橡膠防護(hù)蠟的防護(hù)原理

1．橡膠防護(hù)蠟的防護(hù)原理
       橡膠防護(hù)蠟顧名思義，就是一種為保護(hù)橡膠制品不受光、氧、臭氧侵蝕老化而特殊配制加工的特種蠟。它主要的防護(hù)原理是在膠料配制時(shí)加入一定份量的橡膠防護(hù)蠟使其相溶在膠料中，并達(dá)到一定的飽和度。當(dāng)橡膠制品受到外界氣溫影響時(shí)，橡膠制品中的橡膠防護(hù)蠟也隨即受外界溫度的影響而向橡膠制品的表面進(jìn)行遷移(遷移的過(guò)程是從低溫到高溫，從低碳到高碳)，在橡膠制品表面形成一種表面光潔、厚度均勻、密閉性良好、結(jié)構(gòu)緊密、具有較強(qiáng)韌性、彈性和較強(qiáng)粘附力而不易脫落的蠟?zāi)?。由于橡膠制品表面蠟?zāi)さ男纬捎辛Φ囟糁屏斯狻⒀?、臭氧?duì)橡膠制品表面的侵蝕和老化，防止橡膠制品表層龜裂，從而達(dá)到延長(zhǎng)其使用壽命的作用。同時(shí)必須指出要具備這種能力應(yīng)在膠料配制時(shí)加入合適的化學(xué)防老劑，才能發(fā)揮共同效能，使其起到良好的加和作用即防老化體系的協(xié)同效應(yīng)。橡膠防護(hù)蠟對(duì)光、氧、臭氧有其特殊的物理抵御和遏制能力，它的適應(yīng)溫度范圍為-5℃ — +55℃，在此溫度范圍內(nèi)都能起到良好防護(hù)效果。
2．橡膠防護(hù)蠟的結(jié)構(gòu)
       橡膠防護(hù)蠟的組成結(jié)構(gòu)與普通石蠟的組成結(jié)構(gòu)有很大的差異。橡膠防護(hù)蠟是根據(jù)橡膠制品使用的溫度范圍和遏制臭氧侵蝕作用的能力來(lái)確定它的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。它根據(jù)膠料防老化的需求和適應(yīng)性，對(duì)各種石油蠟、微晶蠟的內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定篩選，經(jīng)加工組合而成一種由不同族組成、不同熔點(diǎn)、不同餾份，但具有一定碳數(shù)分布結(jié)構(gòu)和含量的橡膠專用防護(hù)蠟。通俗地講，這就是橡膠防護(hù)蠟的內(nèi)在質(zhì)量，它的使用特性，可根據(jù)臭氧對(duì)膠料侵蝕溫度范圍和使用的工況條件而定。目前國(guó)內(nèi)外橡膠防護(hù)蠟基本分為四大類型，中溫防護(hù)蠟、中高溫防護(hù)蠟、高溫防護(hù)蠟和全天候防護(hù)蠟，企業(yè)可根據(jù)橡膠制品的特性不同膠料需求進(jìn)行合適選用(見(jiàn)四種類型橡膠防護(hù)蠟碳分布圖)。
3．橡膠防護(hù)蠟和普通石蠟的區(qū)別
       目前有的企業(yè)為了降低成本追求利潤(rùn)而用普通的石蠟代替橡膠防護(hù)蠟，從眼前看可得到一定利益，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)著想是得不償失的。因?yàn)橛闷胀ㄊ灣厦嬷v的適應(yīng)性差外，最重要的是由于各煉油企業(yè)所用原油的組份不同，導(dǎo)致普通石蠟的內(nèi)在質(zhì)量隨之而不穩(wěn)定，碳數(shù)分布及其含量不全，從而在使用普通石蠟作防護(hù)蠟時(shí)往往在膠料表面出現(xiàn)噴霧、翻白、彩虹等現(xiàn)象。膠料表面粗糙而無(wú)光澤，嚴(yán)重影響橡膠制品的外觀，使產(chǎn)品缺乏防老化的能力，影響用戶對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)同，最終影響產(chǎn)品的銷售。因此我們建議不要用普通石蠟當(dāng)橡膠防護(hù)蠟使用，特別是輪胎胎側(cè)膠料和高溫工況的橡膠制品。應(yīng)正確選用適合膠料使用所需的橡膠防護(hù)蠟來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)名牌，增效益。
4．橡膠防護(hù)蠟的選用

       合理選用橡膠防護(hù)蠟是配制橡膠制品時(shí)一個(gè)重要而不可忽視的環(huán)節(jié)。在選用時(shí)必須考慮選用的正確性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。必須注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：①橡膠制品的等級(jí)②橡膠制品的使用溫度區(qū)域范圍③橡膠制品的工況條件④橡膠制品的使用期限等。合理選用橡膠制品所需的橡膠防護(hù)蠟重在其所選用防護(hù)蠟的內(nèi)在組成結(jié)構(gòu)，也就是它的碳數(shù)分布結(jié)構(gòu)。在使用時(shí)必須注重合理地配制一定份量的橡膠防護(hù)蠟，來(lái)確保橡膠制品在使用的全過(guò)程有足夠數(shù)量的橡膠防護(hù)蠟向表層遷移，以達(dá)到全過(guò)程防老化的作用。目前國(guó)內(nèi)橡膠制品防護(hù)蠟的配制一般為橡膠總量的l—4份。在此提請(qǐng)用戶在選用全天候橡膠防護(hù)蠟時(shí)，必須注意橡膠軟化劑的質(zhì)量，如橡膠軟化劑中含蠟量偏高(參考數(shù)據(jù)sp偏高)，加上全天候橡膠防護(hù)蠟的前峰輕組份蠟，組合在一起往往會(huì)出現(xiàn)噴霧，故在選用時(shí)務(wù)必注意。橡膠防護(hù)蠟主要分為普通石蠟和微晶蠟兩種。

       石蠟是以減壓餾分油為原料，經(jīng)溶劑脫蠟脫油、精制、成型和包裝等工藝即得商品石蠟，石蠟分為皂蠟、粗蠟、半精煉蠟和全精煉蠟等，每一類又根據(jù)熔點(diǎn)的高低分為多種牌號(hào)，常用的牌號(hào)有54#和58#石蠟兩種。

       石蠟的相對(duì)分子質(zhì)量較微晶蠟低，一般在300 ～ 500之間，碳原子數(shù)20 ～ 35，相對(duì)密度0.86 ～ 0.94，熔點(diǎn)30 ～ 70℃，石蠟呈大片狀結(jié)晶。商品石蠟主要成分是正構(gòu)烷烴，另外還含有異構(gòu)烷烴、單環(huán)環(huán)烷烴、雙環(huán)環(huán)烷烴，單環(huán)芳烴和雙環(huán)芳烴。       

      微晶蠟是一種近似微晶性質(zhì)的精制合成蠟，具有光澤好，熔點(diǎn)高，色澤淺的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)緊密，堅(jiān)而滑潤(rùn)，能與各種天然蠟互熔，并能提高其低度蠟的熔點(diǎn)，改進(jìn)粗性蠟的性能。微晶蠟本身潔白如玉，磨擦生光，對(duì)生產(chǎn)淡色制品帶來(lái)極有利的影響。

       微晶蠟是以減壓殘?jiān)蜑樵暇贫?，其結(jié)晶細(xì)小，相對(duì)分子質(zhì)量500 ～ 700，碳原子數(shù)35 ～ 55，滴點(diǎn)60 ～ 90 ℃。微晶蠟的分子結(jié)構(gòu)比石蠟更復(fù)雜，正構(gòu)烷烴類和芳香烴類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小，異構(gòu)烷烴和長(zhǎng)側(cè)鏈環(huán)烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大。       

       微晶蠟有很好的吸油性能，可和多種溶劑、蠟類形成穩(wěn)定、均勻的膏體，并有乳化性，可以作為鞋油、汽車蠟、拋光蠟、地板蠟、上光蠟、中藥丸、保護(hù)劑、蠟燭、蠟制玩具、齒科材料以及化妝品等加工助劑。另外，在蠟紙配方中使用本原料，可使字跡清晰，耐磨擦度顯著提高。

       微晶蠟化學(xué)性質(zhì)比較活潑，與發(fā)煙硫酸發(fā)生劇烈的反應(yīng)并產(chǎn)生泡沫和發(fā)熱，而石蠟不起反應(yīng)，其化學(xué)性質(zhì)不活潑。

5. 影響橡膠防護(hù)蠟防護(hù)性能的主要因素

       主要影響因素有防護(hù)蠟的碳原子數(shù)分布、正異構(gòu)烴比例、使用溫度、交聯(lián)度、配合劑、膠料種類、載荷、填料、軟化劑等。其中碳原子數(shù)分布和正異構(gòu)烴比例是關(guān)鍵因素，對(duì)橡膠防護(hù)蠟的防護(hù)性能有決定性影響。

防護(hù)蠟的碳數(shù)分布：
       碳原子數(shù)低的烷烴相對(duì)分子質(zhì)量小、熔點(diǎn)低、支化度低、易從橡膠中遷移到橡膠表面，但溫度升高后比低碳原子數(shù)烷烴會(huì)溶解于橡膠中，因此高溫時(shí)過(guò)飽和度下降導(dǎo)致遷移速度減慢，甚至遷移速度為零。
       碳原子數(shù)高的烷烴分子量大、熔點(diǎn)高、支化度高，因此其遷移阻力較大，遷移速度較小。當(dāng)碳原子數(shù)更高時(shí)，則遷移速度更慢，產(chǎn)生的蠟?zāi)ず鼙〔荒苄纬杀Ｗo(hù)層，對(duì)橡膠幾乎無(wú)保護(hù)作用。

防護(hù)蠟的化學(xué)組成：
       橡膠防護(hù)蠟主要由正構(gòu)烷烴（直鏈烷烴）、異構(gòu)烷烴（支鏈烷烴）及環(huán)狀烴類（帶有長(zhǎng)鏈的環(huán)烷烴和芳香烴）組成。相對(duì)分子質(zhì)量相同時(shí)，正構(gòu)烷烴遷移速度比異構(gòu)烷烴快，異構(gòu)烷烴支鏈越多，遷移速度越慢。帶有長(zhǎng)側(cè)鏈的環(huán)狀烴類遷移速度更慢。
       正構(gòu)烷烴結(jié)晶為大片狀、松散，大氣中臭氧容易穿透蠟?zāi)す粝鹉z表面。當(dāng)把一定量的異構(gòu)烷烴加入到正構(gòu)烷烴中后，由于破壞了結(jié)晶分子的規(guī)律性，因而可以獲得結(jié)晶細(xì)小、無(wú)定形、致密的蠟?zāi)ぃ瑥亩鰪?qiáng)了其防臭氧侵蝕的能力。
使用溫度：
       橡膠的使用溫度在-5～55℃，臭氧對(duì)橡膠具有老化作用，當(dāng)使用溫度低于-5℃時(shí)，由于活化分子稀少，因此二者不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即橡膠不會(huì)因臭氧的作用而產(chǎn)生老化現(xiàn)象；使用溫度在55℃以上時(shí)，臭氧會(huì)發(fā)生分解生成無(wú)害的氧気，因而橡膠也不會(huì)因臭氧產(chǎn)生老化現(xiàn)象。
       低溫時(shí)，防護(hù)蠟的每一種組分的遷移率均降低，噴出的蠟?zāi)な堑吞荚訑?shù)的烷烴，此晶狀的蠟?zāi)ざ嗫浊宜缮?。由于遷移速度慢，蠟?zāi)ば纬伤俣嚷。粞踉谙災(zāi)ば纬芍熬烷_(kāi)始侵蝕橡膠的表面，因此橡膠防護(hù)蠟低溫抗臭氧防護(hù)較為困難。
       較高溫時(shí)，由于低碳原子數(shù)的烴類溶解于橡膠中，形成蠟?zāi)さ乃俣容^慢且薄，因而也較難形成適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)膜。特定溫度與遷移速度最大的烷烴碳原子數(shù)關(guān)系如下：

因此應(yīng)該控制適宜的橡膠防護(hù)蠟碳原子數(shù)的組成，否則在0～55℃范圍內(nèi)的任何溫度點(diǎn)下，不能保證防護(hù)蠟起到應(yīng)有的防護(hù)作用。