[发明专利]一种环保橡胶油及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域，特别是一种环保橡胶油及其制备方法。

背景技术

随着世界对环境保护的呼声越来越高，绿色环保材料的应用倍受重视。传统高芳烃橡胶油对人类健康的危害以及对环境的污染引起了各国政府及研究人员的极大重视。根据相似相容原理，橡胶油要与橡胶具有良好的相溶性，就要求橡胶油应具有较高的芳烃含量。然而多环芳烃（PCA）已成为世界公认的有机污染物，苯并(a)芘、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(j)荧蒽、苯并(a)芘、苯并(e)芘和二苯并(a，h)蒽八种稠环芳烃(PAHs)为致癌物质，2001年欧盟签署指令2005/69/EC明确限制了这些致癌稠环芳烃的含量，2010年1月开始，全面禁止在欧盟境内生产和销售的轮胎使用高芳烃橡胶工艺油。欧洲橡胶工业联合协会（BLIC）和国际合成橡胶生产者学会共同宣布将在轮胎中使用无毒性油类，并于2010年1月1日在轮胎生产中全面禁用有毒橡胶油。

目前，橡胶油的制备方法主要包括溶剂精制和加氢处理两种方案。溶剂精制是利用溶剂的选择性溶解能力，来脱除油料中有害或非理想组分的技术，如中国专利CN 200910088932.5 和CN 201010228871.0均是通过此方法获得环保橡胶油；加氢处理工艺是指在氢压和催化剂存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨等滑油的理想组分或小分子烃类而达到脱除的目的，并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，以改善油品的质量。

溶剂精制法生产的橡胶油可保证芳烃含量，但为了除去橡胶油中的稠环芳烃，需要多次溶剂精制致使产品收率较低，对操作条件要求也较为苛刻，加工成本较高，且所得橡胶油仍然含有少量的PCA及八种稠环芳烃(PAHs)；加氢处理工艺会致使芳烃含量损失较多，造成橡胶油与橡胶的相溶性差。所以为了保证橡胶油具有一定的芳烃含量，通常将加氢处理与溶剂精制组合用来生产环保橡胶油，如美国专利US6110358和中国专利CN 201310199979.5均是通过此方法获得橡胶油，其先利用加氢处理过程，产品中会含有较多的稠环芳烃，再经过溶剂精制去除一部分稠环芳烃，处理程序繁琐，成本高，成品仍然含有少量的PCA及八种稠环芳烃(PAHs)。

发明内容

针对上述问题，本发明利用全加氢环烷基基础油添加芳烃化合物的方法制备绿色环保橡胶油，所获得的橡胶油C_A含量可达1~13%，芳烃含量较高，与橡胶有良好的相容性；无稠环芳烃，不需进行致癌倾向标识，对人体健康和环境无害，本发明是这样实现的：

一种环保橡胶油，以质量百分比计，芳烃衍生物占5~50%、光热复合稳定剂占0.02%～0.08%，余量为环烷基基础油，该橡胶油C_A值为0.18-30。

优选的，本发明所提供的环保橡胶油的C_A值为1.3-8.7。

优选的，本发明所提供的环保橡胶油中，所使用的环烷基基础油是采用全加氢方法制备的，其C_N含量>40%，C_A含量为0。

优选的，本发明所提供的环保橡胶油中，所使用的芳烃衍生物为烷基多苄基甲苯衍生物，该烷基多苄基甲苯衍生物为U型三维网状结构的傅克烯，其是由芳烃（如甲苯、二甲苯等）与卤代烃、醇类或烯类化合物（如苄基氯、苯甲醇、苄基氰等）在Lewis催化剂(如AlCl₃、FeCl₃、H₂SO₄、H₃PO₄、BF3、HF等)存在下，发生芳环的烷基化反应制备的黄色或棕色液体，其苯环数为2-10个。该制备方法请参见2016中国国际润滑油品产业发展高峰论坛《傅克烯在润滑油领域应用的研究》一文。

优选的，本发明所提供的环保橡胶油中，所使用的光热复合稳定剂为紫外光吸收剂（如JL-900）和热稳定剂（如JL-300），按1:0.2-5的比例复配后获得。

一种本发明所述环保橡胶油的制备方法，具体步骤如下：将芳烃衍生物按比例加入到环烷基基础油中，在50-90℃下，转数大于500rpm的条件下均匀搅拌0.5-1.5h。然后升温至90~110℃，按比例加入光热复合稳定剂，转数300-1000 rpm均匀搅拌0.2~0.5h，即获得所述绿色环保橡胶油。