环芳烃排放以降低其对人类健康和环境的危害。

在此形势下，欧洲轮胎工业贸易组织(BLIC)与国际合成橡胶生产者学会(IISRP)共同宣布将在轮胎中使用无毒性的芳烃油替代油品。

并对芳烃油替代油品要求如下：替代油品稠环芳烃(PCA)含量(二甲基亚砜萃取法IP346)环保芳烃油的官方要求和定义。

二、国外环保芳烃油的开发情况目前国内符合欧盟2005/69/EC 规定的橡胶填充油完全依赖进口，价格昂贵。

国外芳烃油常见的替代品有以下三种：TDAE(经处理的芳烃油）：对原芳烃油再精制除去有毒多环芳烃后生产而成，是胎冠胶、胎嘟汉妥涌谀湍ソ褐蟹继 偷睦硐胩娲 罚?MES（欧洲浅抽油）：以石蜡基馏分溶剂浅度精制或加氢工艺浅度精制而成，它的工艺和设备需要较大的改造，用于胎面胶时技术性能难以令人满意；NAP（环烷油）：环烷基原油馏分油经溶剂精制或加氢精制工艺精制而成。

所有的替代油品中，TDAE 与DAE 的成分和物性最为接近，因此使用TDAE 的产品配方只需要一个微小的调整各方面的性能就同样达到使用DAE 相应产品的水平。

由于MES 与DAE组成和物性相差较大，在某些应用的领域，尽管橡胶配方经过较大的调整某些性能依然达不到使用DAE 相应产品的水平。

目前，在欧洲TDAE 是高芳烃油的主流替代品。

生产商主要为德国汉胜—罗圣泰集团公司，提供深加工的芳烃油（TDAE）。

其汉堡工厂生产VIVATEC500 和SX500 两种牌号，泰国工厂基本具备生产条件，试生产了环保型芳烃油VIVATEC500。

轿车子午线轮胎胎面胶用环保型填充油

轿车子午线轮胎胎面胶用环保型填充油

轿车子午线轮胎胎面胶用环保型填充油
张新军;马晓;马维德;周志峰;李花婷
【期刊名称】《轮胎工业》
【年(卷),期】2009(29)5
【摘要】介绍轿车子午线轮胎胎面胶用环保型填充油的需求及其应用展望.轿车子午线轮胎胎面胶用SBR最适宜的填充油是高芳烃油,根据环保要求,填充油中多环芳族化合物质量分数应小于0.03;国外填充芳烃油替代品的胶料综合物理性能与填充芳烃油的胶料相差不大,国内应加紧开发芳烃油的替代品.
【总页数】4页(P264-267)
【作者】张新军;马晓;马维德;周志峰;李花婷
【作者单位】北京橡胶工业研究设计院,北京100143;北京橡胶工业研究设计院,北京100143;北京橡胶工业研究设计院,北京100143;北京橡胶工业研究设计院,北京100143;北京橡胶工业研究设计院,北京100143
【正文语种】中文
【中图分类】U463.341+.4/.6;TQ330.38+4
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