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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:
0 n W. Q1 d* l1 F0 P: A; O
7 J" @) w; `3 g3 L1系列
* V6 e. h* H0 Q# S7 @0 J! |名称 英文缩写 中文名称
) c, C9 }6 ?8 p& l1 g/ Z, HN110 SAF 超耐磨炉黑" [+ i1 C' H* o+ I- s
N121 SAF-HS-NT 新工艺高结构超耐磨炉黑+ w, d: g/ m# w- u
N166 SAF-HS 高结构超耐磨炉黑6 |# ^( ~; B$ U
基本特性:8 a9 h |& P, w$ Q
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 n& P" V" @; C应用与配合:
8 N9 k. r6 z, i4 c 胎面,一般在子午胎中使用较多,混炼时应注意分散和焦烧4 D' g) R' i; Y& U7 |" R B! C
2系列 7 y7 b7 x* l# h: U6 Z
名称 英文缩写 中文名称
+ u% q7 x/ v' Z5 R% ? N219 ISAF-LS 低结构中超耐磨炉黑
1 _0 U; x# F& k9 Q0 X N220 ISAF-HM 高定伸中超耐磨炉黑5 u" S q5 W0 P1 e) ^
N231 ISAF-LM 低定伸中超耐磨炉黑
$ ?' d- N1 g: { N234 ISAF-HS-NT 新工艺高结构中超耐磨炉黑 z3 v4 o a- J9 t3 g7 O* i
N242 ISAF-HS 高结构中超耐磨炉黑- h# w# W7 r4 @3 W5 @" z
N270 IISAF-HS-NT 新工艺高结构中中超耐磨炉黑
; D$ `8 |' P8 n2 U- J N285 IISAF-HS 高结构中中超耐磨炉黑
: u0 f% N0 ]7 C3 W; `3 @4 X N293 CF 导电炉黑
3 d' t# @1 P& s0 y' ^2 |3 a4 X* Z# }$ V N299 GPT 通用胎面炉黑 n% y" J7 l- o5 c! F+ I' S7 S
6 t: `) x3 n3 C* b: e3 P基本特性/ y# M/ r/ c, n7 o1 ~9 T
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 ~, k6 \( F
N220有较高的综合性能。
+ H/ w2 K# X! @ 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。( p7 q6 ]5 |4 Z0 ~7 r6 M
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。5 ^9 @& `0 I. w( K) U
) z$ @* t9 s" i% t, k6 v: ?& `- ?8 M应用与配合, @5 ]- E; D2 Q0 l; b
N219适用于胎面,尤其越野轮胎,以改善崩花、裂口。& p3 h3 P8 i/ ]: A" f
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。7 w: {8 d' I8 ^3 z
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。- d7 b7 X$ i- O* c8 ^0 i8 n
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。
% q6 T7 j% q, x9 k0 k) H3系列
+ {" @8 C- ^0 \7 E0 B% m名称 英文缩写 中文名称8 I$ k7 t# w5 Q8 T% B7 u
N326 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑
( [: j U9 @$ k% \* f2 ^3 @ zN327 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑% Q) x2 N* g. m4 u) \; s7 f- ^
N330 HAF 高耐磨炉黑
0 F" Y! x. l& f+ ?& SN2123 HAF 低生热炉黑8 z. [- _1 `: o4 f5 l7 l7 t0 o
N332 HAF-NT 新工艺高耐磨炉黑
7 v- Y! Q9 {' c1 lN339 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑
1 M$ t, H& U9 y3 ~" WN347 HAF-HS 高结构高耐磨炉黑* k# O: k3 x- Z* [0 Q$ _! p
N351 T-HS 新工艺高结构高耐磨炉黑
7 Y9 W9 ^ a* i; {; ]N356 HAF-VHS-NT 新工艺超高结构高耐磨炉黑$ ~2 Z c' S1 n2 L
N358 HAF-VHS 超高结构高耐磨炉黑
3 F2 ]0 e7 O; Z; MN363 T-LS 新工艺低结构高耐磨炉黑
5 J, C* b; P: ~: l' tN375 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑
) a+ W" y1 t. e: u2 G1 ~- Y8 _' Q1 v/ q8 M" ?& d& F5 G
基本特性:7 K" @/ @2 g' B- a5 J; D' 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。
5 Q/ \1 l2 j+ Q 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。 l1 h T: S* D9 T/ Y9 {1 B& w, |+ k+ I
N332补强性能优于N330,有较高的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性。+ _6 r! w- o2 g; v* [2 [* @4 e
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。% i& X2 `4 a$ c9 d9 A& e6 m5 E q
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。
$ }' T3 p. ?: s" o5 e 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。2 e$ A7 f& A& V" @- m4 _
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。
8 K( M& ?* w6 o0 k1 U 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。
Y: I/ q$ A8 e9 q! j1 P5 J; ]! y7 }# e
应用与配合
/ w$ Z. P0 q6 E+ T, ]8 V 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。$ v: K6 \0 n( ?- B4 @9 o
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。 c0 o- ~+ V0 j1 r1 h( t% V* ~8 ]
N332使用及性能与N330基本相似。
% [2 _/ @ K9 s. B% P1 t N339、N347、N375为典型的轮胎用炉黑。
6 C6 g! x7 Z# m& t7 c 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。
; ?, w/ v# a6 L' ^0 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 a8 G" t7 H* ]* h
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。
$ n- ~$ v. j( v# ~2 s; B5 p8 ^: f& y 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。( j; Y* |" b: o
2 M* L; M E/ l+ u$ |
“1、2、3”以上3种系列碳黑物性和力学性能比较 " V7 o D8 p" }& g# l! h/ P
/ _3 M' e4 P$ ]; y4 ?6 ^( e
N100、N200、N300系列碳黑同属硬质碳黑,主要用于轮胎胎面。$ O& N. m) b; p. v7 h
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。# r! o+ {6 I, q3 [4 U2 Q F, N
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。
4 D% N5 z3 p" b 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。
9 K9 A7 Q% _: W. \+ M 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,
/ m: F( }$ K( \1 \ 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。- x2 A; A- N5 H
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。
# ]4 o F; ^" \% b4系列9 ]4 p1 i( [# O, \
名称 英文缩写 中文名称; _, h$ l' F8 G% d$ z$ G- T" ?
N440 FF 细粒子炉黑,
$ |$ k3 \" v1 Q; y" r* Q: nN472 XCF 特导电炉黑
5 D' j+ `+ U8 K2 P: ]' R( C6 {8 j- E6 [8 M
基本特性- x# B/ S- I) u7 c7 J5 b2 _
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。
- f" Z. s$ N9 O, d
9 K8 b+ N4 U# Y+ a3 Q" V应用与配合! O" O4 `1 e; k" D% J
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。9 x' k! r8 |6 i' x8 U
5系列! P' {! W! B8 _) U% g! m; I+ n
ASTM名称 英文缩写 中文名称
! l8 m; j3 O( `3 TN539 FEF-LS 低结构快压出炉黑 1 T% V% ?/ q( ^- k, C) J
N542 FEF-LS 低结构快压出炉黑3 }9 f8 W, L+ Y" t p
N550 FEF 快压出炉黑) d. }, G$ F0 ~0 k- A
BC1031 FEF 高干净度快压出炉黑# o8 K; |# ^' E( k% b: L
BC1029 FEF 超干净度快压出炉黑
- a9 u3 B& X: W5 R# yN568 FEF-HS 高结构快压出炉黑
! R+ U: s/ r7 m' j+ Z! j' }* ^& ^* B' h# K4 m- N! k" Q& d
基本特性
. T- \# y& `) T1 a. R; Y 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)
+ R i9 ^2 e% R$ c0 {, A( J 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。
, q$ z- Q$ S( {. h: }, b
/ h @1 Z2 v" @8 d2 l应用与配合
* Y8 @2 N6 [. C/ T 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。
+ v6 \. |# \- I# } 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。9 e& w% g( c) q+ {! w
6系列 3 L. p4 ]* Q& ]# S
名称 英文缩写 中文名称9 _) \; ^: R* \) H
N601 HMF 高定伸炉黑1 w7 d* j: I& C1 v' d3 [
N630 GPF-LS 低结构通用炉黑, [- t) y# I! i/ M0 W. T
N650 GPF-HS 高结构通用炉黑
d5 s W5 I5 q- D1 s7 O, N7 RN642 GPF-LS-NT 新工艺低结构通用炉黑2 v% m( W+ z# N. B
N660 GPF 通用炉黑
f" n8 v% T+ S/ D% zN683 APF 全用炉黑
. R0 q* x+ V! w, x1 v C7 H" d" w$ C
基本特性
8 B; I4 l) ?, D( I ] N630、N642其物化性质相似,补强性能比半补强炉黑稍优。& L. l3 ~7 u' u5 Y( a. H
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。
4 w) p. @, a- l8 r6 c1 z 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。5 Q x- h# p& ]
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。
$ G0 N4 B/ ~. E! a4 Z% f( Z" L% x; b f
应用与配合
$ g" F" d$ V, U+ H/ g N630和N642适用于制造轮胎帘布层、内胎、胶管及其它橡胶制品。
* V+ O" F9 S( o N642还可代替半补强炉黑使用。
) u# i0 W9 X# x% z 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。
: I: r. w/ R$ J; o- r* T/ ? 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。
. I2 `/ ~, c- x# e1 U, k* T7 r& I 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。1 b- |; Y7 E0 M! c4 r. q
7系列% t& N! R s; n1 l
ASTM名称 英文缩写 中文名称
- U6 b& k) C2 Z1 iN724 SRF-LS 低结构半补强炉黑
2 Q/ P. P5 t# @4 o$ ?, aN741 SRF-HS 高结构半补强炉黑
! e) m* X* {) H+ t- jN754 SRF-LS 低结构半补强炉黑- u3 }# V8 i5 b7 n' L7 o0 `& i
N761 SRF-LS 低结构半补强炉黑
B7 m% ], b4 e* U CN762 SRF-LMNS 非污染低定伸半补强炉黑
* G% O+ Z6 ?# K9 k1 ]' G9 M' L TN765 SRF-HS 高结构半补强炉黑4 B9 E g, Q. S
N770 SRF-HM 高定伸半补强炉黑& {) \3 t( I' S! p! m
N774 SRF-HMNS 非污染高定伸半补强炉黑
# y* G, ?6 p: C5 Z8 G; @; V: _BC1056 SRF 高干净高定伸半补强炉黑
' V# Q4 i# B/ {2 a4 G/ FN785 MPF 多用炉黑
0 n3 Y* D1 I8 F1 |+ AN787 SRF-HM 高定伸半补强炉黑
2 h7 F9 c( k- m* D5 X7 F% m" E* q d7 S6 Y9 O3 Q
基本特性
- h. E1 L% R: G$ k4 X2 P 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。
/ Q' O1 r+ @9 l; Y- j4 b* 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。
9 \8 }: y9 `6 e* F: Y! P' C 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。
% k/ C' E% ~- J7 F8 k/ M. @3 e( b 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。0 x' d- p/ H* }( I ?5 @: t' N
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。
' c! L; C. K) K# J# t 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。5 P+ A) K* O, K
8 `4 U5 ?7 S' p. f) h
应用与配合6 a* f6 a: J- i0 r+ r
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。
- M7 Q2 q8 q- T9 a3 v2 ?4 g9 m: @ 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。7 ]$ @/ Y, }1 q1 h
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。/ a1 G7 X3 m; f2 N9 Y `
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。% O( ^9 j! a& c6 _& c5 j
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。$ F: m: B; g5 s: w
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。# L/ [1 L) F1 a! D
8、 9系列 R; L7 N; s9 ?
ASTM名称 英文缩写 中文名称
7 Q1 `7 I/ z' |" T: ]N880 FT 细粒子热裂碳黑, u) m- h0 b" r
N907 MTNS 非污染中粒子热裂碳黑; h" @/ U+ A( A7 @) W# C5 |, k2 ?& J
N990 MT 中粒子热裂碳黑+ I: F& x2 c$ F4 V/ `2 o' U
N991 MT-LS 低结构中粒子热裂碳黑
( P+ |5 |6 [5 `3 Q/ u1 d1 p" y& L; R! X- I3 p
基本特性
: S" d* E7 ~& Q1 BN880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。
9 k9 O( D6 L, b- PN990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)。# f4 ~2 f' _! u5 i; @+ K; `
- P2 x: g- y8 q( R
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。0 A, }, t1 p4 l* D
' l1 }+ L. L( }! L0 p应用与配合 ( m& W8 t7 S1 H8 _) m! ~: @
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 P! I: ?6 E; R- s: S7 h$ ?" e- e: z 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8 u0 m6 i1 t. F W+ }& a
3.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。
& j8 m' w" z! z2 S# O
: O) L F5 u9 Y$ C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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