超细合成硅酸盐的补强功能（NBR胶）

yaobowen

硅酸盐在浅色橡胶中做为填充补强剂已经为大家所知，硅酸盐一般有天然矿石磨制和合成两种方法，本文就合成的超细硅酸盐在NBR的应用做一个简单介绍。

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在浅色橡胶制品中，沉淀法二氧化硅是主流的补强剂，沉淀法二氧化硅（如比表170m^2/g）提供了很好的机械强度，但由于表面羟基和高的比表，造成加工困难，门尼粘度太高，一般需用PEG或者硅烷偶联剂改善相容性，但使用偶联剂会增加成本，而且稍微降低机械强度。

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目前而言，胶辊行业使用NBR时基本还是用二氧化硅来补强。在此，我们想简单介绍一下超细合成硅酸盐在NBR胶的一些功效，希望能给橡胶配方设计多提供一个思路。

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总体来说，超细合成硅酸盐是一种比较平衡的橡胶补强剂，主要是好的加工性，适中的机械强度，高的回弹性，合适的成本。

相比之下，超细合成硅酸盐（例如P95，某欧洲进口超细合成硅酸盐型号）的一些价值就体现出来，超细合成硅酸盐也是通过沉淀法生产，具有比较低的比表（60-80m^2/g）,低的羟基含量（碱性的表面），因此表面容易润湿，门尼粘度比较低，不需要硅烷偶联剂也可以操作。

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又由于其超细的粒径，一般D50在6微米左右（2000目），而且具有一定的吸油值：160ml/100g，（以上数据均为P95的典型值），超细合成硅酸盐能够提供一定的补强性能(相对碳酸钙等无机盐)。

在胶辊行业里，超细合成硅酸盐提供NBR橡胶高的回弹性，低的永久压缩形变，在胶辊应用中非常有用。

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关于超细合成硅酸盐对机械强度的提高，国外有文献比较过超细合成硅酸盐和硅藻土（也是国外知名品牌），一般来说硅藻土的添加量要比超细合成硅酸盐多一倍，但是机械强度还是要比超细合成硅酸盐低3-5Mpa。

下面就一个基本配方来对比超细合成硅酸盐和沉淀法二氧化硅的优劣：

NBR  34% ACN,ML(1+4)100,50-60	100
氧化锌	5
硬脂酸	1
补强剂（170m^2/g的二氧化硅或者合成硅酸盐）	60
DOP	5
TMTD	2
CBS	0.8
硫磺	1

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在150度下硫化混炼后测试相关指标，硫化时间是T90+10%：

# r; N6 t% [* D$ n3 M7 c	二氧化硅（170m^2/g）	超细合成硅酸盐
门尼粘度ML（1+4）120度	极高，超过100	60
硫化时间T90 150度	8min	5min
拉伸强度MP	20	15
压缩变形率（70度，24小时）	35%	15%
模量300%	7.5	8
邵氏硬度	75	72
ASTM 3号油 8天100度    拉伸强度变化率	-10%	3%
ASTM 3号油 8天100度    断裂伸长率变化率	-30%	-20%
ASTM 3号油 8天100度    邵氏硬度	80	75

（以上选自国外公司某配方，仅供参考）

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综上所述，有几点结论：

1）
, l! i( R- O/ n) q3 X) o8 d# w2 X超细合成硅酸盐在NBR的机械强度方面比二氧化硅要弱，主要因为沉淀法二氧化硅表面有比较高的比表和大量的羟基。

2）
超细合成硅酸盐在加工方面大大好于二氧化硅，主要体现在低的门尼粘度。

3）
# U% C$ K$ U4 F7 T, q超细合成硅酸盐在NBR中表现出出色的压缩的回弹性和低的永久压缩形变（从30%提高到15%），此性能可以用于胶辊行业，提高胶辊的回弹性。

4）
超细合成硅酸盐的耐油性也很卓越。

关于超细合成硅酸盐，如果有需要进一步的资料，可以站内私信与我交流。