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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:! d' _8 M1 @+ T' N
! X. ^. S1 n o L. k/ Q# C' E. m
1系列
" r D E) t# k% `名称 英文缩写 中文名称* V& j' h4 }, n$ W/ V' s
N110 SAF 超耐磨炉黑5 B3 j; E* o7 q. K) i2 ~7 i
N121 SAF-HS-NT 新工艺高结构超耐磨炉黑( g4 {" p4 i' Q
N166 SAF-HS 高结构超耐磨炉黑& z. J# d; D- n- J& L& g
基本特性:8 s$ y7 h/ b8 q4 c# x' F
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
( i7 I# x, I& z+ [! `应用与配合:+ R l0 I N/ l' |
胎面,一般在子午胎中使用较多,混炼时应注意分散和焦烧
2 [& N+ p2 [; c! l- z2系列 2 S( k5 O5 ]$ }* s( M5 F
名称 英文缩写 中文名称8 w* ?! o6 f) p/ a1 W- l3 Y
N219 ISAF-LS 低结构中超耐磨炉黑7 V. a4 U7 _$ @
N220 ISAF-HM 高定伸中超耐磨炉黑
1 Z0 W8 k( P% y" [! i2 }1 C N231 ISAF-LM 低定伸中超耐磨炉黑' F8 M3 C$ z% h( j* M$ ]
N234 ISAF-HS-NT 新工艺高结构中超耐磨炉黑$ l3 U3 H/ P* G+ ^, j: J: d4 @) @
N242 ISAF-HS 高结构中超耐磨炉黑8 ~# C _' H2 `; d& b# m
N270 IISAF-HS-NT 新工艺高结构中中超耐磨炉黑
! o4 h5 p+ s; z9 A0 e N285 IISAF-HS 高结构中中超耐磨炉黑- c' Z2 I1 l4 Y @5 E; k3 G, }
N293 CF 导电炉黑
2 [- P" ~3 J0 z( \ N299 GPT 通用胎面炉黑
s5 J1 H) s$ L0 c" `; E. ?. Q8 h$ U, |' A6 E$ I( U* V$ H6 X
基本特性
# s' w0 y# k* L T8 u2 C" X& `2 | 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。9 I i3 P9 G3 z% a1 Z
N220有较高的综合性能。! l% w9 I1 v: Z/ ?; H' U5 ^
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。- q7 ]# G$ X. d/ g+ A. K7 X
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。
6 I7 T/ b3 H) m- e4 v* s3 g4 [/ ^2 i1 @
应用与配合7 E0 P }) Z* f% K& g" l) h
N219适用于胎面,尤其越野轮胎,以改善崩花、裂口。
; L5 r B3 M' H0 e. S2 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。
: A& x9 p, x# r+ u- c 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 t" Y( ?0 r! Q) n9 O, s
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。
: g4 f- J# o: t3 Z( Y3系列/ T4 O# A# [6 v
名称 英文缩写 中文名称3 @) \% I$ }9 b
N326 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑
; V* B3 C" [' q$ {( w. |N327 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑
W4 M# |7 G% o: ]% _* p/ i3 TN330 HAF 高耐磨炉黑& h1 \ r$ V* S4 z+ L: [6 k
N2123 HAF 低生热炉黑
4 C# C2 H, G+ }) r$ L/ ?N332 HAF-NT 新工艺高耐磨炉黑
; K9 x0 P9 y, c& ON339 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑! p2 P% ^8 s; I2 o& I
N347 HAF-HS 高结构高耐磨炉黑9 G4 h- \# o/ ]& Q
N351 T-HS 新工艺高结构高耐磨炉黑
( N' M2 P Z: f) v; x" e7 }5 ~N356 HAF-VHS-NT 新工艺超高结构高耐磨炉黑: W6 c$ e4 }) z4 s, w6 s, c0 D% E
N358 HAF-VHS 超高结构高耐磨炉黑" n4 H( B2 k) h3 ~5 g j
N363 T-LS 新工艺低结构高耐磨炉黑5 L6 R3 |. S1 Y; h6 J1 u
N375 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑% r, C. N1 {/ C
7 U5 p5 V, k8 E2 I
基本特性:
& h# w* W, G" O9 g" `; Z' C 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# \2 n6 v& S 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。4 O) m" Q: Q2 G% t/ |: o& d1 E
N332补强性能优于N330,有较高的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性。 B1 Q& x$ E& s! l5 N- }: z$ l
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。
8 C& ~, ]7 _1 z0 B 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。
' e/ f, A% x+ |9 g6 K4 C- P1 ` 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。
n& A" D8 G3 y* s2 I, J4 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。: f* W! C2 m( N7 R8 S$ p# l
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。+ H9 K$ q/ r# _" ]9 s! L
! q4 v5 A. n4 U
应用与配合 $ W7 k. g3 z; J v4 }
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。! L. p) `5 ?1 U
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。
% Z d+ m' d; l- } N332使用及性能与N330基本相似。
6 \! R$ ^1 L5 ^: u N339、N347、N375为典型的轮胎用炉黑。
; ?: ]% l% _. c4 ^( m 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。
4 w& h9 [( n2 m 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。/ ]; ?; g! Y/ s/ ?
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) ~! _1 j' _+ K
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。, A7 T% l/ N- f1 A1 r0 j( X8 @
7 t1 W0 _0 R8 y) i6 T- s! ? “1、2、3”以上3种系列碳黑物性和力学性能比较 y2 [8 N, X! M+ U9 D: q# k
9 \! b7 T8 O+ c0 O& K- E( i N100、N200、N300系列碳黑同属硬质碳黑,主要用于轮胎胎面。5 O! }. Q( A/ H; h8 F. R1 U
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。
) w' S" Q$ |) s& I9 \6 t 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。
- C7 B: K! ]; w; _# F 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。. y% ^; O; u9 q/ n4 u. s
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,9 @, d9 O0 w& L" Y% q- N
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。
9 d$ L9 t+ m. z- w* n+ W( t 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" g/ l i1 B1 i7 U+ |3 r9 z n0 `& n4系列/ _* U' E+ K* [& C- I
名称 英文缩写 中文名称. T$ s0 r. x# F& X3 y+ K
N440 FF 细粒子炉黑,
, A. x0 T0 Q$ E+ HN472 XCF 特导电炉黑 1 e0 f2 u7 {: j, O( y3 i/ B/ b8 O+ o
2 g3 [0 Y# ]5 ?# x1 o% Q
基本特性
' _8 y$ l3 U) g! [5 { 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。
+ Q& U6 F1 G, F) q1 j7 s: L) @% K0 _5 f! S
应用与配合1 H0 J8 O1 k' B
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。
% ]% c0 j9 g" F# d6 ?5系列" z- B( f1 i9 @$ x* y* |. C2 B
ASTM名称 英文缩写 中文名称8 r/ M+ U/ m! {' `7 _
N539 FEF-LS 低结构快压出炉黑 $ h5 c4 v0 Y- Z5 H
N542 FEF-LS 低结构快压出炉黑) w/ @8 m# P4 |5 n( S
N550 FEF 快压出炉黑
% I$ O; V3 p1 y, _( C, P5 YBC1031 FEF 高干净度快压出炉黑' P4 F' Y2 {- V5 t
BC1029 FEF 超干净度快压出炉黑. o" t5 v! r7 @' @
N568 FEF-HS 高结构快压出炉黑
+ J! d. i! [' I
) y' [; Z7 y. z1 D基本特性
9 N6 p3 n- |6 m% F& z5 G$ e5 R o 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 o! b) W2 d/ _ 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$ N9 @& l1 v' ?* W4 b
3 M# B+ _( p0 b( a- }$ V
应用与配合
# {# z& U/ b. @" R. D5 Z4 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。
! P& y6 N. O- h9 n( n+ \ 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。
% `: M) I0 p7 t* l$ y3 C* u6系列 2 j- ^5 e: I4 |, T
名称 英文缩写 中文名称
( @' L9 T. [2 Z5 @* {N601 HMF 高定伸炉黑, l5 }* d6 x" R' {* u8 o
N630 GPF-LS 低结构通用炉黑
$ z' l( b. B) P. CN650 GPF-HS 高结构通用炉黑0 F/ P L1 r- z S/ G( \
N642 GPF-LS-NT 新工艺低结构通用炉黑7 W& i3 b" ~& l6 Y
N660 GPF 通用炉黑: ]# C7 D I: _; [
N683 APF 全用炉黑
2 K6 f6 g' X* W2 b
9 v" Q" ^2 n+ V基本特性 + J! g9 R; a0 D6 X
N630、N642其物化性质相似,补强性能比半补强炉黑稍优。
5 _- O9 w1 X& `; ?( ~- G! t 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。
, r" I: _7 Y, q N" I- u+ R 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。
1 ?: R( t% k: M+ {5 K: C 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。+ p) t+ T5 R% M( k% _& }! Q
+ y1 p' P, g& w8 o# {/ S
应用与配合 % ^! I' i2 Q [
N630和N642适用于制造轮胎帘布层、内胎、胶管及其它橡胶制品。/ F" L* l, U0 J# i
N642还可代替半补强炉黑使用。' `; t3 b# k2 V& K
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。) f! X5 E0 @ Q/ `
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。" g% O6 T+ G. f6 J6 G& L9 ^4 {
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。
/ u* p; Y8 E# j6 i' A9 p7系列* A% [% |+ A$ n
ASTM名称 英文缩写 中文名称
1 X( J1 p0 b" XN724 SRF-LS 低结构半补强炉黑
" e) V9 b# T7 ~- {, ^/ BN741 SRF-HS 高结构半补强炉黑/ u8 k1 B, ]; g; Z% s4 Z
N754 SRF-LS 低结构半补强炉黑
" o" i* x3 g: `6 lN761 SRF-LS 低结构半补强炉黑
: i# H0 `5 q9 q$ T9 C ZN762 SRF-LMNS 非污染低定伸半补强炉黑
& Z; t" _7 y7 m$ B1 GN765 SRF-HS 高结构半补强炉黑9 n0 v1 ^8 S" h) `' @
N770 SRF-HM 高定伸半补强炉黑 Z2 e0 c l) |* F( F! N
N774 SRF-HMNS 非污染高定伸半补强炉黑9 b- c8 x% T7 Y& c( K
BC1056 SRF 高干净高定伸半补强炉黑. }. J$ h0 N( k& t! l
N785 MPF 多用炉黑
/ u" ^: q/ i# a9 v/ U5 k0 MN787 SRF-HM 高定伸半补强炉黑
5 E& W' ~+ e# G6 \3 ]0 A
% I6 G y" g. A" n/ v$ K* r& E+ E基本特性 ' x" }* U& j7 S6 [% H& U
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。. k w1 p6 \( y; T( f
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。
, ~2 N" U( \/ ~6 { 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。( ?2 c7 ~4 T" t; @( k
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。
9 h% i r X/ R" x& ^ 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。
$ a' h# Y4 M! U 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。" A6 Q' W, [7 l1 L7 a' v
% G9 U( g6 I8 f1 K# N应用与配合
. t: U8 k/ E8 x% b 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。! ]1 Y: F g3 c9 o; N! j6 B9 ?
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。
$ G& c$ e" S+ y% Z1 l' t 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。
# W9 C9 T3 _1 B3 O 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。6 e1 O. m6 z0 i" z+ T5 A ^, Y4 ^( E
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。" g8 w9 F3 c. b* d: r2 i
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。
0 Z- e6 X5 b/ |* ] [* W8、 9系列7 I5 H; c1 K& R6 s5 M- \
ASTM名称 英文缩写 中文名称
# I1 r; U: n- \$ O! B* l, NN880 FT 细粒子热裂碳黑
$ I2 H: }7 j% j& O2 F1 ZN907 MTNS 非污染中粒子热裂碳黑
- Y% M6 r S( ? N990 MT 中粒子热裂碳黑7 g4 z8 { ^4 P: a3 w; o7 M$ |. F; E3 ~
N991 MT-LS 低结构中粒子热裂碳黑! E; V3 s' Q. a" c! t& h# F; a
, M0 A& m: ~: \1 `1 w% s/ p基本特性7 p( M% `/ H8 U; P U0 O( A; C
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。/ c$ H& p y% {' z8 v, M: |
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)。
9 o) z( K' ?" b9 z2 e/ a- T& b- y/ U) N9 z" q% b& F* k1 s* Z
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。4 L& s6 Z& q" L& v6 @, |* Q
b/ x( ]- O& n% F- K: F
应用与配合
1 r6 `' w- K! m( L, I1.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。9 C$ K9 M2 T4 ?. F1 X+ q
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% l; o& a% {) @' g4 U; v! P
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。
8 _. ]* U8 r" v% I! X$ z: X# F9 g7 R# }( i6 A* J' @( T; M
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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