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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:
' ?6 N! o5 L i5 B# d& C& ~. Z6 S# }+ Z. I1 @% e7 T3 N2 L7 H- f
1系列; F& q, U: _1 ~4 k5 S
名称 英文缩写 中文名称
( ^6 i, Q1 W3 R/ FN110 SAF 超耐磨炉黑
' n8 j) A6 @# i9 S' E( C' LN121 SAF-HS-NT 新工艺高结构超耐磨炉黑6 A6 F& V( G5 I$ L0 T
N166 SAF-HS 高结构超耐磨炉黑+ |" I0 P* L4 S
基本特性:# b' w* G- S3 O6 X1 ?& t, v. g
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0 o; [3 }- ]* T4 P
应用与配合:
" S6 d9 _& u& t* M# f$ e 胎面,一般在子午胎中使用较多,混炼时应注意分散和焦烧% }, B3 Q. ~5 F% ` s$ s8 d
2系列 # ~* F$ A8 {/ P2 g
名称 英文缩写 中文名称
9 Y# \3 t3 U+ |- ]4 g) u, D N219 ISAF-LS 低结构中超耐磨炉黑# p8 N1 y6 ?/ Y' t# l# W r
N220 ISAF-HM 高定伸中超耐磨炉黑4 n) c% A; B8 S% E- y
N231 ISAF-LM 低定伸中超耐磨炉黑! w8 L5 c* O' \/ n7 j$ j& |" K( L* Z
N234 ISAF-HS-NT 新工艺高结构中超耐磨炉黑5 ?- N8 l/ T' t
N242 ISAF-HS 高结构中超耐磨炉黑
" ]0 N; v/ v/ H. N7 C4 J/ R N270 IISAF-HS-NT 新工艺高结构中中超耐磨炉黑5 c6 X( i" O5 v
N285 IISAF-HS 高结构中中超耐磨炉黑
/ _: f+ o9 {0 [& L+ F! E N293 CF 导电炉黑5 O8 Y' h9 u) O0 k9 V
N299 GPT 通用胎面炉黑
4 u& Z! p0 x; Z/ j& `4 m" A7 u. d
基本特性
, K" ? u+ ~6 p 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。
; c5 ?1 I1 l0 k* Z5 J2 @ N220有较高的综合性能。
4 s( k& @7 }" C 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。% K! a2 T+ g5 g+ e
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。- K) R7 M8 f. Z( z5 n% t! C
( X9 e0 K3 a% h
应用与配合
. P9 [$ q: ?7 v N219适用于胎面,尤其越野轮胎,以改善崩花、裂口。
" g( @ P' u b) J, o/ F: w 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。
6 U) b3 } i( ^/ A# U5 [4 F0 }& M$ X 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。7 \/ O! W" r1 B, v0 K
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。
$ h. G" V; J8 |- h3 r3 y% a3系列
7 M3 P/ i) U3 s- A1 ~' r) a名称 英文缩写 中文名称
: }- t* m- \* ]- X V8 r3 SN326 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑
5 {- Y% m# U5 I8 w+ X+ n6 PN327 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑3 g9 }; r; f' [. `* n; y1 [
N330 HAF 高耐磨炉黑
3 d/ k ~& l8 O, wN2123 HAF 低生热炉黑
9 G. ~9 b2 y; a T9 WN332 HAF-NT 新工艺高耐磨炉黑" I# x f, T( W( E
N339 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑9 D/ k6 \3 t: R, f. _
N347 HAF-HS 高结构高耐磨炉黑
. V) I; Y0 [7 g7 L9 F! TN351 T-HS 新工艺高结构高耐磨炉黑
( I$ j1 i& r0 h& T; x& G2 e9 WN356 HAF-VHS-NT 新工艺超高结构高耐磨炉黑
# E R% Y: o, @! p9 WN358 HAF-VHS 超高结构高耐磨炉黑# | L5 S$ h) \
N363 T-LS 新工艺低结构高耐磨炉黑
0 ~$ F# q; V* s0 w% N6 f8 e% eN375 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑 W7 ^) o6 v8 v) a
& l" [1 d1 \7 ~* f3 O基本特性:8 a. O. f; p: V( [+ T5 }* H. ]
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。' t. f- O7 C. `, ~
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。
2 m2 W9 Z2 v- |6 L. A$ u! x N332补强性能优于N330,有较高的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性。
9 m2 E. `- W: N 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。
9 |* [- b- _) R7 l6 i2 [* y 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。1 S; \* ~: u- I; @5 l4 q
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。" V- L, }" w# u) R
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。* B3 q, c* W" T: t% ^: l3 Y
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。/ f% @; F. a2 Y- L6 D% `- \; c; R
# Q0 R2 c6 b \6 S
应用与配合 " W& x5 ^0 E6 n4 ~ F3 I" z7 c' f) h
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。" g( h1 | n/ F' G \
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。
$ S' |+ i3 M" {+ L7 g1 S N332使用及性能与N330基本相似。
4 G. F$ x. r3 s N339、N347、N375为典型的轮胎用炉黑。3 w+ O0 q( Q& X1 S6 q. l
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。
% g( t1 P: o' D. \ 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。1 U8 I& g# _8 X9 J3 F
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。
9 [& @% j+ W9 |; X$ g( O& F 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。
* k4 `/ `) _+ m% b" z# ]7 n $ S/ C7 j) k1 s3 a5 G; R
“1、2、3”以上3种系列碳黑物性和力学性能比较
" M+ |) D+ a& j! A2 F/ }3 e; V
; \/ `7 F1 ~2 V' z4 O8 I N100、N200、N300系列碳黑同属硬质碳黑,主要用于轮胎胎面。
. S; N' J k" k" W2 ^- o 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。# j9 b- U/ U: g- t2 k, w
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。
) Q/ x/ r1 B: F! }+ r5 U% [ 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。) o8 ?' T8 j0 |1 {+ f
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, @# o: ~7 E. Z+ v1 D; u+ ?
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。. F% h+ @& J" B% W
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。
{/ y; O/ ^! Y# ]- l4系列5 H& h& }/ r; ?" I
名称 英文缩写 中文名称
' J6 d) M" q$ l* FN440 FF 细粒子炉黑,
+ V8 ^, w8 s: D+ y4 _5 wN472 XCF 特导电炉黑 7 h- L( b! A. R2 G, u$ ^$ A
( X9 i% n" x5 @" r$ r基本特性1 ]' N0 k' @8 F1 `* E. S
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。1 v: Z# F! \. Q- N
! a' s% f, u4 e: E+ n" X. s应用与配合2 G' g, ?7 M w# V$ h
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。, F" n8 B6 o6 l8 m
5系列- e$ M c$ U) d! b
ASTM名称 英文缩写 中文名称" r. W* x& f: Z5 e0 m2 w
N539 FEF-LS 低结构快压出炉黑 1 ^& D4 A, O* i- F6 a
N542 FEF-LS 低结构快压出炉黑6 m, \" b3 Z9 D) Y
N550 FEF 快压出炉黑: |# e8 `! A: `$ J# F2 _1 z
BC1031 FEF 高干净度快压出炉黑
4 T; S3 p& d F. r9 vBC1029 FEF 超干净度快压出炉黑
5 z6 g+ A3 z2 d. t4 o DN568 FEF-HS 高结构快压出炉黑
2 `4 ~) F% B$ b" i( Z8 v! o; C9 G
基本特性
) c v; B" E& ?3 q }- I. @" x8 Q 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)
: N) k* t: _- [3 a0 G5 k) \8 k3 t 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。) G" l1 ]9 c: A8 p# J
, F4 ^- ]! v) z" p3 n7 q$ g
应用与配合
. J" q, z/ q! Q; G% x" v# R 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。
+ X% p/ N$ c/ j& ?$ q 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。
6 r$ E9 \9 w6 G/ d6系列
t' W$ q8 I: A2 y名称 英文缩写 中文名称1 R( U( @3 E, N$ K
N601 HMF 高定伸炉黑5 S/ ?, s, M, m4 F; [' |
N630 GPF-LS 低结构通用炉黑2 }0 I" }4 a, Z
N650 GPF-HS 高结构通用炉黑
. M3 Q; X9 n( e- UN642 GPF-LS-NT 新工艺低结构通用炉黑
# } V6 C% s9 x1 k7 ?' @- `+ EN660 GPF 通用炉黑( x- q0 }3 N9 U9 `! ~$ s. d
N683 APF 全用炉黑
$ Y: Q6 a/ c$ M$ G9 K
6 m3 s4 q1 I8 A6 S基本特性 $ ^; U0 H+ ^) U6 l3 e' j* {$ r
N630、N642其物化性质相似,补强性能比半补强炉黑稍优。4 ~$ e5 u3 T6 L `+ F
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。0 b3 B/ ?1 h T6 o
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。* x8 e. \/ |! |, M6 O( @
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。7 ^+ y4 q# i' I4 b/ x* P/ y
( K) M3 o/ Z! I& e9 \9 u E
应用与配合 0 p; f. V5 g5 V/ y
N630和N642适用于制造轮胎帘布层、内胎、胶管及其它橡胶制品。
( O& y' e4 b, h" d2 u: h N642还可代替半补强炉黑使用。- x0 w4 U; T2 q4 q$ e
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。 ]. _# c% e$ ~+ y
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。# J `6 O3 `5 }" \' n
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。* U4 d. W" C' ^& u
7系列% Z% T' ~, T( _% T
ASTM名称 英文缩写 中文名称7 v2 ^. m+ o! G% s- K e: Q$ j
N724 SRF-LS 低结构半补强炉黑 T% ~) k9 P' L8 ?) X7 @; I
N741 SRF-HS 高结构半补强炉黑: L0 b- \" ]) j# {3 V7 }
N754 SRF-LS 低结构半补强炉黑( P/ b4 V8 f( c7 H
N761 SRF-LS 低结构半补强炉黑% O; |/ w4 Z8 p" I" Y/ |
N762 SRF-LMNS 非污染低定伸半补强炉黑+ \ q0 Y1 ?/ ^3 _1 @1 l
N765 SRF-HS 高结构半补强炉黑
a) h: P: g( n `N770 SRF-HM 高定伸半补强炉黑& B. `4 l6 u2 v5 x
N774 SRF-HMNS 非污染高定伸半补强炉黑
/ d& a' g2 Y: ?; k- ?% [BC1056 SRF 高干净高定伸半补强炉黑0 _% c, T$ N' p2 b# h& P4 B) ?7 n
N785 MPF 多用炉黑$ \5 ?) E5 n* E4 D. X3 B& I' O
N787 SRF-HM 高定伸半补强炉黑" {6 a, I# d8 k0 S* @
+ H, J% Y4 x, Z基本特性
- n8 Q' U! S5 v* X7 I 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。% o' b0 d' m: x3 d7 L0 U
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。
% v5 p: m3 m7 V8 D 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。8 i* Y, h6 l# f: J' M
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。
; O9 [ u- b2 E9 x: U 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。7 j* S, ~! V2 k0 A
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。( l' G( Y. D" E+ B
2 z1 ^1 O# ]3 ^5 v
应用与配合
: M; m" C9 E% A- G$ |. ? 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。
; I; n6 ?/ d! Q4 d' h 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。
( y8 D. g/ \ M, d0 W. K 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。7 ]7 s1 ~ t& |5 I4 U
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。
, Y4 G3 d8 _! _, f 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。( x1 D, k$ i9 t# M" s
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。$ w$ L) G6 k; p
8、 9系列) A! o. z; E1 L5 |8 a
ASTM名称 英文缩写 中文名称
1 ?+ v" j1 O1 k# O9 a: DN880 FT 细粒子热裂碳黑+ v! d2 v1 |% [' l
N907 MTNS 非污染中粒子热裂碳黑
, ?7 R4 |/ S1 }# g' |9 ^/ { N990 MT 中粒子热裂碳黑/ I' d4 H" k$ h; w
N991 MT-LS 低结构中粒子热裂碳黑4 Q5 c" x3 r! j8 S7 f3 o
' {: k# V4 _. J) B) I" U4 p. B# w9 y
基本特性
% p, s0 T. |# _2 X& [+ k& a8 D7 t# lN880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。
* M( l' m8 b, P2 }/ DN990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)。! @8 b: v7 \2 g1 t) ]3 i
1 X2 _* q' n ~- ?( W m1 I 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。+ E& a2 t9 i6 s# N/ |2 j* s
* `. Q1 s M, L2 |6 c
应用与配合
w/ R; f7 {$ T' k+ _' _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。
! ]/ \1 x# O8 F! }# _ 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
/ ]' ?4 |! E3 m1 E( O5 y3.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。6 s: f) i- t7 `9 j) K9 q
# m" D( M3 f. P( @% e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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