［实验报告］高性能填料活性高岭土NKL系列的应用

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高性能填料活性高岭土NKL系列的应用说明 " P! s4 j7 I, q I，产品理化性能&环保申明 本产品以天然黏土材料应用特殊工序制备而成的超细层状硅酸盐粉体材料，可广泛应用于橡胶工业。属环境友好材料，无毒性以及重金属含量均符合环保要求，其使用不会对环境造成负面影响。本产品理化性能如下： ; v, u) W* n' D$ q5 [3 c- K2 F6 t0 Y0 k化 学 成 分（%） 物 理 性 能 - q* ^5 y" l: dSiO2 49.12 片层平均直径(Average diameter of flakes) 300-500nm Al2O3 41.34 片层平均厚度(Average thickness of flakes) 20-50nm Fe2O3 0.831 比表面积(Surface area) 32m2/g MgO 0.0903 白度(Brightness) 75%-90% : X. q0 q# o! N7 s& MCaO 0.167 pH值 7.0-8.0 ( j$ s# r5 H6 G4 T' q1 e/ u# TNa2O 0.593 吸油值(Oil absorption) 45±5ml/100g 7 E6 F; x! N8 p& O% W1 A* G& M' lK2O 0.165 遮盖力(Hidden ability) 0.925 9 w) y* N" Q5 t" y' d( E- v4 v5 x7 RSO3 0.244 水分(water content) ≤1.0% TiO2 1.26 325目筛余量(325 mesh residue) ≤0.02% 4 U% K9 z# n& m0 `$ GP2O5 0.421 密度（Density） 2.55g/cm3 ' ?. C+ x, F7 _" ~MnO 0.0016 烧失量（≤） 0.16 ) c) Q! p* t) W, F9 Q3 y5 } 7 w r+ P7 ?1 ] e' g6 [: AII，NKL系列高岭土在橡胶中的应用领域 7 e0 r+ s" u! X$ |NKL系列高岭土（Nano-Kaolin）可用于各种橡胶制品，显著提高其机械物理性能，同时降低其生产成本。特别是在 弹性、抗屈挠、尺寸稳定性、阻隔性能、扯断伸长率、压缩变形 等性能方面具有相当优势。 在顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶和丁腈橡胶中优于白碳黑的补强性能，在丁苯橡胶中接近于白碳黑的补强性能。 NKL系列高岭土（Nano-Kaolin）应用于橡胶三大领域，可以代替目前主流补强剂白碳黑，提供高力学性能以及自己独特性能。 9 N' r. w+ K6 z5 s) u4 n, V& E1，橡胶密封件和抗震件领域： 在汽车/摩托车密封件、O型圈等产品中，可降低产品压缩变形、提高力学性能，可以完全或者取代大部分主流补强剂白碳黑。同时提高产品的尺寸稳定性。此领域，NKL系列高岭土的性能可超越白碳黑。 2，鞋底领域 在各类型高级鞋底中，其性能不亚于白碳黑，从价格和性能优势可以代替白碳黑产品。此外可以高份数填充而不影响产品力学性能和硬度，弹性优越。 / ~: G; g) X, a( r( O2 z. I- h6 K! Q3，轮胎领域 在提供优良力学性能的同时，也可以提供高阻隔性能，增强气密性能，力学性能优越。特别在天然胶内胎中，可显著提高其气密性。 ' l$ { E6 d* h4，挤出制品领域 : u* C8 t& l |5 j由于NKL系列活性高岭土是通过特殊化学处理方法改性得到的产品，它具有补强性能好、填充量大、门尼粘度低、流动分散性好等特点，因此NKL高岭土尤其适用于挤出橡胶制品中，比如电线电缆、胶管、注塑件、密封条等领域内。 " ?6 q# _9 r+ \% T4 ?III，NKL系列高岭土在橡胶领域的实验报告 一，标准实验配方 4 g+ T, Q" }7 l# a/ A0 O4 `/ p标准橡胶实验配方 ' c% z9 H* t* N4 S$ F$ @# a顺丁橡胶 三元乙丙橡胶 天然橡胶 丁苯橡胶 ! w! e1 [; j# g" B顺丁胶 100 三元乙丙胶 100 天然胶 100 丁苯1500 100 氧化锌 3 氧化锌 5 氧化锌 5 硫磺 1.75 硬脂酸 2 硬脂酸 1 硬脂酸 4 硬脂酸 1 促进剂NS 1.5 促进剂M 0.8 促进剂M 1 氧化锌 3 & U3 I, N, ^& U: J环烷油 15 促进剂TMTD 2 硫磺 3 促进剂NS 1 , N% D" O4 k' w; R) O# f4 d硫磺 2 硫磺 2 防老剂D 1.5 白炭黑/ ) f+ c1 Y7 z7 K! U d! b F活性高岭土 60 白炭黑/ 活性高岭土 60 白炭黑/ 活性高岭土 45 白炭黑/ & V2 v. a( ~# c8 } j活性高岭土 50 活性高岭土在各种橡胶中应用性能对比 * r6 s3 Q* o' w B! j- _6 V测试项目 顺丁橡胶(BR) 三元乙丙(EPDM) 天然橡胶(NR) 丁苯橡胶（SBR） ' i$ y) ?9 z& ^- F5 `! o7 ~ T NKL T NKL T NKL T NKL 邵尔硬度(Hardness) 77 42 86 64 78 56 76 54 ) w8 w3 P/ m9 f2 b+ Z3 }- l1 F扯断伸长率/%（EB） 260.8 796 445.6 566.4 560.8 622.4 740.0 746.4 拉伸强度/MPa(TS) 5.75 7.48 13.34 17.19 16.78 26.85 17.62 16.53 $ Q/ V, g9 } `! Y300%定伸强度/MPa(SE) - 1.45 8.80 4.87 6.31 7.07 4.23 3.86 500%定伸强度/MPa(SE) - 2.04 - 11.32 13.72 17.74 8.45 6.25 % c; U" F5 t" N+ Y7 W9 t撕裂强度/KN/m(TRS) 36.14 19.31 58.95 34.61 35 42.85 46.87 39.25 8 _5 n% Z! w+ ]) t% D弹性/%(El) 48 58 52 49 46 57 41 50 注：T代表白碳黑；NKL代表活性高岭土 NKL系列高岭土在顺丁橡胶、三元乙丙橡胶和天然橡胶中的补强实验结果说明，NKL系列高岭土在拉伸强度和定伸强度方面均优于白炭黑，特别是在天然橡胶中，NKL系列高岭土的拉伸强度比白炭黑高约10MPa。在扯断伸长率和弹性方面，活性高岭土也均优于白炭黑。在撕裂强度方面，在顺丁橡胶和三元乙丙橡胶中白炭黑优于NKL系列高岭土，但在天然橡胶中NKL活性高岭土优于白炭黑。 二，活性高岭土NKL-8产品性能测试 对NKL-8在SBR-BR和EPDM两个体系中的性能按照各配方来对性能做检测。 8 E) T7 B& z& ]1 F! g1， NKL-8与白碳黑的力学性能对比(SBR-BR) . J( z1 b; c2 `7 J活性高岭土NKL-8系列应用性能配方（SBR-BR） . I L* Z: A5 O/ v! D配方 1-1 1-2 1-3 1-4 ) i( S+ X' F# @" c* ~2 u9 d/ O7 H原料 phr phr phr phr SBR 40 40 40 40 ) N: B1 w1 w$ Y6 G4 gBR 60 60 60 60 活性高岭土NKL-8系列 90 90 120 : V- V7 y' }# U/ w, s- P白碳黑 40 10 $ h4 l5 l, ^# o3 a8 E1 p( [总量 156.7 213.25 202.25 234.05 * y# B4 Z5 M3 p% e7 e注：硫化温度155度/4min，做力学性能对比，做压缩模量和硬度. 6 U: _, ^% x F' ]! T1 P根据以上四个配方，对活性高岭土NKL-8系列与白碳黑的性能做了对比，其力学性能对比如下表： 3 P: u* X! j3 Q0 C: w" J2 Q活性高岭土NKL-8与白碳黑的力学性能对比(SBR-BR) 配方 1-1 1-2 1-3 1-4 300%定伸强度 Mpa 2.13 3.44 2.99 4.04 1 [8 q Y% o& m, e, J" I6 K7 J4 w扯断强度Mpa 9 6.89 6.38 8.44 伸长率％ 672 452 460 440 2 [! p% S5 ^* }$ N$ \) ?& f" h n永久变形％ 18 16 14 16 & t* a! b1 X+ _0 x3 Z) \; ?撕裂强度KN／m 41.97 45.39 39.59 58.01 硬度 62 61 56 60 弹性模量 19.35 12.81 18.4 19.44 ) b# O& J5 d( Z/ F/ T# K比重 1.1073 1.3362 1.3967 ' u ^! ^ Z1 q/ M* D2，NKL-8与硅酸铝力学性能对比(EPDM) 活性高岭土NKL-8系列应用性能配方（EPDM） 配方 2-1 2-2 2-3 2-4 原料 phr phr phr phr EPDM 100 100 100 100 2 D5 Y7 o$ A( t5 M' W9 U2 S4 r活性高岭土NKL-8 80 120 硅酸铝 50 80 总量 164 219 $ {5 Y7 C0 [( {; F8 Z: T; Q根据以上四个配方，对活性高岭土NKL-8系列与硅酸铝的性能做了对比，其力学性能对比如下表： 0 x! C% x& C8 S5 [NKL-8与硅酸铝力学性能对比(EPDM) 配方 2-1 2-2 2-3 2-4 & n: H3 B1 H7 {/ q配方名称 NC-1 NC-2 NC-3 NC-4 300%定伸强度 Mpa 1.89 3.37 2.95 4.95 扯断强度Mpa 2.75 5.4 3.78 7.64 3 j; _, B" b5 y) ?! Z伸长率％ 344 324 320 332 ; k0 b) |2 J1 O" m永久变形％ 6 8 8 24 3 h$ f6 w5 T% J2 Z7 c7 [( j撕裂强度KN／m 22.5 36 27 45 硬度 63 60 71 66 6 [$ Z$ @1 P1 _5 \. W. O弹性模量 6.58 10.7 11.68 11.59 o8 b' ^* T1 Q7 t3 \磨耗体积cm3 硫化不成功 1.53 4.88 1.65 4 ~/ t. ?/ m o/ n% o$ ?3 E _7 |; C. e( T比重g/cm3 1.09 1.23 1.18 1.34 2 M/ k- p7 u0 f7 A" U活性高岭土NKL-8系列实验&应用结论：  NKL-8表面经过硅烷活化处理，增加橡胶与高岭土填料表面的耦合性，从而使均匀分散于橡胶中，显著提高其对橡胶的补强性能。  NKL-8高岭土以活性级形式存在.本品用做天然橡胶，合成橡胶的补强剂，可增强硫化物的机械性能，提高橡胶制品的弹性和气密性，在抗屈饶与阻隔性能等方面也具有明显优势。 ! R1 o+ E* |. Y# N% K( F NKL-8可单独用做天然橡胶，合成橡胶，热塑性弹性体的补强填充剂，也可以在白碳黑补强体系中按NKL-8:白碳黑3:1去取代白碳黑，制品的定伸强度可以提高1.8倍，撕裂强度可以提高60%.在过氧化物体系中以2份的NKL-8取代一份的硅酸铝，其物性可以提成50%以上。 9 g5 t5 U1 p# S NKL-8在橡胶中易混入，易分散，可大量填充，而且性价比高。 , t4 @ ]6 ]8 O% m* a# [$ v5 r 三，活性高岭土NKL-7系列产品性能测试 对NKL-7在SBR-BR和EPDM两个体系中的性能按照各配方来对性能做检测。 ; R5 \% ?+ k v: [ N: [4 J7 s" {1，NKL-7与白碳黑的力学性能对比(SBR-BR) + E8 V) t4 N/ ?7 m6 D8 [活性高岭土NKL-7系列应用性能配方（SBR-BR） 6 v& ^ Z3 s( I9 Y% c/ V" |配方 3-1 3-2 3-3 3-4 原料 phr phr phr phr SBR 40 40 40 40 5 R# \9 g& V# yBR 60 60 60 60 活性高岭土NKL-7 90 90 120 白碳黑 40 10 % E" u* f, f8 X; A' t2 M总量 156.7 213.25 202.25 234.05 6 y; D5 I# F3 ~注：硫化温度155度/4min，做力学性能对比，做压缩模量和硬度. " O$ m G+ M# v: j/ g% V' G5 ^根据以上四个配方，对活性高岭土NKL-7系列与白碳黑的性能做了对比，其力学性能对比如下表： 活性高岭土NKL-7与白碳黑的力学性能对比(SBR-BR) i% n* R; ~: a* E( |3 q% c! T0 M 白碳黑40phr NKL-7/白碳黑 NKL-7(90phr) NKL-7(120phr) 3-1 3-2 3-3 3-4 + d; C$ _5 ~9 f( ]/ W/ {7 d9 [300%定伸强度 Mpa 1.89 4.02 2.95 3.73 , m' n+ b7 z$ l i1 `5 j3 C0 T5 R扯断强度Mpa 10.58 9.99 9.38 11.05 ' _) i( V( a' A: a* w! r伸长率％ 704 576 684 676 永久变形％ 24 28 28 40 撕裂强度KN/m 44.48 58.91 45.38 62.26 6 V+ g" L, |3 r硬度 56 58 56 60 弹性模量 27.38 37.65 35.27 35.27 2，NKL-7与硅酸铝力学性能对比(EPDM) 活性高岭土NKL-7系列应用性能配方（EPDM） ' t1 v1 s& ~7 ^+ C Y$ J: L配方 4-1 4-2 g0 B% Y! l) N. u原料 phr phr EPDM 100 100 ; I3 R j# M2 r活性高岭土NKL-7 100 硅酸铝 45 - d) t+ g) P( e2 O, Q总量 164 219 NKL-7与硅酸铝力学性能对比(EPDM) 配方 4-1 4-1 300%定伸强度 Mpa 3.16 4.77 " Q1 W a4 W! E! j扯断强度Mpa 4.08 7.62 伸长率％ 308 324 ) z2 a; ?7 t) X# [+ i永久变形％ 4 24 . P( K9 }( H, }6 J9 i2 ~撕裂强度KN／m 27.11 42.66 硬度 62 69 ) H- r9 w! S- U0 j5 d3 ?3 E4 b弹性模量 8.31 11.73 8 F3 G& y c; F3 r" W S2phr的活性高岭土NKL-7相当1phr硅酸铝， 定伸强度和撕裂强度提高50%，扯断强度提高80% 活性高岭土NKL-7系列实验&应用结论： 2 t3 S' k+ [/ a* p( N7 t NKL-7 经过耦合剂活化处理，增加橡胶与高岭土填料表面的耦合性，从而使均匀分散于橡胶中，显著提高其对橡胶的补强性能.  NKL-7中高岭土以活性级形式存在.本品用做天然橡胶，合成橡胶的补强剂，可增强硫化物的机械性能，提高橡胶制品的弹性\气密性\抗屈饶与较佳的自洁性.  NKL-7可单独用做天然橡胶，合成橡胶，热塑性弹性体的补强填充剂，也可以在白碳黑补强体系中按NKL-7:白碳黑3:1去取代白碳黑，制品的定伸强度可以提高一倍，撕裂强度可以提高40%.在过氧化物体系中以2份的NKL-7取代一份的硅酸铝，其物性可以提成50%以上.  NKL-7在橡胶中容易混入，容易分散，可大量填充，而且性价比高.

MDI

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风野亭

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chong021

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龙行天下

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yanlei1980

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guishandong

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胶大

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