改善橡胶轮胎低滞后损失的橡胶轮胎填充油及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶轮胎填充油，尤其涉及一种改善橡胶轮胎低滞后损失的橡胶轮胎填充油及其制备方法，属于橡胶轮胎的生产领域。

背景技术

从2010年1月1日起若轮胎含有不符合欧盟委员会发布的(指令2005/69/EC)就不能进入欧洲市场，由于多环芳烃和多环芳香族化合物的含量较高，传统上用作轮胎橡胶填充油的主要产品(即芳烃油(DAE))不符合新法规的要求，因而需要用毒性较小的替代产品来取代。

欧盟乃至全球提出替代芳烃油，并且提出了未来10年要将轮胎滚动阻力降低50％，实现低碳目标。目前，轮胎配方急需要一种低滞后损失环保新材料操作油。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种毒性小且能有效改善橡胶轮胎低滞后损失的橡胶轮胎填充油。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种改善橡胶轮胎低滞后损失的橡胶轮胎填充油，包括以下重量份的各原料制成：

饱和异构烷烃油30-60份，LAL饱和烃油20-50份，环烷烃油5-50份，饱和芳烃油0-35份；

优选的，各原料的重量份是：饱和异构烷烃油40-60份，LAL饱和烃油20-30份，环烷烃油8-12份，饱和芳烃油2-28份；

其中，所述的饱和异构烷烃油是将异构烷烃通过去杂环精制处理加工得到；异构烷烃来自于炼厂减压馏分油(减压二三四线)，异构烷烃组成为：直链的正构烷占20％，支链的异构烷占80％。

所述的去杂环精制处理加工方法包括：精制：将异构烷烃用白土吸附再过滤干净；加氢处理：将精制后异构烷烃进行加氢处理，所述加氢化处理的条件优选为：在金属镍存在下，温度保持180-300℃，压力为0.8-1兆帕，时间为10-20小时。

所述LAL饱和烃油的制备方法包括：

(1)按以下重量份称取各组分：苯乙烯40-45份，茚10-25份，环戊二烯20-30份，甲基苯乙烯0-5份，双阳离子三氯化铝0.05-0.15份，辅助剂100-150份；其中，所述的辅助剂可以是甲苯或二甲苯；

(2)将步骤(1)所述各原料混合在一起进行双阳离子催化低温反应；

(3)将步骤(2)所得到的产物静置分层，取下层液体脱去残余馏分，得到膏状体；

(4)按以下重量称取各组分：步骤(3)所得到的膏状体40-50份，异构烷烃35-45份，芳烃油10-20份；将上述组分混合后进行加氢化处理，即得；其中，所述的加氢化处理包括：在金属镍存在下，温度保持180-300℃，压力为0.8-1兆帕，加氢化处理10-20小时。

本发明所述“异构烷烃”来自于炼厂减压馏分油(减压二三四线)，异构烷烃组成为：直链的正构烷占20％，支链的异构烷占80％

所述的“芳烃油”属于多环芳烃混合物，其总成分中只要含有30-45wt％的芳烃即可满足本发明的要求，该芳烃主要包括环戊二烯-1.3.双环戊二烯，甲基苯乙烯等成分。

所述饱和芳烃油是将芳烃油进行去杂环和饱和精制处理加工得到；将芳烃油进行重度加氢饱和处理就得到饱和芳烃油，其加氢化处理的条件优选为：在金属镍存在下，在温度为180-300℃，压力为0.8-1兆帕的条件下进行加氢化处理，处理时间优选为10-20小时。

所述的环烷烃可以是通式为CnH₂n的环状结构的化合物，分五碳环及六碳环，其主体不是碳链而是碳环，例如可以是环戊烷，环己烷或二甲基环己烷等。

本发明所用到各原料的沸点范围优选是200℃-360℃。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种制备上述改善橡胶轮胎低滞后损失的橡胶轮胎填充油的方法。

本发明所要解决的另一个技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种制备上述改善橡胶轮胎低滞后损失的橡胶轮胎填充油的方法，包括：

(1)按所述重量份称取各原料；

(2)将各原料混合在一起后，进行交联化反应，得到溴值在15以内的产物，降温排料，即得。

其中，所述的交联化反应优选在温度为50-400℃的条件下进行交联化反应；更优选的，所述的交联化反应在以下条件下进行：在温度220-300℃，压力为1.5-2兆帕的条件下搅拌2-5小时；其中，在搅拌时不断充入CO₂保护气体(CO₂加入量优选为每小时加入2公斤CO₂气体)。

本发明橡胶轮胎填充油在环保上达到欧盟环保要求，具有低滞后损失特性以及广泛的粘度、亲胶性及其它物理性能，本发明橡胶轮胎填充油用于生产轮胎，具有很好的低滞后损失特性，能有效提高轮胎的性能和质量。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

一、本发明所用到的各原料的制备

1、饱和异构烷烃油的制备：

原料及来源：异构烷烃，来自于炼厂减压馏分油(减压二三四线)，异构烷烃组成为：直链的正构烷占20％，支链的异构烷占80％。

去杂环精制处理加工方法包括：精制：将异构烷烃用白土吸附再过滤干净；加氢处理：将精制后异构烷烃在以下条件下进行加氢处理即得：在金属镍存在下，温度保持180-300℃，压力为0.8-1兆帕，处理10-20小时，即得。

2、LAL饱和烃油的制备：

1、按以下重量称取各组分：苯乙烯馏分40kg，茚馏分25kg，环戊二烯馏分30kg，甲基苯乙烯馏分5kg，双阳离子三氯化铝(购自青岛海佳助剂有限公司树脂研究所，商品名称“双阳离子三氯化铝”)0.1kg；

2、将上述各组分混合在一起后，以100kg的甲苯为辅助剂，在充入CO₂气体保护的条件下，在温度15℃条件下反应30小时；

3、将步骤2所得到的产物在温度15℃条件下加入甲醇2kg，35℃恒温搅拌3小时；

4、将步骤3所得到的产物常温下精制分层12小时，取下层液体在260℃温度下脱去残余馏分，得到在40-50℃温度范围流动的粘稠液体。

5、按以下重量称取各组分：步骤4所制备的粘稠液体45kg，异构烷烃40kg，芳烃油15kg；将上述各组分混合在一起在300℃条件下进行混合反应4小时后，进行加氢化处理：在金属镍存在下，温度保持180-300℃，压力为0.8-1兆帕，处理10-20小时，即得。

3、饱和芳烃油的制备：

原料：芳烃油，属于多环芳烃混合物，其总成分中只要含有30-45wt％的芳烃即可，其中所述的芳烃包括环戊二烯-1.3.双环戊二烯，甲基苯乙烯等；

将芳烃油进行重度加氢饱和处理就得到饱和芳烃油，其加氢化处理的条件为：在金属镍存在下，在温度为180-300℃，压力为0.8-1兆帕的条件下进行加氢化处理，处理时间为10-20小时。

4、环烷烃油：是通式为C_nH_2n的环状结构，分五碳环及六碳环，其主体不是碳链而是碳环，所包含的主要成分有环戊烷，环己烷或/和二甲基环己烷等。

实施例1

按以下重量称取各原料(单位：kg)：饱和异构烷烃油40，LAL饱和烃油20，环烷烃油12，饱和芳烃油28；

在300℃温度条件下，压力1.5兆帕下搅拌5小时。搅拌时不断充入CO₂保护气体，测溴值在15以内后，降温排料，获得稳定饱和油品。

实施例2

按以下重量称取各原料(单位：kg)：饱和异构烷烃油60，LAL饱和烃油30，环烷烃油8，饱和芳烃油2；

在220℃温度条件下，压力2兆帕下搅拌2小时。搅拌时不断充入CO₂保护气体。测溴值在15以内后，降温排料，获得稳定饱和油品。

实施例3

按以下重量称取各原料(单位：kg)：饱和异构烷烃油30，LAL饱和烃油20，环烷烃油5；

在280℃温度条件下，压力1.8兆帕下搅拌3小时。搅拌时不断充入CO₂保护气体。测溴值在15以内后，降温排料，获得稳定饱和油品。

实施例4

按以下重量称取各原料(单位：kg)：饱和异构烷烃油60，LAL饱和烃油50，环烷烃油50，饱和芳烃油35；

在250℃温度条件下，压力2兆帕下搅拌4小时。搅拌时不断充入CO₂保护气体，测溴值在15以内后，降温排料，获得稳定饱和油品。

试验例1本发明橡胶轮胎填充油的环保检测结果

检测对象：实施例1-4所制备的橡胶轮胎填充油；

检测标准：2005/69/EC；检测要求见表1。

表1 检测要求

检测方法及结果：检测方法：溶剂萃取和定量气相色谱质谱选择性检测(GC-MS)；检测结果见表2。

检测对象全部通过了检测标准所设定的环保检测项目；说明本发明橡胶轮胎填充油在环保上达到欧盟环保要求。

表2

注：“mg/kg”指毫克每千克

“ND”指＜0.2mg/kg。

试验例2本发明橡胶轮胎填充油在轮胎胎侧配方中使用及物理性能分析(表2)

供试样品：实施例1-4所制备的橡胶轮胎填充油；

对照样品：普通芳烃油(购自山东济南炼油厂)。

试验方法：按照表2所述的配方测试供试样品在轮胎胎侧配方中使用及物理性能；

试验结果：见表3。

表2

表3 胶料配方性能记录

试验例3本发明橡胶轮胎填充油在轮胎胎冠配方中使用及物理性能分析

供试样品：实施例1-4所制备的橡胶轮胎填充油；

对照样品1：普通芳烃油；(购自山东济南炼油厂)

对照样品2：汉圣500TDAE环保油；(组成成分：芳烃油；购买来源：汉圣公司中国地区代理商)

试验方法：按照表4所述的配方测试供试样品在轮胎胎冠配方中使用及物理性能；

试验结果：见表5。

表4

表5胶料配方性能记录