橡胶油及其制备方法技术

橡胶油及其制备方法。提供了一种生物基橡胶油，所述生物基橡胶油源自包括植物油和/或动物油的生物基油脂，所述生物基橡胶油的玻璃化转变温度在

【技术实现步骤摘要】
橡胶油及其制备方法


[0001]本申请涉及橡胶油及其制备方法，具体涉及生物基橡胶油及其制备方法。

技术介绍

[0002]橡胶油是一种软化剂，这就要求它本身能和橡胶有着良好的相容性、亲和性，在改善橡胶加工过程中，能够减少混炼动力的消耗，促进各种辅料的均匀分散，提高硫化胶的伸长率、回弹性等工艺性能。橡胶油一般有石油系橡胶油、松油系橡胶油、煤焦油系橡胶油以及脂肪油系橡胶油四大类，其中石油系橡胶油是储存量最大、最容易加工的，而且增塑效果好，成本低，因此被广泛使用。
[0003]目前轮胎行业使用量最多的是芳烃型橡胶油，因为芳烃与橡胶的相容性最好，能够增强橡胶的延展性、拉伸性等各项性能。但是随着经济的发展，人们环保意识的加强，欧盟逐渐开始限制使用非环保芳烃油，因为非环保型芳烃油具有致癌性。
[0004]当前开发环保型橡胶油是橡胶行业中发展的一个主要趋势，其中研究较为广泛的是去除多环芳烃的橡胶油(TDAE)及环烷基橡胶油(Nap)。这两者均可作为芳烃型橡胶油的替代品，而且在各种性能方面与芳烃型橡胶油几乎没有多大差别，且环保无污染。但是TDAE及Nap依旧为石油来源，属于不可再生资源，同时加工成本高昂。
[0005]CN104672563A公开了大豆油、葵花籽油或者棉籽油等植物油作为橡胶油。但是，简单使用单一植物油去替代现有的去除多环芳烃的橡胶油(TDAE)或者环烷基橡胶油(Nap)，出现了轮胎加工过程中底部温升过高，阿克隆磨耗高，湿抓性能差等诸多问题。这是因为天然油脂通常是直链状结构，而天然橡胶及TDAE等均为环状结构，因此天然油脂与橡胶不相容。
[0006]通常认为橡胶在交联过程中，需要添加硫磺进行硫化，形成空间网状结构。而植物油中的直链双键活泼型较强，容易与硫发生反应从而影响交联。
[0007]CN201810579291.2公开了一种含有氢化植物油的橡胶组合物及其制备方法，记载了使用氢化植物油去改善硫化的问题。但是氢化植物油的Tg(玻璃化转变温度)较高，无法满足橡胶油最基本的操作性能，因此也极大影响其使用。
[0008]本领域急需一种生物基橡胶油，其能够克服上述问题。

技术实现思路

[0009]本申请提供了一种生物基橡胶油，其不仅能够克服相容性问题，也能克服活泼双键与硫反应的问题，并且具有合适的玻璃化转变温度Tg。
[0010]本申请一方面提供了一种生物基橡胶油，所述生物基橡胶油源自包括植物油和/或动物油的生物基油脂，所述生物基橡胶油的玻璃化转变温度在
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40℃到
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50℃的范围内，并且所述生物基橡胶油包括具有环状结构的低聚物。
[0011]在本申请的一个实例中，所述植物油包括但不限于高油酸葵花籽油、葵花籽油、高油酸菜籽油、菜籽油、大豆油、玉米油、米糠油、棉籽油、乳木果油、棕榈油、亚麻籽油、脱蜡玉
米油中的一种或多种；或者所述动物油包括但不限于猪油、鱼油、牛油和羊油中的一种或多种。
[0012]在本申请的一个实例中，所述生物基油脂中饱和脂肪酸含量不超过40重量％，优选不超过30重量％，更优选不超过20重量％，还要更优选为5
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20重量％，最优选10
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20重量％，以所述生物基油脂的总重量计。
[0013]在本申请的一个实例中，所述生物基油脂包括不饱和脂肪酸，其中具有一个双键的不饱和脂肪酸和具有两个或更多双键的不饱和脂肪酸的重量比为1：2
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1：4；优选的，具有一个双键的不饱和脂肪酸和具有两个双键的不饱和脂肪酸的重量比为1：2
‑
1：4；优选地，所述饱和脂肪酸(包括具有一个双键的不饱和脂肪酸和具有两个或更多双键的不饱和脂肪酸)具有16
‑
22个碳原子，优选16
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20个碳原子，最优选18个碳原子；优选地，具有一个双键的C18不饱和脂肪酸和具有两个或更多(优选两个)双键的C18不饱和脂肪酸的重量比为1：2
‑
1：4。
[0014]在本申请的一个实例中，所述环状结构是共轭二烯部分和单烯烃部分通过狄尔斯
‑
阿尔德加成反应形成的；优选地，具有两个或更多双键的不饱和脂肪酸可预先形成共轭二烯部分，从而与具有一个双键的不饱和脂肪酸进行狄尔斯
‑
阿尔德加成反应形成环状结构。
[0015]在本申请的一个实例中，所述具有环状结构的低聚物具有2000
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4000的重均分子量分布范围；优选地，所述具有环状结构的低聚物在生物基橡胶油中的含量范围为20
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50重量％，优选为25
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45重量％，更优选为30
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40重量％，以所述生物基橡胶油的重量计。
[0016]本申请另一方面提供了一种制备本申请所述生物基橡胶油的方法，所述方法包括如下步骤：
[0017](1)提供包括植物油和/或动物油的生物基油脂，所述生物基油脂中饱和脂肪酸含量不超过40重量％，以生物基油脂的总重量计；所述生物基油脂包括不饱和脂肪酸，其中具有一个双键的不饱和脂肪酸和具有两个或更多双键的不饱和脂肪酸的重量比为1：2
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1：4；
[0018](2)在催化剂存在的条件下，在265
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315℃加热所述生物基油脂得到所述生物基橡胶油，所述生物基橡胶油的玻璃化转变温度在
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40℃到
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50℃的范围内，并且所述生物基橡胶油包括具有环状结构的低聚物。
[0019]在本申请的一个实例中，所述生物基油脂是天然油脂(包括动物油和/或植物油)，或者几种油脂复配而成的混合物；优选地，所述生物基油脂中饱和脂肪酸含量不超过40重量％，以生物基油脂的总重量计。
[0020]在本申请的一个实例中，所述加热的温度270
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310℃，更优选275
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305℃，最优选280
‑
300℃。
[0021]在本申请的一个实例中，所述催化剂包括路易斯酸(例如AlCl3、BF3、SnCl4和TiCl4)、氢醌或其组合；优选地，所述催化剂的用量为0.1
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10重量％，优选为0.5
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8重量％，更优选为1
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5重量％，以所述生物基油脂的重量计；优选地，所述步骤(2)是在空气、真空或惰性气氛中进行；更优选地，所述步骤步骤(2)在惰性气氛(氮气或惰性气体)中进行。
附图说明
[0022]图1描述了本申请成环聚合的机理。
[0023]图2描述了实施例14中橡胶油的重均分子量变化。
具体实施方式
[0024]在本专利技术中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份都指相对于组合物的重量百分数或者重量份。
[0025]在本专利技术中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。
[0026]在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基橡胶油，所述生物基橡胶油源自包括植物油和/或动物油的生物基油脂，所述生物基橡胶油的玻璃化转变温度在
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40℃到
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50℃的范围内，并且所述生物基橡胶油包括具有环状结构的低聚物。2.如权利要求1所述的生物基橡胶油，其特征在于，所述植物油包括高油酸葵花籽油、葵花籽油、高油酸菜籽油、菜籽油、大豆油、玉米油、米糠油、棉籽油、乳木果油、棕榈油、亚麻籽油、脱蜡玉米油中的一种或多种；或者所述动物油包括猪油、鱼油、牛油和羊油中的一种或多种。3.如权利要求1
‑
2中任一项所述的生物基橡胶油，其特征在于，所述生物基油脂中饱和脂肪酸含量不超过40重量％，优选不超过30重量％，更优选不超过20重量％，还要更优选为5
‑
20重量％，最优选10
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20重量％，以所述生物基油脂的总重量计。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的生物基橡胶油，其特征在于，所述生物基油脂包括不饱和脂肪酸，其中具有一个双键的不饱和脂肪酸和具有两个或更多双键的不饱和脂肪酸的重量比为1：2
‑
1：4；优选的，具有一个双键的不饱和脂肪酸和具有两个双键的不饱和脂肪酸的重量比为1：2
‑
1：4；优选地，所述饱和脂肪酸(包括具有一个双键的不饱和脂肪酸和具有两个或更多双键的不饱和脂肪酸)具有16
‑
22个碳原子，优选16
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20个碳原子，最优选18个碳原子；优选地，具有一个双键的C18不饱和脂肪酸和具有两个或更多(优选两个)双键的C18不饱和脂肪酸的重量比为1：2
‑
1：4。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的生物基橡胶油，其特征在于，所述环状结构是共轭二烯部分和单烯烃部分通过狄尔斯
‑
阿尔德加成反应形成的；优选地，具有两个或更多双键的不饱和脂肪酸可预先形成共轭二烯部分，从而与具有一个双键的不饱和脂肪酸进行狄尔斯
‑
阿尔德加成反应形成环状结构。6.如权利要求1
‑
5中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭涛，宋文彬，陈政，杨天奎，
申请(专利权)人：丰益油脂科技有限公司，
类型：发明
国别省市：