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橡胶用炭黑原来是按粒径大小来分类的,但后来改为按氮表面积分类。此外,命名时把炭黑颜料的硫化速度和结构等因素也考虑进去了,由4个系统构成。第一个英文字母代表胶料的硫化速度,以N代表正常硫化速度,S代表缓慢硫化速度。后面3个为阿拉伯数字。第一个数字代表炭黑氮表面积范围,共列为0~9个等级。第二和第三个数字则由美国材料试验协会负责炭黑和术语的D24.41委员会指定的,反映不同的结构程度。下面我们以已博拉炭黑为例汇总如下:
9 G9 |+ I. S2 R5 u) |$ R' _" W: E- D. a n% B
1系列4 V9 w7 e( Y1 p' ?6 u' c! l' n
名称 英文缩写 中文名称
1 R# P; O& p9 V; ZN110 SAF 超耐磨炉黑) k% C- X( s' X1 `+ Z
N121 SAF-HS-NT 新工艺高结构超耐磨炉黑8 y% r8 I, ?' ^6 C
N166 SAF-HS 高结构超耐磨炉黑
6 B' v9 U4 }+ E- y9 V/ p& e' q& S基本特性:
" V5 _' e2 k# Y: t r! _- `3 K. {2 r 粒径小,表面积和着色度最高,最好的耐磨性,但加工性能差,抗龟裂及耐热性能不好,成本高,基本少用与不用* G% I5 d6 |6 ]0 ?/ E9 w% j2 i
应用与配合:8 O( D. O* t' S' U) s: m
胎面,一般在子午胎中使用较多,混炼时应注意分散和焦烧) y) z5 W" Y/ K' R
2系列 ' p. r* k- x J/ [
名称 英文缩写 中文名称
# o/ {/ h, U$ [! [ N219 ISAF-LS 低结构中超耐磨炉黑( {5 X; ^. u n/ l; P) B
N220 ISAF-HM 高定伸中超耐磨炉黑
- f/ A0 [) z- c& W3 N& i: h+ ? N231 ISAF-LM 低定伸中超耐磨炉黑
2 D3 O/ ]6 A' J" ^0 p' ~6 L$ A3 O8 g% B) i N234 ISAF-HS-NT 新工艺高结构中超耐磨炉黑1 o4 P, u- x# l9 U$ y
N242 ISAF-HS 高结构中超耐磨炉黑
- Q. w1 I7 G9 m. a6 [& \ N270 IISAF-HS-NT 新工艺高结构中中超耐磨炉黑( U+ A% w9 h: n
N285 IISAF-HS 高结构中中超耐磨炉黑
3 w; Z% @% J5 J! q' I N293 CF 导电炉黑
, m+ s3 {. y; O" R: X5 B N299 GPT 通用胎面炉黑7 ^2 e5 W) P/ y
8 N$ _$ M8 G1 a
基本特性: ~. T0 c9 d: P5 U3 [7 Q$ O3 ^
N219能提高拉伸强度、撕裂强度和伸长率,且生热低、弹性高,但定伸应力和耐磨性有所下降。
2 Y) N1 j- q. f+ c: S- {# d N220有较高的综合性能。/ i$ h; Q) _# T0 o7 w
N231定伸应力低,但有较高的拉伸强度、撕裂强度和伸长率。N234 耐磨性本系列中最高。
6 t- K# {+ N m# S5 \5 Z: u N299高结构高定伸碳黑,耐磨性与N234接近,主要代替N220使用,有较好的牵引性能、 较低的滚动阻力和较高的耐磨性,特别适合胎面。
a+ t. S; R8 x# g3 `/ ]6 D
4 D" ^% t* J, \2 W5 o P应用与配合6 G( z7 [$ J; O. ?
N219适用于胎面,尤其越野轮胎,以改善崩花、裂口。
* m- s3 x, _$ | N220有较高的综合性能。适用于轿车胎面、越野胎面、及特殊系列轮胎。适用于越野胎及输送带,也可改善崩花、裂口性能。
9 s/ u ~! O4 Z; T! F N234适用于载重胎与轿车胎,及高级橡胶制品。更适合于充油橡胶中,体现了耐磨性和高补强特性。但生热较高。
* Y# v! a0 ]+ i. p' ~8 b0 { N299主要代替N220,适用于载重胎面与轿车胎面,及及高质量橡胶制品。
, W$ \0 [% m& X; t/ D E- U% i3系列
1 O7 |. [ N- F o名称 英文缩写 中文名称
o8 c: a+ o+ ~N326 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑
4 v u' \/ I: \5 [$ M* `N327 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑+ ^0 Q0 ?: F a% h+ f, e
N330 HAF 高耐磨炉黑
% |% t; d3 p2 _( J( m& rN2123 HAF 低生热炉黑
2 _3 `% L3 Q7 A" B% A( GN332 HAF-NT 新工艺高耐磨炉黑
@- _2 i) T3 |; iN339 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑! U4 b0 j" B( T$ O
N347 HAF-HS 高结构高耐磨炉黑
! Y& o2 E } m0 G8 [N351 T-HS 新工艺高结构高耐磨炉黑
) R& l6 Q9 V$ z- m: I& f. fN356 HAF-VHS-NT 新工艺超高结构高耐磨炉黑. \0 r' D3 h4 M5 B1 s
N358 HAF-VHS 超高结构高耐磨炉黑" j: j' q1 Y% ~ ^& U
N363 T-LS 新工艺低结构高耐磨炉黑$ I/ X+ q. ~3 f" z& C
N375 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑
& l1 f9 Y# z: b+ h ]2 g+ H! S+ O1 A4 C; u+ o7 X5 `# C
基本特性:. q# }$ A$ r6 E3 z9 M) N
N326分散困难,高补强、低生热。有较高的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性及抗崩花切割性能。与N330相比,定神应力低、伸长率高、拉伸强度相当。: M) U' k: m% @: N. V/ f4 T2 l' G ]. K
N330耐磨性比N200系列稍差,使用面广。用N330的轿车轮胎的滚动损失仅大于N351,但比其它300系列的都小。
( k& p$ j3 X2 ?0 j N332补强性能优于N330,有较高的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性。" Y! s- Y. x& W& J! u
N339有高定伸应力和高硬度,且加工性好,耐磨及抗裂口增长性能优于N347近似于N220,但滚动阻力在N300系列中最高。
. L7 A8 w( l8 m! ~ N347定伸应力、硬度、耐磨性、抗崩花和耐切割性能都较高,加工性能也较好。' x. L7 q; a% |6 [9 I7 i' V2 p! B4 S- J, J
N351拉伸强度和伸长率低,但弹性好,生热与耐磨性和N330相当,加工性能良好,用于胎面滚动阻力在N300系列最低。6 o Z9 f/ d5 _- I7 A
N358可改善胶料加工性能,定伸应力较高,与N330相比,耐磨和抗裂口性能优越,拉伸强度和硬度相近。用于胎面滚动阻力比N330低,与N351相当。
3 \. a# T# P( \$ ?1 P* A, W* O: r N375的表面积比N339、N347稍高,都是标准的轮胎用炉黑,这3种碳黑在胎面中的性能表明,拉伸强度]、伸长率、弹性、生热、耐疲劳性基本相似,唯撕裂性能N375最好,N347较差。
Q' Y/ m$ ~9 H/ q. a0 ?) w% e
2 q: R/ _) d0 S' o应用与配合
' ]# l5 e7 I) e0 l1 j2 C N326适用于轮胎胎侧、帘布层、输送带、密封制品。应注意分散,加软化剂有利于分散。
6 z' g& m5 I! x1 H a N330用于轮胎胎面、胎侧、帘布、制品。加工性能较好,使用面广泛。多用于翻胎胎面。
0 K! S" l/ t$ t$ s; W& @ N332使用及性能与N330基本相似。
, N w/ X8 y- { N339、N347、N375为典型的轮胎用炉黑。
p K9 X, z1 O% G6 a N339适用于轿车胎面、载重胎面及要求耐磨的橡胶制品,但滚动阻力在N300系列中最高,而耐磨性最好,排胶温度高,焦烧时间短。用N339制造胎面其轮胎耐久性远高于用N220。N347除适用于轮胎胎面外,也适用于电缆外层、胶管、胶带等。
( R" l7 \1 _6 v+ C N375适用于轿车轮胎、载重胎及越野胎面,也适用于输送带覆盖胶料等,性能与N220相似。, _. t0 b X; Y9 p
N351、N375结构高,可改善胶料加工性能。将N351用于越野胎不易产生脱胶现象;用于子午胎侧中,则有利于胶料对钢丝的粘合;用于轮胎帘布胶的性能与N326相当,还可高用量用于高充油量的SBR中制造钢丝子午胎翻胎胎面,其加工性能和机械性能均与N330、N347相当,生热还低于N347胶料。
! v, p* _* D! R# k" \' S5 N8 X N358适用轮胎胎面和橡胶制品,用于轿车胎面,滚动损失比N330小,而与N351胶料相当(在高充油胶料中),有极高的定伸应力和良好的加工性能。
# k0 }) f7 n) l, m ; h! Y7 v$ p2 }
“1、2、3”以上3种系列碳黑物性和力学性能比较
' S0 D s; D; v/ H+ T1 z, p8 O- @3 y" O" ?
N100、N200、N300系列碳黑同属硬质碳黑,主要用于轮胎胎面。: ] G4 V6 c1 `
拉伸强度:N100系列碳黑胶料的拉伸强度最高,N299和N351胶料拉伸强度较低,N110胶料拉伸强度、伸长率性能优良。
4 U0 i- N; U8 V' G7 [1 U 定伸应力:300%定伸应力与碳黑结构高低关系密切,一般碳黑表面积相近,结构高则定伸应力高。3 N7 L: \7 o2 @- p$ c
疲劳生热:胶料生热随碳黑表面积及结构的增加而增加,但结构影响小些。N121、N234生热最高,因为它们的表面积和结构都很高。N330、N351生热最低,这是因为N351的结构虽高,但表面积低。N299生热与N220相当,因为前者结构高,后者表面积高。N339、N347、N375三种碳黑的生热也相当,它们的表面积和结构互有补偿的结果。! q* m' v/ R; {& U; J Z8 V9 X: t
撕裂能:撕裂能高的胶料,则有高撕裂强度和高伸长率,由此,可改善胎面胶料的抗崩花裂口性能,N110胶料的撕裂能最高,N220和N375居中,然后是其它品种,唯N330最低。N299撕裂能比N220低,N110撕裂能比N234、N121高90%。可见,当碳黑表面积相当时,用低结构碳黑可提高胶料撕裂强度,这是因为,撕裂能主要随表面积增加而增加,2 L9 ]' L& Z1 u- J0 B% J4 ?
疲劳寿命:疲劳是由胶料内应力集中的弱点先行微裂,继而发展到破裂(所谓特征疲劳寿命)。包括碳黑附聚体存在在内的诸因素都可能是应力集中的薄弱点。故细粒子碳黑的撕裂强度虽高,但要确保分散良好。故常用较粗粒子的碳黑,其疲劳性能更佳。N375具有适中的表面积和结构,有最高的疲劳寿命。. f2 J% E" y; v; b2 p2 d& Y
N110、N121、N347的疲劳寿命居中。N351的疲劳性能最低,由此可获得碳黑粒径、结构的尺寸变化对胶料特征疲劳寿命的具体影响。
( m' a) F, T5 ]! Q! K4系列0 P& q5 W* p# z! H0 \
名称 英文缩写 中文名称
T! G0 J/ H5 t, Y- hN440 FF 细粒子炉黑,
: E( H9 B y) Y* _! m1 x$ j9 ~N472 XCF 特导电炉黑 / ], f3 H0 `( n6 p& C' A
& N+ w8 y; g0 ]( v3 l" w0 a- D D基本特性6 I5 |( Q1 M( J+ G
N472在胶料中的导电性能比N293和N294都高,但补强性不及这两种。* V; v1 |: I6 R, i, b$ D
. I/ h* o5 p! D- c2 d, ~6 s$ A应用与配合
+ H0 e6 Y( \8 y N472适用于飞机轮胎、多粉尘场合用输送带、胶管、手术室地板及除静电橡胶制品。一般NBR、CR、NR是制造导电制品的首选胶料。极性软化剂有利于提高导电性,TMTD对改善导电性有利。
+ ^) U: K( R" y5系列
/ K) Z1 g; [8 h4 sASTM名称 英文缩写 中文名称
' {' F* h5 B- K$ ~( G1 C( W6 TN539 FEF-LS 低结构快压出炉黑
& M2 _& `; z& H8 f( oN542 FEF-LS 低结构快压出炉黑
. x; S: L. v: |/ T8 SN550 FEF 快压出炉黑
. r0 C' Q6 ~" W+ P+ I( ]' R$ _BC1031 FEF 高干净度快压出炉黑' `6 N) c5 E& ]9 ^) T, h4 H
BC1029 FEF 超干净度快压出炉黑
# M* H+ [- P' f" I( R* ~N568 FEF-HS 高结构快压出炉黑5 Y7 y2 Y0 s* M3 j3 c2 T* m ?
6 Q+ x _ J# x0 U, v; _基本特性 7 R. p& r' x/ t
N550粒子表面光滑,兼有中等补强性能而又有很好加工性能的品种,特别是能赋予胶料以较高挺性和良好压出性能,胶料的耐高温性能及导热性能良好,特别是弹性和复原性好,补强性能比其它软质碳黑都高,耐磨性能比槽黑还好,故又称中耐磨炉黑(MAF); A/ K$ i8 m4 f0 ?, {) F
N539是N550衍生品种,有中等补强性能和良好压出性能,拉伸强度和伸长率较高,定伸应力比N550低,弹性和耐疲劳性能好。 ]" w& r& H* ? I( O2 n
; ^4 [5 A: Z/ J/ o( h7 e! M应用与配合
. C2 W. E/ k: Z5 ~9 ^0 b! E" G N550常用于轮胎帘布层、胎侧、内胎及压出、压延制品的胶料中。在丁基内胎中最好与N660并用,这样既可以满足胶料压出性能,又能改善制品的后期使用性能。
9 f; n! I$ V+ [- N* p N539适用于轮胎胎体胶料,尤其适用于以NR为主的缓冲胶料,也可用于轮胎基部胶料、胶带覆盖胶料及其它橡胶制品中。
; e }* ?! ^# o9 W6系列
1 l3 U2 C4 ~% Q- w; Y名称 英文缩写 中文名称
* j h. I6 b* S* I' [& h& zN601 HMF 高定伸炉黑% m3 H0 X R" l* x+ W
N630 GPF-LS 低结构通用炉黑' W' }! _) Y9 R+ }8 @" D
N650 GPF-HS 高结构通用炉黑
0 o" I, N5 h, i$ X. r; v* Q' `N642 GPF-LS-NT 新工艺低结构通用炉黑
# \" a. N# R/ W" U0 l3 u) e+ U& j) KN660 GPF 通用炉黑; k- b& c4 m0 ~: E- o
N683 APF 全用炉黑
8 }+ Z2 K. F0 l& B5 s" b
% } ~% r( f/ v6 t5 h% t1 \% V基本特性 + t! c- g/ S0 }$ \( m4 [6 U
N630、N642其物化性质相似,补强性能比半补强炉黑稍优。
$ N8 ]/ x# W# t- R) b+ W; u N650具有中等补强性能,能赋予胶料较好的工艺性能,胶料的撕裂强度和定伸应力较高。. V. \' n( b7 ~3 v9 E
N660是N600系列碳黑中的主要品种,因兼备高定伸炉黑的高定伸应力、快压出炉黑的良好加工性、半补强炉黑的高弹性和细粒子炉黑的耐屈挠性。N660半补强炉黑,它的结构高,粒子稍细,在胶料中易分散,胶料的拉伸强度和定伸应力较高,而且变形小、生热低、弹性好、耐屈挠,但伸长低。" I n( H$ T3 d1 n
N683是N600系列碳黑中结构最高的品种,兼有通用炉黑和快压出炉黑的性能,N683与N550相比,加工性能相似,胶料耐疲劳性能更好,但拉伸强度和伸长率稍差。
# m6 B; o' \: m
, _6 t( J+ u8 H. r# ?应用与配合 2 n, r3 Y5 d' d8 X
N630和N642适用于制造轮胎帘布层、内胎、胶管及其它橡胶制品。
~& U+ O9 v( Y6 U+ y$ u N642还可代替半补强炉黑使用。
4 q' s* V7 B G' J! C% v N650和N683都是高结构品种,适用于轮胎帘布层、胎侧、内胎、电缆外层、胶管、胶鞋及其它压延制品。6 o. N) H' \) `6 _# g/ {
N660适用于轮胎帘布层、高速输送带、电缆、鞋类及其它压延制品。 W4 c6 P- P9 L+ @& R
在选用本系列碳黑时,应注意到它们的拉伸强度区别不大,所不同的主要是伸长率、定伸应力及加工性能有较大区别。9 W" B, u6 v2 }0 ~4 {
7系列, H+ p2 ~3 W- b7 R1 M
ASTM名称 英文缩写 中文名称
8 p; K. J1 d. y6 B; h! mN724 SRF-LS 低结构半补强炉黑
6 A8 U( K" |* AN741 SRF-HS 高结构半补强炉黑
1 Q h0 i, {6 s: B: m5 ]5 YN754 SRF-LS 低结构半补强炉黑
- @7 V9 a# n N4 `: jN761 SRF-LS 低结构半补强炉黑
, X) w E4 P) u4 w% J; V7 HN762 SRF-LMNS 非污染低定伸半补强炉黑9 \1 n+ a1 d# J
N765 SRF-HS 高结构半补强炉黑9 U) ~: B X6 G3 W4 U( L
N770 SRF-HM 高定伸半补强炉黑
% }4 \) z0 j) H; c5 H+ G$ hN774 SRF-HMNS 非污染高定伸半补强炉黑
' r! h4 g: _" i6 [1 B3 x @BC1056 SRF 高干净高定伸半补强炉黑
; r8 ]* i: P. t+ T8 sN785 MPF 多用炉黑
; n2 s, q* \( T# ^$ O4 BN787 SRF-HM 高定伸半补强炉黑6 |8 @) \; ~, a
, {# s( E( Y' m, I1 G6 }
基本特性 : [- I( \: D% |* a
N754具有中等补强性能,是N700系列碳黑中结构最低的品种,能赋予胶料以低生热和良好的动态性能,当大量填充时也不会明显降低胶料弹性。
! w& [3 d! z: l N762具有中等补强性能,结构比N774低,苯透光率稍低,不污染橡胶,能赋予胶料较高弹性和低生热。# u n: n0 E' d# k
N765具有中等补强性能,压出收缩率比N774、N762都低,但胶料门尼粘度、硫化胶拉伸强度、定伸应力都比它们高,但弹性较低。
/ m% }7 w7 a# k9 u! E7 H$ A N772(SRF)具有中等补强性能的半补强炉黑,它的结构与N754、N762相似,其表面积稍大,在胶料中的物性也比N754、N762稍好。% c! Z! X/ c/ T% P: P. M0 D
N774具有中等补强性能,主要特点是溶剂抽出物低,不污染橡胶,与N762比较,表面积相同,结构稍高,苯透光率也稍高。用N774的胶料工艺性能好,其用量可以很高,而且胶料性能不降低,生热小,动态性能良好。
% U# Y! [. s+ r `" T$ g N787具有中等补强性能,与N774比较,其基本性能相差不大,只是N774的溶剂抽出物低。本品可高填充量使用,而且胶料加工及物性良好。& P$ M5 Q, G( X4 r
K5 }2 B" l9 S4 j' L- y应用与配合
5 h2 s/ `; m4 K+ v/ v% z N754适用于压出制品及胶管、胶带等制品。用N754的胶料具有最低定伸应力,且弹性好,故可代替热裂碳黑使用。9 f! C0 [6 e( t
N762适用于轮胎帘布层、内胎、自行车胎、胶管、胶带压出制品及模制品胶料,特别适合于要求非污染的胶料。8 ]) D3 }, t b8 q( f. @
N765适用于内胎、胶管、自行车胎、电缆外层、轮胎帘布层及压出制品的胶料。: X# f# ^7 y4 m( A
N772在橡胶制品中的适用性相当于N754和N762。但N772代替热裂碳黑的性能不及N754好,在非污染性部件中使用不及N762好。& d- K0 V' f* \3 w
N774适用于轮胎帘布层、胎侧、内胎、胶管、胶带等。特别适用于非污染性的胶料使用。, d* i, e3 o" y, ?/ g
N787适用于轮胎帘布层、胎侧、内胎、(包括丁基橡胶)、胶管、胶带、胶鞋及模制品等胶料中使用。
/ q- n" x# b: u5 m8、 9系列
8 t2 U# f* Q! yASTM名称 英文缩写 中文名称
3 g3 f; M# z4 K. tN880 FT 细粒子热裂碳黑
$ V r- H0 y3 {7 f# t' rN907 MTNS 非污染中粒子热裂碳黑
# b, Y, J9 w2 x x( e7 ^7 i3 [2 } N990 MT 中粒子热裂碳黑: l1 T# Z) i2 e
N991 MT-LS 低结构中粒子热裂碳黑
& \" Q0 O) e5 d x, j* t6 T1 ]+ ]: a
基本特性
" I, Q% e9 b+ l6 H+ C4 n8 H+ qN880是细粒子热裂碳黑,它比N900系列的中粒子热裂碳黑的粒径小。N907和N908都是非污染中粒子热裂碳黑,所不同的主要是N908为粉体,N907为非粉体。
) d& \& X2 l: x- V, U4 LN990和N991分别为超纯中粒子热裂碳黑(MT-UP)和低结构中粒子热裂碳黑(MT-LS)。
( D! a/ D/ R9 P6 }" `; Q5 _# k' \6 `- l% w
所谓“非污染”或“超纯”是指碳黑粒子表面的溶剂抽出物极少。中粒子热裂碳黑在橡胶用碳黑中(除细粒子热裂碳黑外)表面积最低。无论细粒子热裂碳黑或中粒子热裂碳黑,因表面积小、结构低,在橡胶中可大量填充,如中粒子热裂碳黑在某些橡胶中的填充量可达300份。所以热裂碳黑(N800~N900系列)是很好的补强填充剂。使用热裂碳黑的胶料,加工性能良好,不影响硫化速度。硫化胶的硬度低、弹性高、生热低、变形小、耐屈挠、耐老化性能良好,但拉伸强度低。: u) z. L/ ]0 N2 m, }! C
! x# ]* P- K/ w) j8 \; g- J O( i应用与配合 3 X. q- i8 H- S5 u% N
1.所有热裂碳黑都适用于天然胶和多种合成胶。特别适用于要求高填充、低生热、小变形和易加工的橡胶制品。如用于电缆外层、减震垫、耐油及耐热的胶料。当大量填充时,软化剂也应适量增加。 T/ e) X$ O( Z! A! U, B, O
2.非污染中粒子热裂碳黑是橡胶和胶乳的补强填充剂。适用于要求弹性好、压缩变形小、不污染以及热或电的不良导体橡胶制品中,也可用于可交联的塑料制品,博拉炭黑
, |* H% l$ j5 K7 w2 f3.热裂碳黑因为价格高,用量少,一般由其它碳黑代替。细粒子热裂碳黑已被淘汰。3 h# |# @% t/ \( r& [/ U
2 w, o) n* @ [' p2 l玄珞新材料(善贞集团旗下)作为博拉在中国的战略合作伙伴,我们在中国一直致力于推广应用高品质的炭黑,并做好技术服务性等工作。 |
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