2 实验方法
研制聚苯乙烯增塑剂属于新产品开发,在研制过程中没有现成的模拟方法和规格标准可循。根据聚苯乙烯的使用特点并结合生产工艺,建立了三种聚苯乙烯氧化、老化模拟方法。
2.1 静态老化试验方法
采用静态和程序升温的方法,模拟增塑剂在装置中的本身老化、氧化情况。
将lOOmL的试验样品置于lOOmL具塞量筒内,待烘箱温度升至160℃ 后将量筒置于烘箱中,15min后盖上塞子,开始计时。10h后在20rain内将温度升至180℃ ,保持2h。然后在30min内将温度升至250cc,保持30min,试验结束。对试验后的油样进行Saybolt颜色分析,观察其颜色变化情况,色号越大,表明抗老化、氧化性能越好。
2.2 动态氧化试验方法
采用高温动态氧化方法,并放入重约20g的铁丝作为催化剂,模拟增塑剂在装置中跟设备接触时的氧化情况。
将80g试验油样置于玻璃盛样器内,并将重约20g、直径约2mm的铁圈放入油样中,然后将它们密封在一个旋转体中。将旋转体以与水平成30角的方向固定在175cc的油浴中,并以lOOt/min进行旋转。在旋转的同时开始计时,试验进行4h。试验完成后,对试验后的油样进行Sayboh颜色分析,观察其颜色变化情况。Saybolt号越大,表明抗氧化性能越好。
2.3 氧弹氧化试验法
采用SH/T0193试验方法润滑油氧化安定性试验法(氧弹法),测试增塑剂的抗氧化安定性能。
3 聚苯乙烯专用增塑剂的研制
3.1 参比油理化性能分析
在研制过程中,选用了两种参比油,分别为参比油1#和2#两种油品均为国外进口的市售油,其性能见表2。

3.2 组分油的考察
聚苯乙烯增塑剂质量的好坏是由基础油组分和功能剂共同决定的。其中基础组分是主体,其成分组成及性能好坏对增塑剂质量有着直接影响。在增塑剂研制过程中,分别选用三种大庆加氢异构脱蜡基础油2CST、5CST、IOCST作为考察对象。其考察的理化数据见表3。

从表3可见,所选组分油的颜色、密度及凝点等均可满足要求,但10CST组分油存在馏份偏重、粘度偏大的问题;2CST、5CST组分油则馏份偏轻,粘度较小;2CST还存在闪点问题。因此,要得到适中的基础组分,就应对所选组分进行配比,配比考察结果见表4。

从表4分析结果可以看出,各组分油复配后对其颜色、折光系数和氧化性能均无明显影响,凝点、闪点也均可满足性能要求。复配2CST基础油后,粘度可以满足要求,但馏程受到了影响,IOCST基础油加入量过多,粘度偏大。根据该结
果,在聚苯乙烯增塑剂中,选用了IOCST与5CST复配作为其基础组分。
3.3 增塑剂氧化、老化性能的研究
增塑剂在聚苯乙烯装置中,由于受到长时间的连续高温以及与金属表面接触的影响,其自身发生一系列的氧化、老化反应,致使增塑剂变质。其变质会使增塑剂变色,并产生一些不理想甚至是有毒的物质附于聚苯乙烯表面,从而影响了产品质量。因此,解决好增塑剂的氧化、老化性能是产品开发过程中的关键因素。在氧化、老化性能考察中。选用了两种抗氧剂A、B和两种高温防老剂c、D,分别对它们的用量范围、复配规律进行了考察,结果见表5。

从表5可见,在每个剂所选的3个加剂量中,旋转氧弹均表现出了非常理想的结果,最低的诱导期时间也在150min,远远超出了参比油结果。从静态老化结果看,抗氧剂A和防老剂C表现出良好的抗老化、氧化性能;从动态氧化结果看,抗氧剂A表现较好,抗氧剂B以及防老剂c二者性能相当,防老剂D考察结果表现最差。综合以上考察结果,并考虑到防老剂c本身具有颜色、不宜多加的因素,选择了抗氧剂A和防老剂c作为聚苯乙烯增塑剂的抗氧防老剂,并分别选择了加剂量a1、a2和c1、c2,进行了全面试验考察。从表5中的12 一16。4个样品考察结果可以看出,它们的静态氧化、动态氧化以及旋转氧弹结果均高出参比油,具有较好的抗氧化、抗老化性能。考虑到研制增塑剂的使用性能,选择了动态氧化和静态氧化结果均较好的13 方案作为研制增塑剂的配方组成。
3.4 研制的聚苯乙烯增塑剂性能的考察
根据聚苯乙烯专用增塑剂配方组成,将研制的增塑剂与参比油1#以及参比油2#。理化性能进行了对比考察,分析结果见表6。
表6 研究增塑剂与参比油理化性能对比考察
由表6对比可见研制的聚苯乙烯专用增塑剂具有如下特点:粘度更适合于设计标准要求;具有较好的低温流动性能,倾点更低;馏程更窄;从静态、动态以及旋转氧弹结果看,研制的增塑剂具有很好的抗氧化、抗老化性能,其各项性能
均能满足技术标准的要求,完全可以替代国外进口的同类产品。
4 结论
1)研制的聚苯乙烯专用增塑剂是以两种性能较好的加氢异构脱蜡基础油5CST、IOCST并加入抗氧剂A和防老剂C调合而成的。
2)研制的增塑剂粘度更适于设计标准要求,并具有较好的低温流动性,馏程较窄,可满足生产需要。
3)研制的增塑剂具有很好的抗氧化、抗老化性能。
参考文献:
[1]薛小栋.橡胶增塑剂——环烷基油,2005(1O)26—28
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