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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:
4 U/ I/ y1 s3 h; C( C {+ C% N- \* c7 B
1系列
1 b. o) ^ K) J8 X名称 英文缩写 中文名称
$ L$ P' N5 f# B, P% T0 J* gN110 SAF 超耐磨炉黑' g- p ?! q+ _ X2 r5 I6 k
N121 SAF-HS-NT 新工艺高结构超耐磨炉黑% k: i5 Y% U: [! N6 m7 i
N166 SAF-HS 高结构超耐磨炉黑! J8 {) A: H. m+ v7 m+ {
基本特性:
3 k) O6 v( A' B, Z6 I 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
1 h9 R% d/ ?+ B5 l/ y5 q* O' y4 O% F# w应用与配合:# V7 z- g% h3 Y8 \8 I
胎面,一般在子午胎中使用较多,混炼时应注意分散和焦烧( c- {/ K& x8 g O. x# n
2系列
9 T r0 g! ?, x; Y H名称 英文缩写 中文名称$ G( L( `/ {- J# s
N219 ISAF-LS 低结构中超耐磨炉黑
9 v% f! G$ L+ u- G0 O N220 ISAF-HM 高定伸中超耐磨炉黑
0 W/ K, j! ]# Q v2 _ N231 ISAF-LM 低定伸中超耐磨炉黑
" A1 w4 q7 J7 s, F9 q. _& L7 S; H4 f N234 ISAF-HS-NT 新工艺高结构中超耐磨炉黑% D% Z' U0 H& D# d5 `; K
N242 ISAF-HS 高结构中超耐磨炉黑
9 ^( P8 P/ N% ` ]8 C N270 IISAF-HS-NT 新工艺高结构中中超耐磨炉黑
& ~3 e% P4 W* H' [. E; T/ U4 y N285 IISAF-HS 高结构中中超耐磨炉黑, R2 ]) B) h" s G3 `. b" G
N293 CF 导电炉黑
5 P3 J+ }) \! d N299 GPT 通用胎面炉黑% R" ~" `) |; F
2 z7 _+ O3 A$ u* x( ?9 m" N基本特性
j9 p# V, d' r8 T7 f) k @ 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。* Z3 D: `% b, ^3 E+ f* B4 Q9 _$ ]
N220有较高的综合性能。
8 u% ]% i; N& S 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。
" ]5 w' `/ X. S R7 }. z 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。
% d' U# B* \# p+ f6 O, D5 ?7 m* T8 I
应用与配合
. L9 D, P9 `( `3 O( \ N219适用于胎面,尤其越野轮胎,以改善崩花、裂口。
G6 Q/ ~2 W9 x3 P& h 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。" j3 l G7 t0 c7 K6 x6 t
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。
2 d, J6 Q0 a8 @6 K& v: v 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。
/ p- ]+ M C% k4 T- _3 H# c, I( }3系列$ C5 l( P& |! z1 X0 m
名称 英文缩写 中文名称
7 j& I8 h2 o6 k3 ?% S( X0 JN326 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑
% G A8 O! f6 A2 o( i5 JN327 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑
$ P$ a1 o! N0 x6 }, i5 L9 GN330 HAF 高耐磨炉黑
4 e7 O) |6 v. U2 [8 w G, YN2123 HAF 低生热炉黑+ d, e( p. _2 [* P' Q7 s
N332 HAF-NT 新工艺高耐磨炉黑" f" _6 X L2 s# S* I& o
N339 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑5 ~0 V: ]1 ?% c, X9 ^
N347 HAF-HS 高结构高耐磨炉黑3 N4 x. w' T6 x: K
N351 T-HS 新工艺高结构高耐磨炉黑
( y, y4 |) l) B# sN356 HAF-VHS-NT 新工艺超高结构高耐磨炉黑% c7 k& Q" S* O, d( T
N358 HAF-VHS 超高结构高耐磨炉黑
) y4 ]: i* \- C- ~/ C; S" O, LN363 T-LS 新工艺低结构高耐磨炉黑# U" ^0 q H; D6 t( z
N375 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑( {9 u0 V: Q0 T2 h# L
8 m% F' g+ _+ B0 g基本特性:
6 s3 p$ _; ]2 j( U 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。
* ~( S/ @" L6 @, y6 e$ I9 J* u 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。
% N& m1 {8 E8 O& R7 b) y N332补强性能优于N330,有较高的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性。% V! `4 P, G6 X
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。1 ?+ g* {& h1 a! K% o4 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。$ D1 i8 q8 j- {& L
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。
L" i9 h3 N& e4 V4 C5 a2 g 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。
, c' T2 a1 T. N7 V. {8 S 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。
* c/ w" u" X% t* e3 L" l$ p- _4 {- p
应用与配合
) G- l; }$ K Y0 p' l m 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。3 b' ~) m) w+ j1 {$ e8 k# y
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。9 j9 s4 y5 R& K
N332使用及性能与N330基本相似。1 J5 K3 M* _5 }% @% v$ x+ V
N339、N347、N375为典型的轮胎用炉黑。
5 |+ g' j8 V8 e: o% A( x 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。/ Z2 x4 k6 j$ X. X6 P
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。! u! w, b. a! E" l. T2 H7 a' ~
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。; d+ R0 q- q) \) ` S! 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。
$ T6 e7 P5 A* f5 F9 L. @
) i5 K7 E- ~- ~2 h# v7 g “1、2、3”以上3种系列碳黑物性和力学性能比较 % |5 m! e1 o l' W( [
F2 ]2 p. K1 Y$ H
N100、N200、N300系列碳黑同属硬质碳黑,主要用于轮胎胎面。
% _+ z4 u# D" Y, A" M3 e& e: S 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。
' S( m! ?2 s. ~7 O/ f) \# l 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。
7 E, r; z1 m, k$ ?& H( m8 S; _6 }: } 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。
* d Z9 _. f" R! O 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,3 T5 ?" t) R8 R9 F0 @
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。
' C8 \3 ]) A) z- G, `* \4 l 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。
2 v; e. B$ d/ d8 N4 i9 f* J4系列
5 [* T" G0 _, `5 V: o名称 英文缩写 中文名称
8 L) @$ H i* h" J3 }4 BN440 FF 细粒子炉黑,
( A! f/ G! e+ \! o! ^N472 XCF 特导电炉黑
8 A: t9 O% C. Q5 P: U% Q5 U/ ^0 l) T5 R* z& M) O, R/ J* I; X, i- N
基本特性
E* Y. k% V0 Z- q: d% F% j7 R 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。
5 ?3 d2 |1 Z0 f+ @( S
; m/ x* X3 z. L: Z: f. m/ c: U应用与配合) A4 I# v% v- p/ 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; m7 u& P+ Z6 h5系列
' s: m: Q+ k# ? N% p/ h& k5 DASTM名称 英文缩写 中文名称( o* l, U" O" q' k+ G* a" e
N539 FEF-LS 低结构快压出炉黑
+ y# w8 x% c/ y, l" B! N8 I4 hN542 FEF-LS 低结构快压出炉黑" K& U; M4 V; q
N550 FEF 快压出炉黑
/ c- {7 {8 H& w2 o7 K( wBC1031 FEF 高干净度快压出炉黑3 H. m- d" Q# K
BC1029 FEF 超干净度快压出炉黑; X2 `. u' h. v q) L& l, p
N568 FEF-HS 高结构快压出炉黑
% a; e9 }- Z' m2 t
# C. v3 b5 c8 k. M4 n/ t9 M基本特性
5 Z" ~- h- C& r, s: M 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)5 @) l/ U |# H3 _8 s4 Y' 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。
6 G( C8 G" S$ I+ Q {. h) T4 [ c
# M8 \9 }3 j& k0 E8 v应用与配合
9 O3 M/ T. R- \2 ?+ n 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。
. A( x5 I3 [1 q0 n) M$ ^ 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。- ]# ^7 B& @& W# e* C3 |! A
6系列
5 q) _7 a- I4 p3 K- r! I! y名称 英文缩写 中文名称
0 W) q W$ F Y4 t5 e8 W. ^' p- WN601 HMF 高定伸炉黑
) A: G' S" j3 o# K% yN630 GPF-LS 低结构通用炉黑) @* f" Y1 N. l( [ B
N650 GPF-HS 高结构通用炉黑2 W2 e3 P' k' L0 k* c
N642 GPF-LS-NT 新工艺低结构通用炉黑
# _. }' H1 G3 E7 N# G+ a* l: UN660 GPF 通用炉黑
# |2 m- \4 S) f* qN683 APF 全用炉黑
% N% A5 C1 X4 `& Y! z; R B( R; F6 o
3 _% D F4 G+ M% C6 l# E' T基本特性 * S2 v4 t) |' x: s' W3 U3 |% |
N630、N642其物化性质相似,补强性能比半补强炉黑稍优。
& |7 g) }- F' ]8 V 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。* K* x8 z! z0 j$ r2 @
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。4 A" o* ~- n& n1 A* ~" `
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。
) d' d* m! h- A/ C( s
, V; l1 M2 H& @: ^ `$ i( W应用与配合
3 ^4 v4 y) _: d9 N {* E 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; g6 o' e& g* x
N642还可代替半补强炉黑使用。7 P- I( s* r- L( x1 }) Y8 Y! i
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。1 \, ?( `/ ^! H! U# x2 d, N
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。) P- g9 F: C5 [& v: h; z( z1 d
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。6 Q9 I# O7 k: I" ^0 a5 p2 Q
7系列
: Y" f9 T8 B$ w) A9 w) JASTM名称 英文缩写 中文名称
' j2 x, n! B7 m% M) Q; `( ?! V v. KN724 SRF-LS 低结构半补强炉黑
' Q2 C$ c7 w" C8 LN741 SRF-HS 高结构半补强炉黑
$ k; R1 @5 I& D! v6 X8 SN754 SRF-LS 低结构半补强炉黑
; @' J& m) S. u- k d8 p# M1 n" |N761 SRF-LS 低结构半补强炉黑/ ]& u* a2 {* d. Y
N762 SRF-LMNS 非污染低定伸半补强炉黑
A: D. V0 h/ L- W8 kN765 SRF-HS 高结构半补强炉黑6 j1 j+ K1 {1 U& h8 d8 F) f/ I$ r
N770 SRF-HM 高定伸半补强炉黑
/ b0 }( K, d3 {N774 SRF-HMNS 非污染高定伸半补强炉黑
: g2 P1 d, r% i3 }8 X! zBC1056 SRF 高干净高定伸半补强炉黑
1 U" ~% D5 b1 I+ zN785 MPF 多用炉黑% M( E {1 x1 ~9 z
N787 SRF-HM 高定伸半补强炉黑
5 y; n6 i8 P% ]- q7 @6 E8 l3 l& L
$ |" t3 r7 j# a: F) v3 G) a" n4 O基本特性 r+ h! @/ L+ P7 ]8 x+ q) H1 {
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。
6 g+ y4 H& L" |; Y, U3 x 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。- n( S% a& ?* O( g0 D# P' J, |
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。" C+ G( ~' L r9 P
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。
, F ~( q$ c4 J* U# C# m- b0 c 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。: b6 P9 O, g" d) A- m0 {
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。- ^& S3 U. h( z; c& V0 T
# u/ s* Z: v+ P( B* {$ d应用与配合
/ z4 i" @: f. y 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。; Y" ]3 J- T5 P
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。$ I7 F- N6 M) x+ X! j* f( y( k4 C# w
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。
* G# L0 { a; e7 @4 | 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。8 A4 U1 C9 R* m, V H! L: K
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。
; N6 k6 j" i! v |! [ 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。4 ?! [: ~# Q$ h- U* j5 l
8、 9系列
9 w2 c& ~. N$ aASTM名称 英文缩写 中文名称% C6 j" L, G# ^. x k& V- _
N880 FT 细粒子热裂碳黑2 z. C: I) P+ m: I; X. R
N907 MTNS 非污染中粒子热裂碳黑
( m- m1 X2 h+ f( A" X* D N990 MT 中粒子热裂碳黑0 }9 ^# O% q v+ i* s' D9 l0 i: n
N991 MT-LS 低结构中粒子热裂碳黑
) k+ A! I" A2 e2 k! h o& ?2 ?1 G" ?5 f9 k. `0 W8 L3 r
基本特性" [2 |% K* Y& Q6 A1 G
N880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。
& v$ ?+ Q+ C! f" ?' R+ \N990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)。6 D2 M7 ?6 s7 q ]2 X/ \
' ^% m4 ]' d& G
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。
- t/ `- L$ _/ s" v; j$ t. P: X+ ?1 L
应用与配合 6 y1 G6 v' Z, ?6 q
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。8 T9 \. w+ s9 D9 j' |+ N+ o: g/ t
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
: L3 o. B# Y- c+ w" x3.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。/ A& q& T% B% R4 U7 G, @
/ n/ \: C x H
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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