[发明专利]环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶及其制备方法。

背景技术

柴油是石油提炼后的一种油质的产物，它由不同的碳氢化合物混合组成，主要成分为含10到22个碳原子的链烷、环烷或芳烃。其中国产的-35#柴油与欧洲冬天普遍使用的柴油为低凝点柴油，其凝点为-30至-35℃。当橡胶制品与油液长期接触后，油液能渗透到橡胶中，使之溶胀；而与此同时，油类介质可以从橡胶材料中抽出可溶性的配合剂(如增塑剂等)，导致橡胶制品收缩或体积减少。丁腈橡胶(NBR)及其与聚氯乙烯(PVC)的共混物以其优异的耐油性能被广泛应用于石油开采、航运、航天与汽车等工业。丁腈橡胶是一种无规共聚物，属非结晶型橡胶材料，因其主链含有强极性的丙烯腈基团(-ACN)而具有耐油性。但正是这种强极性的丙烯腈基团(-ACN)使得橡胶分子链的内旋转作用受到影响，降低了大分子链的柔性从而影响了丁腈橡胶的低温性能。由于其耐低温性和耐油性能的矛盾性，使得该类橡胶材料的使用范围受到了限制。但众多科研人员也在不断地探索。游全营等在《配合剂用量对丁腈橡胶耐油性的影响》中分别研究了增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)、补强剂及硫化剂过氧化二异丙苯(DCP)用量对兰州石化分公司所产的牌号为3606与2707的丁腈橡胶耐油性的影响，并探讨了其影响机理。吴健峰在《耐油耐低温丁腈橡胶的研制》中利用低丙烯腈含量丁腈橡胶易溶胀的特点，合理配比易抽出型增塑剂己二酸二辛酯(DOA)与耐抽出增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)，所制得的产品在耐YH-10#液压油和RP-3#航空煤油方面可达到较低的体积变化率(<5%)。

欧盟于2007年6月起实施了更为严格的REACH法案(《关于化学品注册、评估、授权与限制制度》)。我国橡胶制品企业出口的众多产品因此被检测出含有致癌物质(如亚硝胺化合物、β-萘胺化合物等) 而被禁止出口或退货。相关的各大原材料生产公司已纷纷开展环保助剂的开发和芳烃油类增塑剂的替代工作。专利CN101353451A公布了一种耐生物柴油耐低温的橡胶组合物。虽然该橡胶材料的耐低温性能和耐油性能相对较好，但该橡胶材料配方中使用了防老剂丙酮与二苯胺高温缩合物(BLE)、防老剂N,N-二(β-萘基)对苯二胺(DNP)、促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑(DM)、促进剂二硫化四乙基秋兰姆(TETD)等含β-萘胺基团或可生成亚硝胺基团的化合物，对生产人员和使用客户都存在一定的健康危害。吴智强等在《耐寒耐油NBR胶料配方的研究》中介绍了其已应用在列车上的耐寒耐油丁腈橡胶材料，但其优化配方中以兰州石化公司所产的牌号为1704的污染性丁腈橡胶作为主体并使用了硫化时可生成亚硝胺化合物的促进剂二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)。

虽然当下由于种种原因，众多橡胶制品企业基本上依然采用高效、价廉却带有一定污染性的多种原材料来制备相关产品，随着我国经济的平稳快速发展以及对环保与健康的日益重视，环保型橡胶制品的开发将成为必然趋势。

发明内容

本发明的目的之一在于克服上述不足，提供一种拥有良好的耐柴油性能与耐低温性能的环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶。

本发明的目的之二在于克服上述不足，提供一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶，组成和质量份数为：

生胶基体                        100份

增塑剂                          10-40份

炭黑                            20-50份

填充剂                          0-50份

硫化剂                          1-3份

硫化促进剂                      3-8份

防护剂                          1-10份

其中，生胶基体为环保型的丁腈橡胶(NBR)或丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物(NBR/PVC)，采用的生胶基体中的PVC含量为0-30%（优选10-30%），NBR的丙烯腈含量为26-33%。环保性的NBR指的是在乳液聚合后处理过程中不加入N-苯基-2-萘胺(防老剂D)的无污染性丁腈橡胶。环保型的NBR/PVC是指通过乳液共沉法形成的非污染性的丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物。