一种生产新型橡胶防护蜡的方法技术

本发明专利技术公开了一种生产新型橡胶防护蜡的方法。该方法在普通发汗脱油工艺的基础上，在发汗过程中利用气流通过蜡层携带出液态的油以强制分离蜡和油，同时利用无机盐分解产生气体在蜡层中形成微小空间，从而快速有效地去除了商品石蜡中对橡胶防护蜡的非适宜的组分；发汗所得组分再与α-烯烃调配生产橡胶防护蜡产品。本发明专利技术的方法生产过程简单、操作费用低、产品可对橡胶及其制品起到长期有效的防护作用等优点。

Method for producing new rubber protection wax

The invention discloses a method for producing a new kind of rubber protection wax. The method is based on ordinary deoil sweating, sweating in the process by using the airflow through the wax layer carrying out liquid oil to the forced separation of wax and oil at the same time, using inorganic salt decomposing gases to form tiny space in the wax layer, so as to effectively remove the goods on the paraffin rubber protective wax suitable the components of the component with sweat; the deployment of the production of alpha olefin rubber protective wax products. The method of the invention has the advantages of simple production process, low operation cost, and the product can effectively protect rubber and its products.

【技术实现步骤摘要】
一种生产新型橡胶防护蜡的方法
本专利技术属于专用蜡生产
，特别是涉及一种生产新型橡胶防护蜡的方法。
技术介绍
橡胶制品在加工、贮存和使用过程中在空气中的臭氧等化学物质以及其它因素作用下产生橡胶制品表面龟裂、泛白、机械性能下降等现象，这些现象统称为“老化”，随着老化过程的进展，橡胶及其制品的性能会逐渐降低以致完全失去使用价值。臭氧是引起橡胶老化的主要因素。橡胶制品，如轮胎，在动态使用过程中会加速老化过程。为了延长橡胶及其制品的贮存期和使用寿命，需要在橡胶中加入一些能抑制老化进程的物质，这些物质称为防老剂。橡胶防老剂分为化学防老剂和物理防老剂。橡胶防护蜡是物理防老剂，目前通常以石蜡、微晶蜡等石油蜡为主要成分调配制成。石油蜡是原油经过炼制加工后从含蜡馏分油中制得的各类蜡产品的总称，包括液体石蜡、皂用蜡、石蜡和微晶蜡。石蜡是原油中润滑油馏分经脱蜡、脱油、精制和成型等步骤生产的，一般含有C18～C50的正构烷烃、异构烷烃和极少量的环烷烃等组分，通常熔点为50℃～74℃，固态下呈粗大的片状结晶结构。微晶蜡是减压渣油经丙烷等溶剂脱沥青后再经脱蜡、脱油、精制和成型等步骤生产的，一般由C30～C60的异构烷烃、环烷烃和少量正构烷烃、芳香烃组成，通常滴熔点为65℃～92℃，固态下具有比石蜡更细小的针状结晶结构。脱蜡是以润滑油馏分为原料制备含油量为10～30%左右的蜡膏的过程，脱蜡工艺主要有压榨脱蜡和溶剂脱蜡。脱油是以蜡膏为原料制备含油量2%以下的粗石油蜡的过程，脱油工艺主要有溶剂脱油和发汗脱油。橡胶防护蜡在橡胶中有一定的溶解度，其溶解度的大小与烷烃的种类和温度有关。橡胶防护蜡在橡胶加工过程中与其它助剂一同加入，在较高温度（如硫化温度）下橡胶防护蜡中的各种烷烃完全溶解在胶料中；而在较低温度（如常温）下烷烃在橡胶中的含量大于其在该温度下的溶解极限而呈过饱和状态，此时由于橡胶表面蜡的浓度较低，橡胶防护蜡中的正构烷烃和异构烷烃会慢慢地向橡胶表面迁移，逐渐形成一层防护膜（喷霜），从而起到防老化的作用。橡胶防护蜡对臭氧的防护作用与橡胶的品种和防护膜的形成速度及质量有关。防护膜的形成速度和质量受多种因素的影响，如橡胶制品的填充剂和软化剂、使用温度、橡胶防护蜡的化学组成（主要包括石油蜡的碳数分布和特定碳数的正构烷烃与异构烷烃的含量）等。橡胶制品生产商会根据产品中橡胶原料的品种、填充剂和软化剂的品种及比例、产品使用的环境温度等因素提出对橡胶防护蜡化学组成的技术要求。一些专利对橡胶防护蜡的化学组成提出具体的要求，如U.S.P.4877456提出用于橡胶制品的防护蜡中C21～C26、C36～C51范围内的正构烷烃的含量都应达到20%～45%，同时正构烷烃的总含量至少应达到75%；U.S.P.5296129强调C22～C44的正构烷烃的含量，同时建议C30～C60的异构烷烃含量应该占烷烃总量的16%～30%。单一牌号的石油蜡不能满足橡胶防护蜡对化学组成的技术要求，所以生产橡胶防护蜡时通常需要利用不同厂家、不同牌号的石油蜡进行调配，如CN01106005.0（橡胶防护蜡）、CN200410080803.9（橡胶防护蜡）、CN200910056973.6（一种新型橡胶防护蜡）、CN201310205094.1（一种橡胶防护蜡及其制备方法）等专利，都是采用石蜡和微晶蜡等石油蜡为主要成份，并添加少量改性添加剂（聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯共聚物及抗氧剂等）。由于石油蜡的化学组成受原油的性质、馏分范围、脱蜡和脱油等生产过程的技术参数等多种因素的影响，石油蜡的化学组成经常会出现较大的波动，所以生产橡胶防护蜡时需要根据原料石油蜡性质的变化不断调整配方，这对原料采购和配方的确定带来诸多麻烦。同时普通石油蜡中含有部分橡胶防护蜡的非适宜组分，这缩短了橡胶防护蜡对橡胶及其制品的防护时间。在石油蜡生产工艺方面，常用的加工手段主要有蒸馏、溶剂脱油、发汗脱油等。蒸馏是利用不同烃类的沸点不同达到分离提纯的目的，减小蒸馏的沸程可以有效降低产物碳分布的宽度，但对正构烷烃与异构烷烃的比例影响不大，同时由于蒸馏过程需要将石油蜡加热到沸点以上，消耗大量的能量。溶剂脱油方法是根据蜡与油在选择性溶剂（丙酮、苯和甲苯混合物；或丙酮、甲苯；或甲乙酮、甲苯）中溶解度不同的性质达到分离提纯的目的，可以有效提高产物中的正构烷烃含量，但对碳分布的宽窄影响不大，同时溶剂脱油生产设备投资大；生产过程中需要大量使用溶剂，回收溶剂需要消耗大量的能量；溶剂中含有苯系物，会对环境造成影响；溶剂易燃，容易造成生产事故。发汗脱油方法是利用不同烃类组分熔点不同的性质进行分离提纯的。石油蜡中各种组分的分子量和结构的不同都会使其熔点不同。同为正构烷烃时，分子量较大的正构烷烃的熔点较高，而分子量较小的正构烷烃的熔点较低；分子量相同时，异构烷烃和环烷烃的熔点要低于正构烷烃，且异构程度越高熔点就越低。所以发汗脱油既能降低产物碳分布的宽度又能改变正构烷烃含量。与蒸馏方法相比，由于各种烃类的熔点温度远低于沸点温度，所以发汗脱油过程的能耗远低于蒸馏分离；与溶剂脱油方法相比，发汗脱油过程不使用溶剂，所以发汗脱油过程安全、节能且对环境无影响。而且发汗法能在产物碳分布的宽度和正构烷烃含量两方面改变化学组成，所以发汗脱油分离过程在生产过程和调节正构烷烃和异构烷烃的比例两方面都有优势。普通的发汗脱油工艺主要包括以下步骤：（1）准备工作：垫水（用水充满发汗装置皿板下部空间）后装料（原料加热至熔点以上呈液态时装入发汗装置）；（2）结晶：将原料以不大于4℃/h的降温速率缓慢冷却到其熔点以下10～20℃。在冷却过程中，各种组分按熔点由高到低的顺序依次结晶形成固体；（3）发汗：当蜡层温度达到预设的降温终止温度之后，放掉垫水；再将原料缓慢地加热到预设的发汗终止温度。在发汗过程中，各种组分按熔点由低到高的顺序先后熔化成液态并流出（蜡下），最后得到的蜡层剩余物（蜡上）就是高熔点、低含油的蜡；继续升高温度，以熔化取出蜡上，即为粗产品；（4）精制：通常采用白土精制（将粗产品熔化后升温至预定温度，加入白土并恒温搅拌至预定时间后过滤）；再经成型、包装即为目的产品。对普通发汗脱油工艺，在发汗过程中蜡和油两类组分虽然分别处于固体和液体状态，但是也很难完全分离。为使最终产品的含油量符合要求，通常采用延长发汗时间并提高发汗终止温度的方法。延长发汗时间会导致生产周期延长；提高发汗终止温度会导致产品收率下降。与溶剂脱油相比，发汗脱油工艺是间歇操作，且产品收率较低、生产周期较长，但是发汗脱油工艺具有投资少、生产过程简单、操作费用低、生产过程安全、节能且对环境无污染等优点，目前仍有部分厂家在使用该方法生产皂用蜡产品。多年来，发汗脱油方法在生产设备和工艺方面得到了一些发展，如CN89214332（立式方形多段隔板发汗罐）、CN94223980.6（皿式发汗装置）、CN98233254.8（石蜡发汗罐）、CN200920033500.X（新型石蜡发汗罐）、CN201210508905.0（一种高效石蜡发汗装置）、CN201320127680.4（管式石蜡脱油装置）等，在发汗脱油生产设备上作了改进；CN91206202（一种高效石蜡发汗罐）在发汗脱油工艺上作了改进。但这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产新型橡胶防护蜡的方法，包括以下内容：A 发汗：包括以下步骤：（A1）装料：以含油量以质量计小于2.0%、熔点为52℃～72℃的石蜡为原料，加热熔化后装入发汗装置；（A2）结晶：以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降温至原料熔点以下8℃～20℃的预定温度，并恒温一段时间；（A3）发汗：以0.5℃/h～3.0℃/h的速率升温；蜡层达到第一个预定温度并恒温一段时间，继续升温至第二个预定温度并恒温一段时间后停止发汗，在发汗过程中强制气流通过蜡层；继续升温以熔化并取出蜡上；（A4）精制：目的组分经精制后备用；B 调配：将碳数为23以上的α‑烯烃与上述发汗并精制后所得产物按重量比为10～40：60～90的比例加热熔融并混合均匀，成型后即为橡胶防护蜡产品。

【技术特征摘要】
1.一种生产新型橡胶防护蜡的方法，包括以下内容：A发汗：包括以下步骤：（A1）装料：以含油量以质量计小于2.0%、熔点为52℃～72℃的石蜡为原料，加热熔化后装入发汗装置；（A2）结晶：以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降温至原料熔点以下8℃～20℃的预定温度，并恒温一段时间；（A3）发汗：以0.5℃/h～3.0℃/h的速率升温；蜡层达到第一个预定温度并恒温一段时间，继续升温至第二个预定温度并恒温一段时间后停止发汗，在发汗过程中强制气流通过蜡层；继续升温以熔化并取出蜡上；（A4）精制：目的组分经精制后备用；B调配：将碳数为23以上的α-烯烃与上述发汗并精制后所得产物按重量比为10～40：60～90的比例加热熔融并混合均匀，成型后即为橡胶防护蜡产品。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A1）中原料加热熔化后在压力条件下掺入可分解生成气体的无机盐粉末。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的无机盐粉末在发汗过程中分解释放出气体，且自身及分解产物均易溶于水。4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的无机盐选自铵盐、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种或几种。5.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的无机盐粉末的粒度为50～500目。6.按照权利要求2所述的内容，其特征在于，所述的无机盐粉末的加入量占发汗原料重量的0.1%～10.0%，优选为0.2%～3.0%。7.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤（A1）的装料和步骤（A2）结晶的降温过程中在蜡层上方施加气压，以抑制无机盐分解产生的气体逸出蜡层。8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的气压为表压压力0.5～15.0个大气压。9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A3）中所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压和/或在蜡层下方降低气压，使蜡层上下方形成压力差实现，所述的压力差为0.1～5.0个大气压。10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A2）中所述降温的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑锋，李景斌，赵威，吴颖，张志银，王立言，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11