專利名稱：橡膠增量油組合物的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及橡膠增量油組合物的制備方法以及由所述方法制備的橡膠組合物。
背景技術：
因為多種原因，向天然和合成橡膠中加入橡膠增量油組合物，例如為了降低處理過程中所需的混合溫度、為了防止在橡膠粉碎時橡膠聚合物的燒焦、為了降低橡膠的粘度及提高配合膠料的一般可加工性、為了促進填料的分散、為了改進配合膠料的物理特性、以及其它一些原因。概括而言，橡膠填充劑應用中所用的油是具有高粘度、低揮發(fā)性和對配合膠料有高溶解能力的礦物油。
對于用作橡膠增量油組合物而言，油組合物必須與配合膠料具有一定程度的可混溶性和/或?qū)ζ渚哂幸欢ǖ娜芙饽芰?。所需的混溶性?或溶解能力程度將隨配合膠料的性質(zhì)和橡膠組合物的目的用途而變化。對于含有大量芳族基團的配合膠料如丁苯橡膠(SBR)來說，通常應用高芳烴的橡膠增量油組合物。
這些高芳烴的橡膠增量油組合物也被稱為精餾芳族提取物(DAE)，其具有非常高的芳烴含量，通常至少為70wt％。術語“芳烴”是指包含至少一個由共軛不飽和碳鍵組成的環(huán)的主要由碳和氫組成的分子，例如含苯部分的化合物，多核芳烴或多芳烴化合物也包含在芳烴的這一定義中，其中所述多芳烴化合物是指包含多個稠合在一起的芳環(huán)的化合物，如蒽基部分。目前，這些高芳烴的橡膠增量油組合物作為真空餾出物的溶劑萃取過程的副產(chǎn)品而獲得，其中所述真空餾出物用作制備潤滑基油的原料。這些DAE通常與SBR和其它配合膠料具有很好的相容性，但它們通常含有高的多核芳烴濃度，通常為10-15wt％。某些多核芳烴(PNA)也稱為高芳烴環(huán)、多環(huán)芳烴(PCA)和聚芳烴(PAH)，是已知的致癌物。
按照歐洲法規(guī)(EU物質(zhì)索引67/548/EEC)，具有超過3wt％(IP346)多核芳烴的橡膠增量油組合物被分類為“致癌物”，并且在歐洲必須標記上危險字眼“R45”(可能致癌)和標記上“T”(毒性、骷髏和白骨叉)。從健康、安全、環(huán)境影響的角度來看，希望能制備一種替代物，來替代餾出物芳烴提取物用作橡膠增量油組合物，其含有至多3wt％(IP346)的多核芳烴，因而具有低的致癌性。
在制備汽車輪胎中應用多核芳烴含量至多3wt％(IP346)的橡膠增量油組合物特別重要，這是因為相比于現(xiàn)代客用小汽車在廢氣中產(chǎn)生的PNA而言，由于輪胎磨損造成的PNA以明顯更高的量釋放到環(huán)境中。因此需要替換PNA至多3wt％(IP346)的橡膠增量油組合物，其中橡膠增量油組合物的性質(zhì)使得不需要對汽車輪胎中應用的配合膠料的主體重新配方。
已經(jīng)提出用處理后的餾出物芳烴提取物(TDAE)作為橡膠增量油組合物的替代組合物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)處理后的餾出物芳烴提取物適合于作為多種配合膠料及其用途的橡膠增量油組合物。處理后的餾出物芳烴提取物通過進一步嚴格處理如加氫處理或溶劑萃取而由DAE制得，以此來降低PNA的含量低于閾值3wt％(IP346)。但潤滑油市場對加氫處理基油(API類型II)在汽車和工業(yè)用途中的需求增加將明顯改變基油的煉制結(jié)構。這將影響用作制備處理后精餾物芳烴提取物原料的精餾物芳烴提取物的未來可獲得性。這些變化在USA和遠東已經(jīng)發(fā)生。
輕度或中度萃取的溶劑化物(MES)是經(jīng)過處理的鏈烷烴真空精餾餾分，其中芳烴含量保持盡可能高，但其PNA含量低于閾值3wt％(IP346)。應用MES的汽車輪胎在市場上可以獲得?？捎糜谳喬ソM合物的MES組合物已經(jīng)在V.Null的文章″Safe process oils fortires with low environmental impact″(KGK Kautschuk GunmiKunststoffe 52，Jahrgang，Nr.12/99)中進行了公開。
多核芳烴含量至多3wt％(IP346)的橡膠增量油組合物的制備通常需要應用附加的精制方法和/或應用專門的處理設備，因此生產(chǎn)橡膠增量油組合物的費用將會增加，和/或生產(chǎn)橡膠增量油組合物需要更多的資本投資。因此需要開發(fā)一種簡化的方法來制備多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的橡膠增量油組合物。

發(fā)明內(nèi)容
一種多核芳烴含量至多為3wt％的橡膠增量油組合物的制備方法，所述方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理環(huán)烷烴基油混合，其中所述橡胺增量油組合物的芳烴含量優(yōu)選為至少25wt％，更優(yōu)選為至少30wt％.
具體實施例方式
在本發(fā)明的一個實施方案中，提供了一種多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的橡膠增量油組合物的制備方法。所述的制備多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的橡膠增量油組合物的方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理環(huán)烷烴基油混合。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，多核芳烴含量至多為3wt％的橡膠增量油組合物通過以下方法制備將多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理環(huán)烷烴基油以1∶20至20∶1的重量比混合。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了一種多核芳烴含量至多為3wt％的橡膠增量油組合物的制備方法，所述油組合物具有至少25wt％的芳烴含量、90-110℃的苯胺點、-70℃至-20℃的玻璃轉(zhuǎn)化點、以及100℃時12-17cSt的粘度，所述方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理環(huán)烷烴基油混合。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了一種多核芳烴含量至多為3wt％的橡膠增量油組合物的制備方法，所述油組合物具有至少25wt％的芳烴含量、90-110℃的苯胺點、-70℃至-20℃的玻璃轉(zhuǎn)化點、以及100℃時12-17cSt的粘度，所述方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理環(huán)烷烴基油以1∶20至20∶1的重量比混合。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了一種多核芳烴含量至多為3wt％的橡膠增量油組合物的制備方法，所述方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理環(huán)烷烴基油混合，其中所述加氫處理鏈烷烴基油的閃點為至少235℃。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了一種多核芳烴含量至多為3wt％的橡膠增量油組合物的制備方法，所述方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理環(huán)烷烴基油混合，其中所述加氫處理鏈烷烴基油具有至少5wt％的芳烴含量、至多130℃的苯胺點、以及100℃時至少11.0cSt的粘度。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了一種多核芳烴含量至多為3wt％的橡膠增量油組合物的制備方法，所述方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理環(huán)烷烴基油混合，其中所述加氫處理環(huán)烷烴基油的閃點至少為235℃。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了一種橡膠組合物，其包含橡膠和/或橡膠組分和占橡膠組合物重量0.5-50wt％的通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了一種橡膠組合物，其包括a)至少一種橡膠、橡膠組分或其混合物，b)以橡膠組合物重量計，0.5-50wt％的通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物和任選的至少一種選自如下的組分c)增強劑，d)交聯(lián)劑和/或交聯(lián)助劑，e)無機填料，和f)蠟和/或抗氧化劑。
本發(fā)明的方法可以用于制備處理油和橡膠增量油組合物。這里所描述的通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物的所有特性均可適用于處理油。例如，通過本發(fā)明方法制備的處理油可用于油墨生產(chǎn)、木材防腐劑(特別是那些用于桿處理的木材防腐劑)和作為橡膠增量油組合物用于產(chǎn)品如輪胎。通過本發(fā)明方法制備的處理油組合物作為橡膠增量油組合物是特別有用的。
本發(fā)明的方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理環(huán)烷烴基油混合以產(chǎn)生處理油。具體地，本發(fā)明的方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理環(huán)烷烴基油混合以產(chǎn)生橡膠增量油組合物。
按石油協(xié)會346(IP346)測試方法進行測定，通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物具有至多為3wt％的多核芳烴含量。PNA濃度至多為3wt％(IP346)的優(yōu)點在于所述橡膠增量油組合物有利地具有低致癌性，并且如此將不需要在歐盟國家將其標識為二級致癌物和按現(xiàn)行美國OSHA法規(guī)將其標識為潛在危險物。
對于橡膠增量油組合物來說，希望有高的芳烴含量，這是因為其增加了用于含較多芳族基團的配合膠料如丁苯橡膠的橡膠增量油組合物的溶解能力。因此，通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物優(yōu)選具有高的芳烴含量。按照粘土-凝膠分析(ASTM測試方法D2007)，通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物優(yōu)選具有至少25wt％的芳烴含量，更優(yōu)選為至少30wt％。通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物優(yōu)選具有至多90wt％的芳烴含量。在本發(fā)明的一個實施方案中，通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物具有至多50wt％(ASTM測試方法D2007)的芳烴含量。
橡膠增量油組合物的苯胺點可以用來表示配合膠料的溶解能力，具體地，低苯胺點(按ASTM測試方法D611低于110℃)表示對于橡膠增充劑應用具有高的溶解能力。因此，通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物的苯胺點優(yōu)選處于本領域的熟練技術人員已知的可用于橡膠增量油應用的范圍內(nèi)。苯胺點的優(yōu)選范圍為90-110℃(按ASTM測試方法D611)。
通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物的粘度應該在用作橡膠增量油的優(yōu)選范圍內(nèi)。按ASTM測試方法D445測定，100℃下橡膠增量油組合物的粘度優(yōu)選為12-17cSt(1.2×10-5-1.7×10-5m2s-1)。按ASTM測試方法D445測定，40℃下橡膠增量油組合物的粘度優(yōu)選為140-190cSt(1.4×10-4-1.9×10-4m2s-1)。
應該保持橡膠增量油組合物的閃點適當?shù)馗摺?yōu)選地，通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物的閃點應至少為235℃，更優(yōu)選為至少240℃(Cleveland敞口杯法，ASTM測試方法D92)。橡膠增量油組合物的閃點更優(yōu)選為240-300℃，特別是240-275℃(ASTM測試方法D92)。
通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物的玻璃轉(zhuǎn)化點(Tg)應該處于本領域熟練技術人員已知的用于橡膠增充劑應用的范圍內(nèi)。按ASTM測試方法E1356測定，橡膠增量油的玻璃轉(zhuǎn)化點優(yōu)選為-70℃至-20℃。橡膠增量油的玻璃轉(zhuǎn)化點更優(yōu)選為-70℃至-40℃，甚至更優(yōu)選為-70℃至-50℃(ASTM測試方法E1356)。
通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物的傾點應該處于本領域熟練技術人員已知的用于橡膠增充劑應用的范圍內(nèi)。按ASTM測試方法D5950測定，橡膠增量油的傾點優(yōu)選為至多-8℃或更低。
通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物的比重應該處于用于橡膠增充劑應用的范圍內(nèi)。按ASTM測試方法D4052測定，橡膠增量油在15.56℃(60)時的比重優(yōu)選為0.89-0.93。
在一個優(yōu)選的實施方案中，提供了一種多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的橡膠增量油組合物的制備方法，所述油組合物具有至少30wt％的芳烴含量(ASTM測試方法D2007)、90-110℃的苯胺點(ASTM測試方法D611)、-70℃至-20℃的玻璃轉(zhuǎn)化點(ASTM測試方法E1356)、100℃時12-17cSt(1.2×10-5-1.7×10-5m2s-1)的粘度(ASTM測試方法D445)、240-300℃的閃點(ASTM測試方法D92)和-8℃或更低的傾點(ASTM測試方法D5950)，所述方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理環(huán)烷烴基油混合。
本發(fā)明的方法需要將一些加氫處理鏈烷烴基油與一些加氫處理環(huán)烷烴基油混合，以產(chǎn)生具有上述需要特性的橡膠增量油組合物。混合過程可以通過本領域已知的任何合適的混合過程來實施。加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油的混合優(yōu)選通過機械攪拌方法來實施。
在本發(fā)明的一個方面，加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油的混合通過在溫度范圍為10-100℃、更優(yōu)選為50-80℃下應用機械攪拌來實施。在本發(fā)明的另一個方面，在制備橡膠組合物的過程中，通過加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油現(xiàn)場混合而制備橡膠增量油組合物。在本發(fā)明的另一個方面，在加入橡膠組合物之前，通過混合加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油制備橡膠增量油組合物。
加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油的混合可以適宜地在低于加氫處理鏈烷烴基油和加氫處理環(huán)烷烴基油的閃點下實施?；旌蟽?yōu)選在溫度范圍為0-200℃下實施?；旌线^程可以在室溫下非常方便地實施。在本發(fā)明的一個方面中，混合過程在溫度范圍為10-100℃下實施，優(yōu)選為50-80℃。實施混合過程的壓力并不關鍵，其可以在真空條件或極壓下實施。本發(fā)明的混合過程優(yōu)選在壓力范圍為0atm(0bar)-100atm(101.325bar)下實施?；旌线^程可以在常壓下非常方便地實施。
在本發(fā)明方法中應用的加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油的比可以根據(jù)希望的橡膠增量油組合物特性和加氫處理鏈烷烴基油和加氫處理環(huán)烷烴基油的特性而變化。優(yōu)選地，加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油以20∶1至1∶20的重量比進行混合。更優(yōu)選地，加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油的比為2∶1至1∶20，最優(yōu)選的范圍為1∶1至1∶19。
本發(fā)明方法的原料組合物可以是在潤滑油煉制中產(chǎn)生的加氫處理潤滑油基油組合物。本發(fā)明方法的一個優(yōu)點在于為了制備想要的橡膠增量油組合物，不需要后混合過程，如粘土過濾、脫蠟、脫瀝青、加氫處理或溶劑萃取。雖然并不需要，但是如果希望，可以實施后混合過程或″精制步驟″，如粘土過濾、脫蠟、脫瀝青、加氫處理、溶劑萃取或其組合。
在本發(fā)明方法的一個實施方案中，不實施附加的后混合過程。無后混合過程將確保本發(fā)明方法極為成本有效，這是因為本發(fā)明方法不需要任何附加的成本來實施這種后混合過程。
本發(fā)明方法的另一個優(yōu)點在于本發(fā)明方法不需要專門的處理設備。唯一的設備需求是混合設備。因此，不僅所需的最初投資最小，而且本發(fā)明方法不局限于在煉廠內(nèi)實施，其也可以在任何合適的場所實施，例如橡膠增量油組合物的應用場所、獨立的處理設施處以及各場所之間的運輸過程中。
在本發(fā)明方法中應用的加氫處理鏈烷烴基油和加氫處理環(huán)烷烴基油是多核芳烴含量為至多3wt％(IP346)的加氫處理鏈烷烴基油和多核芳烴含量為至多3wt％(IP346)的加氫處理環(huán)烷烴基油。
加氫處理鏈烷烴基油在潤滑油基油生產(chǎn)中作為產(chǎn)品餾分而產(chǎn)生，并且其很容易獲得。
通過選擇具有合適芳烴含量的加氫處理環(huán)烷烴基油來生產(chǎn)具有希望芳烴含量的橡膠增量油產(chǎn)品組合物和/或改變加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油的混合比例，可以改變橡膠增量油產(chǎn)品組合物的芳烴含量。在本發(fā)明方法的一個實施方案中，加氫處理鏈烷烴基油的芳烴含量為至少5wt％(ASTM測試方法D2007)。
在本發(fā)明方法中應用的加氫處理鏈烷烴基油將具有相對低的苯胺點，通常低于150℃(ASTM測試方法D611)。加氫處理鏈烷烴基油優(yōu)選具有至多130℃的苯胺點，更優(yōu)選為至多125℃(ASTM測試方法D611)。
在本發(fā)明方法中應用的加氫處理鏈烷烴基油優(yōu)選具有至少235℃(ASTM測試方法D92)的閃點。更優(yōu)選地，加氫處理鏈烷烴基油將具有至少240℃(ASTM測試方法D92)的閃點。
在本發(fā)明方法中應用的鏈烷烴基油在100℃時的粘度應該優(yōu)選為至少11.0cSt(1.1×10-5m2s-1)，更優(yōu)選為在100℃時至少11.5cSt(1.15×10-5m2s-1)(ASTM測試方法D445)。鏈烷烴基油優(yōu)選應該具有在40℃時至少100cSt(1.0×10-4m2s-1)的粘度(ASTM測試方法D445)。
加氫處理環(huán)烷烴基油在潤滑油基油生產(chǎn)中作為產(chǎn)品餾分而產(chǎn)生，并且其很容易獲得，特別是在USA。
加氫處理環(huán)烷烴基油的苯胺點必須使通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物的苯胺點處于本領域的熟練技術人員已知的用于橡膠增量油應用的范圍內(nèi)。加氫處理環(huán)烷烴基油優(yōu)選具有至多110℃的苯胺點(ASTM測試方法D611)。
本發(fā)明方法中應用的加氫處理環(huán)烷烴基油應該優(yōu)選具有至少235℃(ASTM測試方法D92)的閃點。更優(yōu)選地，加氫處理環(huán)烷烴基油將具有至少240℃(ASTM測試方法D92)的閃點。
本發(fā)明方法中應用的加氫處理環(huán)烷烴基油的粘度有利地大于與其混合的加氫處理鏈烷烴基油的粘度。優(yōu)選地，加氫處理環(huán)烷烴基油在100℃下的粘度(ASTM測試方法D445)為至少15cSt(1.5×10-5m2s-1)，更優(yōu)選地100℃下的粘度(ASTM測試方法D445)為至少15.5cSt(1.55×10-5m2s-1)。在本發(fā)明的一個實施方案中，加氫處理環(huán)烷烴基油具有在100℃下至少15cSt(1.5×10-5m2s-1)(ASTM測試方法D445)的粘度，優(yōu)選為在100℃下至少15.5cSt(1.55×10-5m2s-1)(ASTM測試方法D445)的粘度，并且其粘度大于加氫處理鏈烷烴基油的粘度(100℃下，ASTM測試方法D445)。
優(yōu)選應用本發(fā)明的方法來產(chǎn)生多核芳烴含量為至多3wt％(IP346)的橡膠增量油組合物，其芳烴含量為至少30wt％(ASTM測試方法D2007)、苯胺點為90-110℃(ASTM測試方法D611)、玻璃轉(zhuǎn)化點為-70至-20℃(ASTM測試方法E1356)、100℃時的粘度范圍為12-17cSt(1.2×10-5-1.7×10-5m2s-1)(ASTM 測試方法D445)、閃點為240-275℃(ASTM測試方法D92)、以及傾點為-8℃或更低(ASTM測試方法D5950)。
在本發(fā)明方法中應用的加氫處理鏈烷烴基油優(yōu)選為多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理鏈烷烴基油，并且其閃點為至少235℃(ASTM測試方法D92)、芳烴含量為至少5wt％(ASTM測試方法D2007)、苯胺點為至多130℃(ASTM測試方法D611)和在100℃下的粘度為至少11.0cSt(1.1×10-5m2s-1)(ASTM測試方法D445)。
在本發(fā)明方法中應用的加氫處理環(huán)烷烴基油優(yōu)選為多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的加氫處理環(huán)烷烴基油，其閃點為至少235℃(ASTM測試方法D92)、苯胺點為至多110℃(ASTM測試方法D611)和在100℃下的粘度為至少15.0cSt(1.5×10-5m2s-1)(ASTM測試方法D445)。
通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物適用于制備橡膠組合物。以橡膠組合物的重量為基準，以0.5-50wt％的比例將通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物合適地加入到橡膠組合物中，術語″以橡膠組合物的重量為基準″指的是以最終的橡膠組合物的重量為基準。因為通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物包含至多3wt％PNA(IP346)，應用這種橡膠增量油組合物制備的橡膠組合物有利地具有低致癌性。
本發(fā)明的橡膠組合物包括a)橡膠和/或橡膠組分，和b)以橡膠組合物的重量為基準，0.5-50wt％的按本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物。優(yōu)選地，以橡膠組合物的重量為基準，加入5-40wt％的按本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物。在加入橡膠和/或橡膠組分之前，或在現(xiàn)場制備橡膠組合物的過程中，可以通過使加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油混合而產(chǎn)生本發(fā)明的橡膠增量油組合物，優(yōu)選在加入橡膠和/或橡膠組分之前，將加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油混合以制備本發(fā)明的橡膠增量油組合物。
制備或配混橡膠組合物的方法包括以任意順序使本發(fā)明方法產(chǎn)生的橡膠增量油組合物與橡膠或配合膠料和/或一種或多種橡膠或配合膠料單體前體混合。如果橡膠增量油組合物與橡膠或配合膠料混合，則橡膠或配合膠料優(yōu)選為碎屑、小球和/或粉末形式。
當橡膠或配合膠料在混合器中被粉碎時，為了防止由于混合器的剪切作用而造成橡膠或配合膠料顆粒的″燒焦″或″燃燒″，可以向其中加入通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物。在本發(fā)明的另一個方面，為了防止由于混合器的剪切作用而造成橡膠或配合膠料顆粒的″燒焦″或″燃燒″，可以在橡膠或配合膠料在混合器中被粉碎的過程中現(xiàn)場制備本發(fā)明的橡膠增量油組合物。在其聚合為橡膠之前，可以向單體混合物中加入通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物。在本發(fā)明的另一個方面，在其聚合為配合膠料之前，可以在單體混合物中現(xiàn)場制備本發(fā)明的橡膠增量油組合物。
通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物可以用于合成橡膠、天然橡膠及其混合物中。適合應用通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物的合成橡膠的例子包括苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、聚丁二烯(BR)、聚異戊二烯(IR)、聚氯丁烯(CR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)、丁基橡膠(IIR)及類似物，但不局限于此。
在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明的橡膠組合物包括a)橡膠和/或橡膠組分，b)以橡膠組合物的重量為基準，0.5-50wt％的通過本發(fā)明方法制備的橡膠增量油組合物和任選的一種或多種選自如下的組分c)增強劑，d)交聯(lián)劑和/或交聯(lián)助劑，e)無機填料，f)蠟和/或抗氧化劑。
在橡膠工業(yè)中應用的其它配混試劑如增粘劑、硫化控制劑、高損耗提供劑和低損耗提供劑也可以在任選包含在所述橡膠組合物中。
增強劑的例子有炭黑和二氧化硅。交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑的例子有有機過氧化物、硫和有機硫化合物作交聯(lián)劑，而噻唑化合物和胍化合物作交聯(lián)助劑。無機填料的例子有碳酸鈣、碳酸鎂、粘土、氧化鋁、氫氧化鋁、云母和類似物。為了防止或減少降解，可以加入任何合適的蠟和/或抗氧化劑。
本發(fā)明的橡膠組合物的制備方法包括以任意順序混合橡膠組合物組分，即組分a)到f)。在制備本發(fā)明的橡膠組合物時應用的條件對本領域的熟練技術人員來說是已知的。
在本發(fā)明的一個方面中，橡膠組合物僅包含組分a)和b)。
根據(jù)非限定性的實施例，本發(fā)明的橡膠組合物可以通過如下方法制備。向壓力反應器中加入1500g無水環(huán)己烷、100g苯乙烯和150g丁二烯。反應器溫度被設定為50℃，并作為隨機發(fā)生劑而加入75mmol四氫呋喃。通過加入1.5mmol正丁基鋰(以正丁基鋰在正己烷中的1.6M溶液形式加入)而引發(fā)聚合。聚合在50℃下進行約2小時。通過加入處于5ml異丙醇中的0.5g丁基化羥基甲苯(2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚)而終止聚合反應。隨后向反應器內(nèi)容物中以所產(chǎn)生的聚合物重量計為25wt％的量加入本發(fā)明的橡膠增量油。然后通過常規(guī)方法干燥反應器內(nèi)容物，以得到增充的合成橡膠組合物。
雖然本發(fā)明易于進行各種改變并具有各種替換形式，但此處以詳細描述的實施例給出了其具體實施方案。應該理解的是，這里所作的詳細描述并不打算將本發(fā)明限制于任何公開的形式，相反，在由所附權利要求定義的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)，本發(fā)明將涵蓋所有改進、等價和替代方案。將通過如下示例性實施方案來描述本發(fā)明，其在這里僅作為示例而提供，并不以任何方式限制本發(fā)明。
實施例在所有的實施例中，在機械攪拌條件下使加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油混合。
在下列實施例中應用的加氫處理鏈烷烴基油的原料組合物被標記為Para 1和Para 2，Para 1是第I組基油(API類別I基油)，而Para2是第II組基油(API類別II基油)。Para 1和Para 2的特征如下表1所示。
表1

在下列實施例中應用的加氫處理環(huán)烷烴基油的原料組合物被標記為Naph 1、Naph 2和Naph 3。Naph 1、Naph 2和Naph 3的特性如下表2所示。
表2

在實施例1中，將1400g的Para 1與600g的Naph 2混合。在室溫下(25℃)將該混合物機械攪拌30分鐘。
在實施例2中，將1400g的Para 1與600g的Naph 1混合。在室溫下(25℃)將該混合物機械攪拌30分鐘。
在實施例3中，將1000g的Para 1與1000g的Naph 2混合。在50℃將該混合物機械攪拌120分鐘。
在實施例4中，將1500g的Para 1與500g的Naph 3混合。在室溫下(25℃)將該混合物機械攪拌30分鐘。
在實施例5中，將800g的Para 2與1200g的Naph 2混合。在室溫下(25℃)將該混合物機械攪拌30分鐘。
在實施例6中，將400g的Para 2與1600g的Naph 2混合。在室溫下(25℃)將該混合物機械攪拌30分鐘。
實施例1-6制備的橡膠增量油組合物的特征在下表3中列出。
表3

權利要求
1.一種制備多核芳烴含量至多為3wt％的橡膠增量油組合物的方法，所述方法包括將多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理環(huán)烷烴基油混合，其中所述橡膠增量油組合物的芳烴含量優(yōu)選為至少25wt％，更優(yōu)選為至少30wt％。
2.權利要求1的方法，其中所述橡膠增量油產(chǎn)品組合物的苯胺點為90-110℃，其玻璃轉(zhuǎn)化點為-70℃至-20℃，并且其在100℃的粘度為12-17cSt。
3.權利要求1或2的方法，其中所述橡膠增量油產(chǎn)品組合物的閃點為至少240℃，優(yōu)選為240-275℃，并且其傾點為-8℃或更低。
4.權利要求1-3任一項的方法，其中在橡膠組合物的制備過程中，現(xiàn)場進行加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油的混合。
5.權利要求1-4任一項的方法，其中加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油的混合條件如下溫度范圍為0-200℃，壓力范圍為0-100atm，重量比為1∶20至20∶1，優(yōu)選的重量比為1∶1至1∶19。
6.權利要求1-5任一項的方法，其中加氫處理鏈烷烴基油的閃點為至少235℃，優(yōu)選為至少240℃。
7.權利要求1-6任一項的方法，其中加氫處理鏈烷烴基油的芳烴含量為至少5wt％，苯胺點為至多130℃，優(yōu)選為至多125℃，并且其在100℃下的粘度為至少11.0cSt，在100℃下的粘度優(yōu)選為至少11.5cSt，在40℃下的粘度為至少100cSt。
8.權利要求1-7任一項的方法，其中加氫處理環(huán)烷烴基油的閃點為至少235℃，優(yōu)選為至少240℃，并且其在100℃下的粘度為至少15cSt，苯胺點為至多110℃。
9.權利要求1-8任一項的方法，其中加氫處理鏈烷烴基油與加氫處理環(huán)烷烴基油以1∶20至20∶1的比進行混合，優(yōu)選的比值范圍為1∶1至1∶19。
10.一種橡膠組合物，其包括a)至少一種橡膠、橡膠組分或其混合物，和b)以橡膠組合物的重量為基準，0.5-50wt％、優(yōu)選為5-40wt％的通過權利要求1-9任一項的方法制備的橡膠增量油組合物。
11.權利要求10的橡膠組合物，進一步包括至少一種選自如下的組分c)增強劑，d)交聯(lián)劑和/或交聯(lián)助劑，e)無機填料，或f)蠟和/或抗氧化劑。
12.權利要求10或11的橡膠組合物，其中所述橡膠、橡膠組分或其混合物是合成橡膠或天然橡膠或其混合物。
13.權利要求10-12任一項的橡膠組合物，其中橡膠、橡膠組分或其混合物為苯乙烯-丁二烯共聚物。
14.一種制備或配混橡膠組合物的方法，所述方法包括將按權利要求1制備的橡膠增量油組合物與一種或多種橡膠或配合膠料混合或與一種或多種橡膠或配合膠料的單體前體混合。
15.權利要求14的制備或配混橡膠組合物的方法，其中所述橡膠增量油組合物在制備橡膠組合物的過程中現(xiàn)場制備。
16.權利要求14或15的制備或配混橡膠組合物的方法，其中當橡膠或配合膠料被粉碎時，向其中加入橡膠增量油組合物。
17.權利要求14-16任一項的制備或配混橡膠組合物的方法，其中在單體混合物聚合為橡膠組合物之前，在其中現(xiàn)場制備橡膠增量油組合物。
18.權利要求14-17任一項的制備或配混橡膠組合物的方法，其中當橡膠或配合膠料被粉碎時，向其中加入橡膠增量油組合物，并且當橡膠或配合膠料被粉碎時，現(xiàn)場制備橡膠增量油組合物。
全文摘要
提供一種多核芳烴含量至多為3wt％(IP346)的橡膠增量油組合物的制備方法。將多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理鏈烷烴基油與多核芳烴含量至多為3wt％的加氫處理環(huán)烷烴基油混合。
文檔編號C10G67/00GK1976985SQ200580017925
公開日2007年6月6日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權日2004年6月3日
發(fā)明者亞納那瑞亞那·赫姆瑟·久伊斯, 約翰·羅伯特·鮑爾斯, 麥克·菲利浦·史密斯 申請人:國際殼牌研究有限公司