专利名称：环保型橡胶轮胎软化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶轮胎软化剂，尤其是指一种满足环保要求的绿色无 污染的橡胶轮胎软化剂。
背景技术：
为了制得符合实际使用性能要求的橡胶制品，必须改善橡胶的老化工艺 性能以及降低产品的生产成本等等，所以必须加入软化剂，其统称为配合剂 中的一种化学物质。所述的软化剂是一种能使胶料具有一定柔性的低分子物 质，其能增加胶料的可塑性、流动性和粘着性，以便于压延和成型，以及有 助于粉末状的配合剂分散和降低混炼温度，同时还降低了橡胶的粘流温度和 玻璃化温度，提高了橡胶的耐低温性能。
目前在橡胶加工中使用最多的软化剂是石油系软化剂。石油系软化剂是 炼厂在提炼润滑油时的炼油副产品——芳烃抽出油，也称芳烃型橡胶软化剂 或橡胶操作油，其具有软化效果好，来源丰富，成本低廉等特点，所以目前 在市场是该芳烃型橡胶软化剂逐渐替代了其他软化剂而被广泛使用。
根据现有的国内外的研究来看，芳烃型橡胶软化剂按烃类组成，可大致 分为石蜡基软化剂、环烷基软化剂和芳香基软化剂这三种橡胶软化剂。但是 所述的这三种烃类的橡胶软化剂(操作油)，如果各自单一使用，是基本上不 能满足橡胶制品的质量要求的。因为这三种烃类的橡胶软化剂虽然各自具备 一定的优点，但同时都存在不可避免的缺点。相对而言，石蜡基橡胶软化剂 的抗氧化性和稳定性较好，制得橡胶的弹性较好，但是其乳化性、相溶性和
低湿性相对较差；而芳香基橡胶软化剂则是相溶性最好，制得橡胶产品的强 度高，具有高填充指数，混炼快速，但是其稳定性和润滑性较差，制得橡胶 产品的弹性也较差；至于环烷基橡胶软化剂，其乳化性和相溶性好，并且有 较好的抗变色性，同时具有低凝点，高密度，颜色浅的优点，但是其稳定性 较差，较易挥发。由此可见，如果单一使用石蜡基橡胶软化剂、芳香基橡胶软化剂或环烷基橡胶软化剂中的一种，无法满足理想的橡胶剂性能要求。
通过对众多的橡胶制品生产单位的调研发现，上述所述的问题存在于实 际的生产过程中，也就是说单一选用以上三种烃类橡胶软化剂中的一种，将 会出现许多橡胶制品的质量问题，例如橡胶密封带产品易起泡，粘结性差， 并且产品生产成本高，成本高的原因是因为单一的烃类软化剂不能满足橡胶 制品的加工要求，所以必须添加其他的一些配合剂来补偿其某些性能缺陷； 又如发现橡胶制品的强度不够或弹性差等，以及因互溶性不好而引起增塑剂 的混炼困难，其分散效果也不佳，容易从橡胶的表面渗透出，并且硫化胶的 物理性能也不佳。
另外，目前国内普遍生产的橡胶轮胎所用的软化剂都属高芳烃型橡胶软 化剂。当在一定的环境温度大，橡胶轮胎中的软化剂中的一部分芳烃会散发 至大气中。由于芳烃内含有相当量的致癌物质，所以不仅会污染大气环境， 更会影响人体的健康。
所以，欧盟已经对此做出了专门规定，即橡胶轮胎软化剂中所含的多环 芳烃(PAHs)的含量必须符合环保标准。所以目前世界上橡胶轮胎软化剂的 发展趋势是必须健康安全、无污染、满足"绿色"环保的要求。而当前国内 所生产的满足环保要求的橡胶轮胎软化剂，其原料选择单一；而且在生产过 程中需要采用异构化高压加氢的生产工艺，生产条件限制较大，成本高，故 产业化程度很小。
基于上述，根据生产以及市场要求，非常有必要研发一种新型的符合环 保要求的橡胶轮胎复合软化剂，使其具有较为理想的软化剂所应具备的各个 条件，包括1、相溶性好；2、不易挥发；3、易于橡胶轮胎产品的加工，抗 损伤，润滑性好；4、对硫化胶的物理性能无不利影响；5、稳定性好；6、制 得的橡胶轮胎产品的强度高；7、制得的橡胶轮胎产品的弹性好；8、软化剂 本身健康安全，不污染环境，达到环保要求；9、采用的原料廉价，降低生产 成本。
发明内容
本发明提供一种环保型橡胶轮胎软化剂，其是对符合环保要求的现有的 三种烃类橡胶软化剂进行复合所得到，既安全无害，满足环保要求，同时又结合了三种烃类橡胶软化剂各自的优点，满足橡胶轮胎的质量要求。
为了实现上述目的，本发明提供了一种环保型橡胶轮胎软化剂，其所包 含的组分以及各组分的重量百分比为22% 30%的芳香基软化剂，30% 35%的环烷基软化剂，35% 40%的石蜡基软化剂，以及2.5% 3%的增粘齐廿。 所述的增粘剂具有高粘度，也称为粘度指数改进剂，用于调整本发明的 橡胶轮胎软化剂的粘度指数。该增粘剂所包含的组分以及各组分的重量百分 比为30% 35%的三元乙丙橡胶，和65% 70%的环烷基软化剂。
所述的增粘剂在温度为10(TC时的运动粘度^200mm"S;该增粘剂的开 口闪点^20(TC;该增粘剂中的水溶性酸及碱的含量为0;
所述的芳香基软化剂(又称芳香基油)中镉的含量^).01%;铅的含量 汞的含量^).1%;六价铬的含量^).1°/。；多溴联苯的含量￡0.1°/。；多 溴二苯醚的含量^).1%。
所述的芳香基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度(粘度指数)为27 33mm2/S;凝点S-1(TC;开口闪点^20(TC;该芳香基软化剂中的水分含量为0 (即不含有水分)。
所述的环烷基软化剂(又称环垸基油)中镉的含量^).01%;铅的含量
荥的含量^).1%;六价铬的含量^).1%;多溴联苯的含量^).1%;多 溴二苯醚的含量^).1%。
所述的环烷基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为21 27mm2/S;凝 点^-l(TC;开口闪点^200'C;该环垸基软化剂中的水分含量为O。
所述的石蜡基软化剂(又称石蜡基油)中镉的含量50.01%;铅的含量
汞的含量^).1%;六价铬的含量^).1%;多溴联苯的含量^).1%;多 溴二苯醚的含量^).1%。
所述的石蜡基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为ll 15mm2/S;凝 点^1(TC;开口闪点^21(TC;该石蜡基软化剂中的水分含量为O。
本发明提供的环保型橡胶轮胎软化剂是一种复合软化剂，由三种烃类橡 胶软化剂复合得到。所以一方面，该橡胶轮胎软化剂结合了各个烃类橡胶软 化剂的优点，同时又弥补了各自所具有的缺点，使得本发明产品更好的满足 橡胶轮的质量要求，即相溶性好，不易挥发，易于橡胶轮胎的加工，抗损伤， 润滑性好，对硫化胶的物理性能无不利影响，稳定性好，以及制得的橡胶轮胎的强度高和弹性好等优点。
另一方面，复合得到本发明的橡胶轮胎软化剂的三种烃类橡胶软化剂均 符合环保要求，也就是说，在这三种烃类橡胶软化剂中，有害致癌物质(如 镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚等)的含量被控制在一定范围 内，从而使得本发明产品达到安全健康，无害无污染的"绿色"环保要求。
最后，由于本发明的环保型橡胶轮胎软化剂所使用的原料价格相对比较 低廉，所以可降低生产成本。
综上，本发明所提供的环保型橡胶轮胎软化剂是较为理想的橡胶复合软 化剂。
具体实施例方式
以下结合具体的优选实施例对本发明做具体说明。
实施例l
一种环保型橡胶轮胎软化剂，其所包含的组分以及各组分的重量百分比
为25%的芳香基软化剂，34%的环垸基软化剂，38%的石蜡基软化剂，以及 3%的增粘剂。
所述的增粘剂所包含的组分以及各组分的重量百分比为33%的三元乙 丙橡胶和67%的环垸基软化剂。
所述的增粘剂在温度为10(TC时的运动粘度为200mm々S;该增粘剂的开 口闪点为200°C;该增粘剂中的水溶性酸及碱的含量为0;
所述的芳香基软化剂中镉的含量为0.005%(即每千克芳香基软化剂中，
含有50毫克的镉)；铅的含量为0.01%;汞的含量为0.01%;六价铬的含量 为0.01%;多溴联苯的含量为0.05%;多溴二苯醚的含量为0.05%。
所述的芳香基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为30mm2/S;凝点为 -l(TC;开口闪点为22(TC;该芳香基软化剂中的水分含量为O。
所述的环垸基软化剂中镉的含量0.003%;汞的含量为0.006%;铅的 含量为0.006%;六价铬的含量为0.006%;多溴联苯的含量为0.03%;多溴二
苯醚的含量为0.03%。
所述的环垸基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为25mm2/S;凝点为-10°C;开口闪点为20(TC;该环烷基软化剂中的水分含量为O。
所述的石蜡基软化剂中镉的含量0.004%;汞的含量为0.008%;铅的 含量为0.008%;六价铬的含量为0.008%;多溴联苯的含量为0.04%;多溴二
苯醚的含量为0.04%。
所述的石蜡基软化剂在温度为IOO'C时的运动粘度为12mm2/S;凝点为
-l(TC;开口闪点为210'C;该石蜡基软化剂中的水分含量为O。
实施例2
一种环保型橡胶轮胎软化剂，其所包含的组分以及各组分的重量百分比
为29%的芳香基软化剂，32%的环烷基软化剂，36.5%的石蜡基软化剂，以 及2.5%的增粘剂。
所述的增粘剂所包含的组分以及各组分的重量百分比为31%的三元乙 丙橡胶和69%的环烷基软化剂。
所述的增粘剂在温度为IO(TC时的运动粘度为220mm2/S;该增粘剂的开 口闪点为250°C;该增粘剂中的水溶性酸及碱的含量为0;
所述的芳香基软化剂中镉的含量为0.004%(即每千克芳香基软化剂中， 含有40毫克的镉)；汞的含量为0.008%;铅的含量为0.008%;六价铬的含 量为0.008%;多溴联苯的含量为0.04%;多溴二苯醚的含量为0.04%。
所述的芳香基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为28mm2/S;凝点为 -12°C;开口闪点为21(TC;该芳香基软化剂中的水分含量为O。
所述的环烷基软化剂中镉的含量0.005%;汞的含量为0.01%;铅的含
量为0.01%;六价铬的含量为0.01%;多溴联苯的含量为0.05%;多溴二苯醚
的含量为0.05%。
所述的环垸基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为22mm2/S;凝点为 -12°C;开口闪点为220'C;该环烷基软化剂中的水分含量为O。
所述的石蜡基软化剂中镉的含量0.002%;汞的含量为0.004%;铅的 含量为0.004%;六价铬的含量为0.004%;多溴联苯的含量为0.02%;多溴二
苯醚的含量为0.02%。
所述的石蜡基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为14mm2/S;凝点为 -12°C;开口闪点为230'C;该石蜡基软化剂中的水分含量为O。实施例3
一种环保型橡胶轮胎软化剂，其所包含的组分以及各组分的重量百分比 为23%的芳香基软化剂，34.5%的环烷基软化剂，39.7%的石蜡基软化剂， 以及2.8%的增粘剂。
所述的增粘剂所包含的组分以及各组分的重量百分比为34%的三元乙 丙橡胶和66%的环烷基软化剂。
所述的增粘剂在温度为10(TC时的运动粘度为250mmVs;该增粘剂的开 口闪点为240°C;该增粘剂中的水溶性酸及碱的含量为0;
所述的芳香基软化剂中镉的含量为0.008%(即每千克芳香基软化剂中，
含有80毫克的镉)；汞的含量为0.016%;铅的含量为0.016%;六价铬的含
量为0.016%;多溴联苯的含量为0.08%;多溴二苯醚的含量为0.08%。
所述的芳香基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为32mm2/S;凝点为 -15°C;开口闪点为24(TC;该芳香基软化剂中的水分含量为O。
所述的环烷基软化剂中镉的含量0.004%;汞的含量为0.008%;铅的
含量为0.008%;六价铬的含量为0.008%;多溴联苯的含量为0.08%;多溴二 苯醚的含量为0.08%。
所述的环烷基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为26mm2/S;凝点为 -15°C;开口闪点为24(TC;该环烷基软化剂中的水分含量为O。
所述的石蜡基软化剂中镉的含量0.003%;汞的含量为0.006%;铅的
含量为0.006%;六价铬的含量为0.006%;多溴联苯的含量为0.03%;多溴二 苯醚的含量为0.03%。
所述的石蜡基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为llmm2/S;凝点为 -15°C;开口闪点为250。C;该石蜡基软化剂中的水分含量为O。
实施例4
一种环保型橡胶轮胎软化剂，其所包含的组分以及各组分的重量百分比 为27.5%的芳香基软化剂，31.5%的环烷基软化剂，38.3%的石蜡基软化剂， 以及2.7%的增粘剂。
所述的增粘剂所包含的组分以及各组分的重量百分比为35%的三元乙
8丙橡胶和65%的环烷基软化剂。
所述的增粘剂在温度为10(TC时的运动粘度为210mm々S;该增粘剂的开 口闪点为220°C;该增粘剂中的水溶性酸及碱的含量为0;
所述的芳香基软化剂中镉的含量为0.003%(即每千克芳香基软化剂中， 含有30毫克的镉)；汞的含量为0.006%;铅的含量为0.006%;六价铬的含 量为0.006%;多溴联苯的含量为0.03%;多溴二苯醚的含量为0.03%。
所述的芳香基软化剂在温度为IOO'C时的运动粘度为27mm2/S;凝点为 -13°C;开口闪点为23(TC;该芳香基软化剂中的水分含量为O。
所述的环烷基软化剂中镉的含量0.007°/。；汞的含量为0.014%;铅的 含量为0.014%;六价铬的含量为0.014%;多溴联苯的含量为0.07%;多溴二
苯醚的含量为0.07%。
所述的环垸基软化剂在温度为100。C时的运动粘度为24mm2/S;凝点为 -13°C;开口闪点为23(TC;该环烷基软化剂中的水分含量为O。
所述的石蜡基软化剂中镉的含量0.006%;汞的含量为0.012%;铅的 含量为0.012%;六价铬的含量为0.012%;多溴联苯的含量为0.06%;多溴二
苯醚的含量为0.06%。
所述的石蜡基软化剂在温度为100。C时的运动粘度为13mm2/S;凝点为 -13°C;开口闪点为24(TC;该石蜡基软化剂中的水分含量为O。
实施例5
一种环保型橡胶轮胎软化剂，其所包含的组分以及各组分的重量百分比 为26.3%的芳香基软化剂，33.9%的环垸基软化剂，37.2%的石蜡基软化剂， 以及2.6%的增粘剂。
所述的增粘剂所包含的组分以及各组分的重量百分比为32%的三元乙 丙橡胶和68%的环烷基软化剂。
所述的增粘剂在温度为10(TC时的运动粘度为225mm"S;该增粘剂的开 口闪点为235°C;该增粘剂中的水溶性酸及碱的含量为0;
所述的芳香基软化剂中镉的含量为0.006%(即每千克芳香基软化剂中， 含有60毫克的镉)；汞的含量为0.012%;铅的含量为0.012%;六价铬的含 量为0.012%;多溴联苯的含量为0.06%;多溴二苯醚的含量为0.06%。所述的芳香基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为29mm2/S;凝点为 -14°C;开口闪点为215'C;该芳香基软化剂中的水分含量为O。
所述的环垸基软化剂中镉的含量0.002%;荥的含量为0.004%;铅的 含量为0.004%;六价铬的含量为0.004%;多溴联苯的含量为0.02%;多溴二 苯醚的含量为0.02%。
所述的环烷基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为21mm2/S;凝点为
-14°C;开口闪点为215'C;该环烷基软化剂中的水分含量为O。
所述的石蜡基软化剂中镉的含量0.007%;汞的含量为0.014%;铅的 含量为0.014%;六价铬的含量为0.014%;多溴联苯的含量为0.07%;多溴二
苯醚的含量为0.07%。'
所述的石蜡基软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为15mm2/S;凝点为 -14°C;开口闪点为225"C;该石蜡基软化剂中的水分含量为O。
根据上述的5个优选实施例，本发明提供的环保型橡胶轮胎软化剂是一
种复合软化剂，由三种烃类橡胶软化剂复合得到。所以一方面，该橡胶轮胎 软化剂结合了各个烃类橡胶软化剂的优点，同时又弥补了各自所具有的缺点， 使得本发明产品更好的满足橡胶轮的质量要求，即相溶性好，不易挥发，易 于橡胶轮胎的加工，抗损伤，润滑性好，对硫化胶的物理性能无不利影响， 稳定性好，以及制得的橡胶轮胎的强度高和弹性好等优点。
另一方面，复合得到本发明的橡胶轮胎软化剂的三种烃类橡胶软化剂均
符合环保要求(如上述的5个实施例，均符合欧盟RoHS指令2002/95/EC以 及后续修正指令2005/618/EC的环保要求)，也就是说，在这三种烃类橡胶软 化剂中，有害致癌物质(如镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚等) 的含量被控制在一定的环保要求的范围内，甚至完全不含有这些有害物质， 从而使得本发明产品达到安全健康，无害无污染的"绿色"环保要求。
最后，由于本发明的环保型橡胶轮胎软化剂所使用的原料价格相对比较 低廉，所以可降低生产成本。
权利要求
1.一种环保型橡胶轮胎软化剂，其特征在于，包含的组分以及各组分的重量百分比为22％～30％的芳香基软化剂，30％～35％的环烷基软化剂，35％～40％的石蜡基软化剂，以及2.5％～3％的增粘剂。
2. 如权利要求1所述的环保型橡胶轮胎软化剂，其特征在于，所述的增粘剂 包含的组分以及各组分的重量百分比为30% 35%的三元乙丙橡胶，和 65% 70%的环垸基软化剂。
3. 如权利要求2所述的环保型橡胶轮胎软化剂，其特征在于，所述的增粘剂 在温度为10(TC时的运动粘度^200mmVs;该增粘剂的开口闪点^20(TC 。
4. 如权利要求1所述的环保型橡胶轮胎软化剂，其特征在于，所述的芳香基软化剂中镉的含量^).01%;铅的含量^).1%;汞的含量^).1%;六价铬 的含量^).1%;多溴联苯的含量^).1%;多溴二苯醚的含量^).1%。
5. 如权利要求4所述的环保型橡胶轮胎软化剂，其特征在于，所述的芳香基软化剂在温度为100。C时的运动粘度为27 33mm2/s;凝点^10。C;开口 闪点^20(TC。
6. 如权利要求1或2所述的环保型橡胶轮胎软化剂，其特征在于，所述的环 烷基软化剂中镉的含量^).01%;铅的含量^).1%;汞的含量^).1%;六 价铬的含量￡0.1%;多溴联苯的含量^).1%;多溴二苯醚的含量^).1%。
7. 如权利要求6所述的环保型橡胶轮胎软化剂，其特征在于，所述的环烷基 软化剂在温度为100。C时的运动粘度为21 27mm2/s;凝点S-1(TC;开口 闪点^20(TC。
8. 如权利要求1所述的环保型橡胶轮胎软化剂，其特征在于，所述的石蜡基 软化剂中镉的含量^).01%;铅的含量^).1°/。；汞的含量^).1%;六价铬 的含量^).1%;多溴联苯的含量^).1%;多溴二苯醚的含量^).1%。
9. 如权利要求8所述的环保型橡胶轮胎软化剂，其特征在于，所述的石蜡基 软化剂在温度为IO(TC时的运动粘度为ll 15mm2/s;凝点^1(TC;开口 闪点^21(TC。
全文摘要
本发明公开了一种环保型橡胶轮胎软化剂，其所包含的组分以及各组分的重量百分比为22％～30％的芳香基软化剂，30％～35％的环烷基软化剂，35％～40％的石蜡基软化剂，以及2.5％～3％的增粘剂。本发明是对符合环保要求的三种烃类橡胶软化剂进行复合所得到，既安全无害，满足环保要求，同时又结合了三种烃类橡胶软化剂各自的优点，满足橡胶轮胎的质量要求。
文档编号C08L91/06GK101649120SQ200910057049
公开日2010年2月17日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者徐仁良 申请人:上海绿菱特种蜡制品厂