N990热裂解法炭黑与喷雾炭黑性能对比铜电缆
文章来源：杰豪机械网 | 2022-10-21
N990热裂解法炭黑与喷雾炭黑性能对比
炭黑是橡胶工业中最通用的补强填充剂，其总量的90－95％用于橡胶工业，其耗用量约为橡胶耗用量的40－50％。炭黑不仅能提高橡胶制品的强度，而且能改善胶料的加工性能，并赋予制品以耐磨耗、耐撕裂、耐热、耐寒、耐油及某些特殊性能，使制品使用寿命延长。炭黑的生产工艺一般可分为槽法和炉法，其中中粒子热裂解法炭黑（MT炭黑）是天然气隔绝空气加热到1300℃裂解生成，是由大量球形、椭圆形炭和少量熔接粒子组成，具有粒径大、比表面积小、结构低、容易分散、流动性好、高填充量等特点okmart.com。因其表面活性低，故也称为非补强性炭黑，是一种在轮胎气密层、胶管、胶带、油封、氟胶制品中应用较为广泛的炭黑品种之一。由于目前国内的炭黑厂尚不能生产热裂解法炭黑，因此我国的橡胶产品配方中很难见到这一组分。而性能与其相近似的喷雾炭黑，粒子较粗并可以在胶料中大量填充，加工性能良好。硫化胶弹性大、生热低、变形小、低温性能好、定伸应力较高，目前多用于特种橡胶制品中，另外国内自己也生产这种炭黑。因此我国的配方设计工程师经常使用喷雾炭黑在相关的生产中。 本文仅就中粒子热裂解法炭黑的代表N990热裂解法炭黑和喷雾炭黑的各种性能进行对比。一．材料 试验所需的炭黑来源为：N990热裂解法炭黑，加拿大Cancarb公司生产，喷雾炭黑，国产品种。二．试验结果 热裂解法炭黑与喷雾炭黑基本性能对照表测试项目 试验方法ASTM 喷雾炭黑 热裂解法炭黑 物理形态 粉末 均匀、柔软颗粒325网目筛余物%（PPM）ASTM D—1514 17 5氮表面积 M２/G ASTM D—6556 16.6 7-12DBP ml/100g ASTM D—2414 120 34-44灰份含量% ASTM D—1506 0.53 0.2PH酸碱值 ASTM D—1512 8-10.5 9-11甲苯萃取量% CC—12 1.1 0.5加热减量% ASTM D—1509 1.64 O.1密度KG/M３ 154硫含量% 0.49 0.05三．试验结果分析１．物理形态经过造粒处理后的N990热裂解法炭黑不仅在加工中可以防止粉尘和有害空气的产生，维护使用者的身体健康，而且造粒后的炭黑更易于搬运，降低了炭黑的运输成本，也改善了炭黑的流动性，更易于使用气体输送装置加料。另外造粒后，可以提高炭黑在胶料中的分散性。喷雾炭黑由于未经过造粒处理，加工混炼时间不得不延长，消耗了更多的能源，产生了更高的温度（可能引起胶料焦烧），降低了设备的利用率。甚至可能出现由于存在未分散的炭黑，引起制品内部出现空洞以及制品外观质量问题。２．325目筛余物含量筛余物和磁性物质(诸如金属碎片)含量高能引起制品外观质量和其它质量问题。在实际生产中，尤其是在生产O型圈、密封垫、风雨密封件和汽车水刮器，这是产生废品的主要原因。废品率的增加使生产成本相应地增加。N990热裂解法炭黑的筛余物较低，不仅可以提高成品率，而且可以降低对模具的磨损，提高连续生产的时间。３．结构利用DBP吸收法检测喷雾炭黑的结构时，无法得到数据。分析原因，有可能是喷雾炭黑的结构非常松散（密度仅为154 KG/M３），也有可能是这种测试方法不适合检测这种形态的炭黑。表中喷雾炭黑DBP吸收值摘自《橡胶原材料手册》（于清溪主编 化学工业出版社出版）。４．甲苯抽出物炭黑表面上焦油状物质，可以被甲苯等一些溶剂抽出。抽出物含量高可能会污染胶料，在一些应用中能引起污染。制品外观也可能出现问题。５．比表面积喷雾炭黑的比表面积比N990热裂解法炭黑的大，从理论上讲，喷雾炭黑的粒子比N990热裂解法炭黑小，补强性更好，而N990热裂解法炭黑在胶料中的添充量则更大一些，胶料的各项技术指标却不会随N990热裂解法炭黑份数的加大而下降。６．加热减量N990热裂解法炭黑加热减量明显低于喷雾炭黑。如果炭黑水分含量高，在硫化时，可导致制品中产生气泡，进而使制品内部出现气孔和外观质量问题，因此在生产中我们更希望使用水分含量低的炭黑。７．硫含量喷雾炭黑中硫含量经测试要比N990热裂解法炭黑的高出许多。在氟胶加工中，由于氟胶是高饱和胶，不能使用硫黄硫化体系，因此喷雾炭黑不适合氟胶的生产加工中。四．结论综上所述，我们感到对比喷雾炭黑，N990热裂解法炭黑作为一种功能性填充剂，具有加热减量小、纯度高、粒子大、结构低、流动性好、填充量高等优势，更适用于相关橡胶制品，尤其是在生产配方中的胶料较昂贵，尺寸公差要求严格，动态性能要求优秀的制品中，如氟胶、丁腈胶、三元乙丙胶、氯丁胶、丁基胶等。另外大量使用热裂解法炭黑不仅可以降低成本，而且使用造粒后的炭黑可以改善工作环境，提高连续生产能力。