生产橡胶防护蜡的方法技术

本发明专利技术公开了一种生产橡胶防护蜡的方法。该方法在普通发汗工艺的基础上，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，同时优选将原料蜡与两种以上可反应生成气体的物质的水溶液分别乳化后进行发汗，也有利于油的快速排出，从而快速有效地去除了石蜡中对橡胶防护蜡的非适宜的组分，再经调配生产橡胶防护蜡产品。本发明专利技术的方法装置投资低、生产过程简单且操作费用低、无溶剂污染环境、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 of producing rubber protective wax

The invention discloses a method for producing rubber protective wax. This method is based on ordinary sweating process on the transpiration 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, preferably water solution and more than two kinds of raw wax gas reaction substances were emulsified sweating, rapid discharge is favorable for oil, and quickly and effectively remove the wax on the rubber protective wax suitable components, followed by the deployment of the production of rubber protective wax products. The method of the invention has the advantages of low investment, simple production process, low operation cost, no solvent pollution, and long term effective protection for rubber and products.

【技术实现步骤摘要】
生产橡胶防护蜡的方法
本专利技术属于专用蜡生产
，特别是涉及一种生产橡胶防护蜡的方法。
技术介绍
一些橡胶中存在不饱和双键可使橡胶处于高弹性状态，但其化学活性又使橡胶制品在加工、贮存和使用过程中在空气中的氧、臭氧等化学物质以及光、热、辐射、机械力等因素作用下产生双键断裂或交联，使橡胶制品出现表面龟裂、泛白、机械性能下降等现象，这些现象统称为“老化”，其中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。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。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，两者配合使用可以达到最佳的抗臭氧效果，且物理防老剂可减少化学防老剂的使用量，降低橡胶制品的生产成本。橡胶防护蜡是橡胶用物理防老剂，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。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），隔绝臭氧对橡胶碳碳双键的侵袭，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，常用的分离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。溶剂脱油方法是利用正构烷烃与异构烷烃在溶剂中的溶解度不同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。与蒸馏分离方法相比，由于各种烃类的熔点温度远低于沸点温度，所以发汗分离过程的能耗远低于蒸馏分离；与溶剂分离方法相比，发汗分离过程不使用溶剂，所以发汗分离过程安全、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；（4）精制：收集粗产品（发汗过程结束后继续升高温度，以熔化取出蜡上，即为粗产品），经白土精制（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）后，再成型、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（降低升温速度）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、操作费用低等优点，目前仍有部分厂家在使用该方法生产皂用蜡等产品。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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产橡胶防护蜡的方法，包括以下内容：（一）低熔点组分制备，包括A：乳化、B：发汗A：乳化（A1）油相材料制备：以熔点为52℃～62℃、含油量不大于2.0质量%的低熔点石蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油材料相；（A2）水相材料制备：将组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）分别溶于水并加热，形成组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料；（A3）乳化液制备：将组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料分别在搅拌条件下加入到油相材料中，继续搅拌5～60分钟，以形成组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液；B：发汗（B1）准备工作：将（A3）过程制备的组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液在压力条件下混合均匀，再将混合乳化液装入发汗装置；（B2）结晶：在压力条件下以2.0℃/h～45.0℃/h的速率将混合乳化液冷却至低熔点石蜡熔点+2℃～熔点+15℃，再以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降温至低熔点石蜡熔点以下5℃～20℃的终止温度；（B3）恒温：在结晶终止温度恒温一段时间，同时降低压力至常压；（B4）发汗：以0.5℃/h～3.0℃/h的速率升温；蜡层达到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；（B5）精制：蜡上经精制后即为低熔点组分；（二）高熔点组分制备，包括C：乳化、D：发汗C：乳化（C1）油相材料制备：以熔点为62℃～68℃、含油量不大于2.0质量%的高熔点石蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油材料相；（C2）水相材料制备：将组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）分别溶于水并加热，形成组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料；（C3）乳化液制备：将组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料分别在搅拌条件下加入到油相材料中，继续搅拌5～60分钟，以形成组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液；D：发汗（D1）准备工作：将（C3）过程制备的组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液在压力条件下混合均匀，再将混合乳化液装入发汗装置；（D2）结晶：在压力条件下以2.0℃/h～35.0℃/h的速率将混合乳化液冷却至高熔点石蜡熔点+2℃～熔点+15℃，再以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降温至高熔点石蜡熔点以下5℃～20℃的终止温度；（D3）恒温：在结晶终止温度恒温一段时间，同时降低压力至常压；（D4）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；（D5）精制：目的组分经精制后即为高熔点组分；（三）调配：将低熔点组分与高熔点组分，按比例加热熔融并混合均匀，即为橡胶防护蜡产品。...

【技术特征摘要】
2016.06.17 CN 20161043288321.一种生产橡胶防护蜡的方法，包括以下内容：（一）低熔点组分制备，包括A：乳化、B：发汗A：乳化（A1）油相材料制备：以熔点为52℃～62℃、含油量不大于2.0质量%的低熔点石蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油材料相；（A2）水相材料制备：将组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）分别溶于水并加热，形成组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料；（A3）乳化液制备：将组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料分别在搅拌条件下加入到油相材料中，继续搅拌5～60分钟，以形成组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液；B：发汗（B1）准备工作：将（A3）过程制备的组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液在压力条件下混合均匀，再将混合乳化液装入发汗装置；（B2）结晶：在压力条件下以2.0℃/h～45.0℃/h的速率将混合乳化液冷却至低熔点石蜡熔点+2℃～熔点+15℃，再以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降温至低熔点石蜡熔点以下5℃～20℃的终止温度；（B3）恒温：在结晶终止温度恒温一段时间，同时降低压力至常压；（B4）发汗：以0.5℃/h～3.0℃/h的速率升温；蜡层达到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；（B5）精制：蜡上经精制后即为低熔点组分；（二）高熔点组分制备，包括C：乳化、D：发汗C：乳化（C1）油相材料制备：以熔点为62℃～68℃、含油量不大于2.0质量%的高熔点石蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油材料相；（C2）水相材料制备：将组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）分别溶于水并加热，形成组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料；（C3）乳化液制备：将组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料分别在搅拌条件下加入到油相材料中，继续搅拌5～60分钟，以形成组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液；D：发汗（D1）准备工作：将（C3）过程制备的组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液在压力条件下混合均匀，再将混合乳化液装入发汗装置；（D2）结晶：在压力条件下以2.0℃/h～35.0℃/h的速率将混合乳化液冷却至高熔点石蜡熔点+2℃～熔点+15℃，再以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降温至高熔点石蜡熔点以下5℃～20℃的终止温度；（D3）恒温：在结晶终止温度恒温一段时间，同时降低压力至常压；（D4）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；（D5）精制：目的组分经精制后即为高熔点组分；（三）调配：将低熔点组分与高熔点组分，按比例加热熔融并混合均匀，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）和（C1）中所述的油溶性乳化剂选自非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂构成的一组物质；油溶性乳化剂的HLB值为1～10，所述表面活性剂的熔点或凝固点低于步骤（B4）发汗的最高温度。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的非离子型表面活性剂选自失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、四乙二醇单硬脂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯构成的一组物质；所述的阴离子型表面活性剂选自脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、油酰胺基羧酸钠、烷基苯磺酸钠、N-甲基油酰基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、顺丁二酸单酯磺酸钠构成的一组物质；所述的阳离子型表面活性剂选自苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三乙酰胺油酸酯构成的一组物质；所述的两性型表面活性剂选自十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基氧化铵、脂肪烃基咪唑啉衍生物、烷基咪唑啉衍生物、脂肪酸衍生物、两性型改性环氧乙烷加成物构成的一组物质。4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的油溶性乳化剂为两种以上表面活性剂构成的复合乳化剂。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）是可溶于水，并能互相反应生成气体的一组对应物质。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的组分（Ⅰ）选自水溶性酸中的至少一种，组分（Ⅱ）选自碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、金属硫化物中的至少一种；或者，组分（Ⅰ）选自无机碱中的至少一种，组分（Ⅱ）选自无机铵盐中的至少一种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑锋，孙国权，赵永鹤，张志银，韩劲松，姚春雷，
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