本发明涉及化工助剂，具体涉及一种橡胶均匀剂及其制备方法。
背景技术：
均匀剂的主要功能是解决不同极性橡胶之间或橡胶与类橡胶聚合物之间的分散。在化学成分上均匀剂是脂肪烃、环烷烃和芳香烃树脂等不同极性成分的混合物。这种具有不同极性的混合物，显示出与各种高弹体之间良好的相容性，并且可以通过软化和浸润聚合物的界面来促进混合，使不同极性的聚合物分子之间容易相互移动，达到共混的目的。同时，均匀剂还具有增塑、增粘、润滑的作用，是橡胶行业，特别是轮胎行业在生产过程中一种必不可少的工艺助剂。目前，国外的橡胶均匀剂主要有德国S.S公司生产的Struktol-40ms、莱茵化学145A、FlowPolymer公司的TNB88等，这些进口均匀剂质量稳定，但是价格远远高于国产产品，而且供货时有时无，严重影响了轮胎行业的生产。近十年来随着我国轮胎产量增加和品种、加工工艺、原料配合技术、环保绿色化进程等不断创新，对橡胶均匀剂的需求也日益增加，目前主要以进口产品为主，国内在生产尤其是在高效低价产品的研制方面还存在一定差距。国内科研机构和相关的厂家一直都在进行相关的研究，相继出现大量对橡胶增塑均匀剂的研究报道。CN101580622A提出以润滑油下脚料、渣油、石油树脂为主要原料，先后加入空气和稀硝酸经过两次氧化聚合，制得增塑均匀剂。CN101358017A以硬脂酸锌、碳五树脂和碳九树脂为主要原料，在常压反应器中，反应温度为170℃-190℃条件下至少反应2小时，生成高分子脂肪酸盐-烃类树脂混合物，然后再向上述体系中加入橡胶沥青，反应至少2小时，制得优均素。CN1900167A以混合焦油(黑料)、多组分馏分油(黄料)、交联剂三种物质为主要原料，在催化剂作用下，三种原料发生聚合、交联反应，最后加入NaOH溶液将催化剂进行中和，制得黑褐色树脂状橡胶增塑均匀剂。以上报道中均匀剂制备方法存在的缺点是反应条件苛刻，反应时间过长，步骤繁琐，浪费能源，尚未形成规模生产，并且产品质量低于国外产品，影响橡胶胶料的性能。同时产品制备以渣油、焦油为原料，这些原料中通常都含有大量的多环芳烃，导致制备的均匀剂中多环芳烃含量较高。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种致癌性多环芳烃含量低的橡胶均匀剂及其制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种橡胶均匀剂，包括以下重量份的原料组分：45～75份石油沥青、10～40份石油树脂、5～20份环烷烃油、1～10份萜烯树脂、0.1～15份改性剂、0.5～8份催化剂、0～2份抗氧化剂、0.1～4份NaOH。优选的，所述的橡胶均匀剂，包括以下重量份的原料组分：50～70份石油沥青、15～35份石油树脂、10～15份环烷烃油、1～5份萜烯树脂、1～10份改性剂、0.5～8份催化剂、0～1份抗氧化剂、0.1～4份NaOH。所述的橡胶均匀剂是通过以下方法制备得到的，包括以下步骤：(1)、石油沥青的改性：将石油沥青加热至100～150℃熔融，过滤去除不溶的杂质（主要是沥青露天堆放中部分水泥渣、砂粒等）后，加入改性剂，保持温度100～150℃反应0.5小时～2小时；(2)、往熔融状态的石油沥青中加入石油树脂、环烷烃油、萜烯树脂、催化剂、抗氧化剂，在100～150℃下搅拌混熔，升温至175～185℃搅拌反应5～6小时；反应结束后加入NaOH水溶液，搅拌反应5～20分钟，继续升温至200～230℃、真空度0.04~0.05Mpa条件下蒸馏，直到产品的软化点在95～105℃，得到橡胶均匀剂。所述的石油沥青优选为10号石油再生沥青。所述的石油树脂为C5石油树脂、C9石油树脂、C5/C9共聚树脂或DCPD树脂（脂环族树脂）中的一种或多种混合。所述的环烷烃油选自环戊烷至环十一烷中的一种。所述的改性剂为聚苯乙烯、聚乙二醇、苯乙烯中的一种或其组合。所述的催化剂为对甲苯磺酸或草酸中的一种。所述的抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚、2,5-二特丁基对苯二酚中的一种。本发明的另一个目的是提供一种橡胶均匀剂的制备方法，包括以下步骤：(1)、按照配方称取原料组分；(2)、石油沥青的改性：将石油沥青加热至100～150℃熔融，过滤去除不溶的杂质后，加入改性剂，保持温度100～150℃反应0.5小时～2小时；(3)、往熔融状态的石油沥青中加入石油树脂、环烷烃油、萜烯树脂、催化剂、抗氧化剂，在100℃～150℃下搅拌混熔，升温至175～185℃搅拌反应5～6小时；反应结束后加入NaOH水溶液，搅拌反应5～20分钟，继续升温至200～230℃、真空度0.04~0.05mpa条件下蒸馏，直到产品的软化点在95～105℃，得到橡胶均匀剂。所述的NaOH水溶液为质量百分含量20～30%的NaOH水溶液。石油沥青中含有大量芳香烃成分，包括单环芳烃、双环芳烃、稠环芳烃及稠环芳烃与杂原子的化合物。在改性剂作用下，这些芳香性成分与改性剂会发生加成或取代反应，即化学改性。通过对芳香烃进行化学改性，可以使致癌性多环芳烃的结构发生变化，从而失去致癌活性。由于各种不同多环芳烃致癌物具有相似的致癌结构特征和相近的化学特性，理论上一种聚合物改性剂有可能对各种致癌性多环芳烃均具有不同程度的脱毒作用。和现有技术相比，本发明的有益效果：(1)、本发明橡胶均匀剂通过改性剂对石油沥青进行化学改性，可以使致癌性多环芳烃的结构发生变化，从而失去致癌活性；(2)、通过合理选择本发明橡胶均匀剂的原料组分，能够有效降低产品中致癌性多环芳烃的含量；(3)、本发明橡胶均匀剂中萜烯树脂均有良好的相容性，能够与其它组分原料都相容；且兼作为抗氧化剂，能够有效抑制生产过程中树脂的氧化；(4)、本发明橡胶均匀剂反应步骤简单，而且其原料在国内已经全部实现工业化生产，来源较为便利，因此为国产均匀剂工业化生产提供良好的物质基础。具体实施方式结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。实施例1按照配方称取原料组分：60份石油沥青（10号石油再生沥青）、25份C5石油树脂、12份环戊烷、4份萜烯树脂、5份聚乙二醇、5份对甲苯磺酸、0.5份2,6-二叔丁基对甲酚、1.2份NaOH；将石油沥青投入化料釜中加热至110℃熔融，抽至板式过滤器中过滤去除不溶的杂质后，输送至熔融釜中加入聚乙二醇，保持温度110℃反应1小时对石油沥青进行改性；往熔融状态的石油沥青中加入C5石油树脂、环戊烷、萜烯树脂、对甲苯磺酸、2,6-二叔丁基对甲酚，在150℃下搅拌混熔，升温至180℃搅拌反应5小时；反应结束后加入配制的20%的NaOH水溶液，搅拌反应5分钟，继续升温至200℃、真空度0.04Mpa条件下蒸馏，直到产品的软化点在95℃，得到橡胶均匀剂。实施例2按照配方称取原料组分：70份石油沥青（10号石油再生沥青）、15份C5/C9共聚树脂、10份环己烷、5份萜烯树脂、10份聚乙二醇、8份对甲苯磺酸、1.8份NaOH；将石油沥青投入化料釜中加热至150℃熔融，抽至板式过滤器中过滤去除不溶的杂质后，输送至熔融釜加入聚乙二醇，保持温度150℃反应0.5小时对石油沥青进行改性；往熔融状态的石油沥青中加入C5/C9共聚树脂、环己烷、萜烯树脂、直链烷基苯磺酸，在150℃下搅拌混熔，升温至180℃搅拌反应5小时；反应结束后加入配制的20%的NaOH水溶液，搅拌反应5分钟，继续升温至220℃、真空度0.045Mpa条件下蒸馏，直到产品的软化点在100℃，得到橡胶均匀剂。实施例3按照配方称取原料组分：50份石油沥青（10号石油再生沥青）、35份DCPD树脂、15份环戊烷、1.5份萜烯树脂、1份聚苯乙烯、0.5份草酸、1份2,5-二特丁基对苯二酚、0.2份NaOH；将石油沥青投入化料釜中加热至130℃熔融，抽至板式过滤器中过滤去除不溶的杂质后，输送至熔融釜加入聚苯乙烯，保持温度130℃反应1小时对石油沥青进行改性；往熔融状态的石油沥青中加入DCPD树脂、环戊烷、萜烯树脂、草酸、2,5-二特丁基对苯二酚，在130℃下搅拌混熔，升温至175℃搅拌反应6小时；反应结束后加入配制的30%的NaOH水溶液，搅拌反应5分钟，继续升温至230℃、真空度0.05Mpa条件下蒸馏，直到产品的软化点在105℃，得到橡胶均匀剂。实施例4按照配方称取原料组分：45份石油沥青（10号石油再生沥青）、5份C5/C9共聚树脂、5份DCPD树脂、20份环戊烷、10份萜烯树脂、1.5份聚苯乙烯、5份草酸、2.25份NaOH；将石油沥青投入化料釜中加热至140℃熔融，抽至板式过滤器中过滤去除不溶的杂质后，输送至熔融釜加入聚苯乙烯，保持温度140℃反应0.5小时对石油沥青进行改性；往熔融状态的石油沥青中加入C5/C9共聚树脂、DCPD树脂、环戊烷、萜烯树脂、草酸，在140℃下搅拌混熔，升温至185℃搅拌反应5小时；反应结束后加入配制的30%的NaOH水溶液，搅拌反应10分钟，继续升温至210℃、真空度0.05Mpa条件下蒸馏，直到产品的软化点在100℃，得到橡胶均匀剂。实施例5按照配方称取原料组分：75份石油沥青（10号石油再生沥青）、20份C5/C9共聚树脂、20份DCPD树脂、5份环己烷、8份萜烯树脂、15份聚乙二醇、8份草酸、3.6份NaOH；将石油沥青投入化料釜中加热至100℃熔融，抽至板式过滤器中过滤去除不溶的杂质后，输送至熔融釜加入聚乙二醇，保持温度100℃反应1小时对石油沥青进行改性；往熔融状态的石油沥青中加入C5/C9共聚树脂、DCPD树脂、环己烷、萜烯树脂、草酸，在150℃下搅拌混熔，升温至180℃搅拌反应5小时；反应结束后加入配制的30%的NaOH水溶液，搅拌反应10分钟，继续升温至210℃、真空度0.05Mpa条件下蒸馏，直到产品的软化点在95℃，得到橡胶均匀剂。通过红外光谱仪进行比对和表征，利用红外匹配度来判别物质相似度。对实施例1-5制得的橡胶均匀剂与德国Kettlitz公司的均匀剂M40匹配度分别为96.74%、96.53%、97.12%、95.78%和95.65%。一般来说，匹配度达到90%以上时，可以认为两个样品的结构基本一致。