不同CA值环保橡胶油产品应用技术

北京橡胶工业研究设计院不同CA含量环保橡胶油应用技术研究立项背景一国内外生产研究现状二结论四工作内容及进展三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。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。一、立项背景1994年欧盟化学品分类与标示机构就将多环芳烃族化合物（PCA）质量分数大于0.03的芳烃油归类为致癌物及毒性物。2005年欧洲橡胶工业联合协会（BLIC）和国际合成橡胶生产者协会（IISRP）共同宣布将在轮胎中使用无毒性油品，并于2010年1月1日在轮胎生产中全面禁用有毒橡胶油。欧盟指令2005/69/EC进一步把限制条件明确为：①根据IP346方法测定的多环芳烃化合物（PCA）含量必须小于3%②苯并芘含量小于1ppm③八种特定多环芳烃含量小于10ppm芳烃油（DAE）替代品处理芳烃油（TDAE）环烷油（NAP）浅抽油（MES）目前全球对环保橡胶油的需求量约为140万吨，而现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30万吨左右，缺口极大。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，争相占领巨大的环保橡胶油市场。二、国内外研究生产现状4．轮胎试制3．橡胶填充油应用研究2．橡胶操作油应用研究三、工作内容⑴系列环保橡胶油的组成及理化性能分析；⑵不同CA值环保橡胶油对轮胎胎面胶性能的影响；(3)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芳烃含量对胶料混炼胶性能，加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，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。项目目标项目技术指标T01T03T06T07拉伸强度MPa≥1719.219.118.420.3拉断伸长率%≥350367417413441300%定伸应力MPa≥813.513.312.913.2生热℃≤4237.637.236.836.7磨耗1.61km/cm3≤0.200.10.130.090.1项目考核指标实验方案1）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）试验油品：环保油，轮胎厂在用高芳烃油，TDAE，8450，4700；3）试验项目：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，结团性以及下片后胶片表面特性等），包辊性试验，混炼胶门尼粘度，门尼松弛，门尼焦烧，硫化特性等；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，100%定伸应力，300%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，炭黑分散度等试验部分检验项目T01T03T06T07T10TDAE8450结构族组成CA,%CN,%CP,%12.046.042.013.051.036.014.547.53814.250.035.815.748.33625.631.443.0144343CA+CN%58646264.2645757PCA%0.91.62.22.22.72.23.0Benzo(a)pyreneppm－－－－－8PAHSppm－0.93.695.5110.08油品环保性能不同CA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，考察新型不同CA值的环保橡胶油及其不同用量应用性能。试验配方试验样品：T01、T03、T06、T07、T10对比样品：DAE、TDAE、8450和4700油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAESBR1500909090909090909090BR9000101010101010101010ZnO4.04.04.04.04.04.04.04.04.0StA2.52.52.52.52.52.52.52.52.5炭黑555555555555555555防老剂4.04.04.04.04.04.04.04.04.0促进剂NS1.71.71.71.71.71.71.71.71.7S2.02.02.02.02.02.02.02.02.0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CA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。试验内容：油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE生胶捏炼/密炼机电流A121212121212121212小料/密炼机电流A131010101010101010炭黑+油/密炼机电流A232120202020202020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油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE混炼胶门尼粘度ML(1+4)100℃545454545353545452门尼松弛t70s777778787t80s111111111111111111截距k49.750.650.451.050.150.150.250.845.8斜率α-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油品种类T03T06T03*T06*TDAE84504700混炼胶门尼粘度ML(1+4)100℃54545757535454门尼松弛t70s7777878t80s11111111111111面积A9359491028997914907903不同用量油品T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE无转子硫化仪(150℃)MLdNm7.327.637.507.747.657.537.397.427.60MHdNm27.8229.3328.6530.0329.1329.2929.6528.2429.24t10min9.159.159.288.889.338.588.859.728.72t90min15.5315.6816.2715.8816.0314.9516.2216.2215.20混炼胶硫化特性油品T03T06T03*T06*TDAE84504700无转子硫化仪(150℃)MLdNm7.637.509.499.377.537.397.42MHdNm29.3328.6533.6133.1829.2929.6528.24t10min9.159.288.658.638.588.859.72t90min15.6816.2714.5514.4314.9516.2216.22不同用量油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE硬度邵尔A747474737473737473扯断伸长率%367417413441401446442440455拉伸强度MPa19.219.118.420.317.219.819.418.819.9100%定伸应力Mpa3.213.153.023.133.042.923.182.973.16300%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%454645474444454444硫化胶物理性能1213141516051015202530CA%T10T06T07T03T01拉伸强度Mpa硫化胶物理性能拉伸强度0510152025拉伸强度19.118.42018.719.819.418.8T03T06T03*T06*TDAE845047001112131415161701020304050T10T06T07T03T01回弹性%CA%回弹性0102030405060回弹46454645444544T03T06T03*T06*TDAE84504700300%定伸应力0246810121416300%定伸13.312.914.21412.613.212.4T03T06T03*T06*TDAE84504700111213141516170246810121416T10T06T07T03T01300%定伸应力MpaCA%撕裂强度0102030405060撕裂强度48515350505150T03T06T03*T06*TDAE84504700121314151601020304050607080T10T06T07T03T01撕裂强度MpaCA%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%-15.6-8.9-5.43-10.8-2.91-19.2-15.4-10.1-5.0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%-8.9-5.43-10.5-4.44-19.2-15.4-10.1老化系数0.670.720.650.740.570.610.67不同用量1112131415161701020304050T10T06T07T03T01压缩生热℃CA%压缩生热051015202530354045压缩生热37.236.737.837.937.137.838.1T03T06T03*T06*TDAE84504700硫化胶压缩生热1213141516020406080100120抗湿滑系数CA%抗湿滑性020406080100抗湿滑98991021001009598T03T06T03*T06*TDAE84504700硫化胶抗湿滑性能油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE阿克隆磨耗cm3/1.61km0.10.130.090.10.10.130.080.110.08油品T03T06T03*T06*TDAE84504700阿克隆磨耗cm3/1.61km0.130.090.120.110.130.080.1112131415160.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0T10T06T07T03T01滚动阻力J/revCa%滚动阻力00.511.52滚动阻力1.481.481.411.441.531.541.59T03T06T03*T06*TDAE84504700硫化胶滚动阻力四、结论1.油品化学性能中海沥青股份有限公司提供的环保橡胶油T-01T-03T-06T-07符合作为橡胶油的环保要求。2.新型环保橡胶油应用性能