热裂解法炭黑N990在EXXON BIMS轮胎气密层胶料中的应用

THERMAX 中粒子热裂解法炭黑N990是通过天然气热裂解生产出来的。热裂解工艺使得炭黑具有粒径大和结构低的特点。

THERMAX炭黑可在卤化丁基橡胶（BIIR，CIIR）轮胎气密层的应用中与通用炉黑并用。使用N990炭黑可获得如下性能优势：
--相比单独使用通用炉黑，在卤化丁基气密层中的填充度更高
--炭黑填充量高的情况下，降低气密层的透气性
--通过提高炭黑填充量来降低胶料成本
--可降低气密层厚度来节约成本

在本报告中，将CANCARB的N990热裂解法炭黑应用在使用EXXON公司新的BIMS弹性体（溴化异丁烯与对甲基苯乙烯的共聚物）生产轮胎气密层的胶料配方中评测。BIMS弹性体具有与丁基橡胶一样的抗气体渗透性能，但其热稳定性要好许多。因为他们在主链上没有不饱和部分，所以可以抵御氧和臭氧的侵蚀。这些性能使BIMS弹性体成为耐热和屈挠极端条件或要求更长使用寿命的产品用途的理想材料。

BIMS气密层测试配方见表一。N990的填充量计算在提供与对照胶料配方相同硬度的水平上。

表一：测试配方

对照编号

#1

#2

#3

#4

EXXPRO 89-4

100

100

100

100

N660

60

45

30

15

CANCARB N990

--

30

60

90

NAPHT.OIL

8

8

8

8

SP1068 增粘剂

2

2

2

2

ESCOREZ 1102 树脂

2

2

2

2

STRUKTOL 40 MS

7

7

7

7

硬脂酸

2

2

2

2

氧化锌

3

3

3

3

MBTS

1.5

1.5

1.5

1.5

硫磺

0.5

0.5

0.5

0.5

 

重要结果：

详细胶料测试结果参见以下的表2。

表2：胶料数据

胶料编号

#1

#2

#3

#4

EXXPRO 89-4

100

100

100

100

N660

60

45

30

15

THERMAX N990

--

30

60

90

 

 

 

 

 

ODR, ASTM 2084-95, 320°F,1°Arc

Tmin, in-lb

6.3

6.6

6.6

6.8

Tmax,in-lb

13

13.5

13.4

13.9

Ts1,minutes

5.9

6

6.7

6.9

Ts2,minutes

7.5

7.5

8.4

8.1

Tc50%,minutes

9

9.1

9.9

9.8

Tc90%,minutes

13.3

13.3

14.6

13.9

Tc95%,minutes

15.7

15

16.3

15.7

 

 

 

 

 

门尼焦烧，ASTM D1656-96， 125℃， ML

Minimum Torque

50.59

50.64

48.91

48.74

Ts1, minutes

13.58

13.42

14.08

14.33

Ts5,minutes

25.5

25.58

27.08

27.67

Ts10,minutes

31.33

31.58

34.08

34.75

Ts35,minutes

38.33

38

41.42

41.92

Ts35– s5,minutes

12.83

12.42

14.34

14.25

 

 

 

 

 

原始样品, 硫化 17’@160℃,ASTM D412-99

100% Modulus, MPa

1.08

1.19

1.23

1.23

300% Modulus, MPa

3.14

3.6

3.61

3.54

Tensile Strength, MPa

9.09

7.91

6.96

5.7

Elongation at break(%)

937

891

842

735

Hardness, Shore A

48.8

47.3

47.8

48.4

 

 

 

 

 

硫化17’@160℃,老化 7天@150℃

100% Modulus, MPa

3.1

3.12

3.29

3.29

300% Modulus, MPa

8.77

8.52

6.89

7.08

Tensile Strength, MPa

10.77

9.32

7.96

7.11

Elongation at break(%)

487

438

408

392

 

 

 

 

 

疲劳破坏试验, 23℃,原始样品，拉伸周期X100，ASTM D4482-99

平均6

7342

4356

6072

9019

 

 

 

 

 

龟裂扩展，穿孔样品，23℃，ASTM D813-95

1= 无扩展  2=2 X原龟裂

 

 

 

 

300,000 周期

1

1

1

1

500,000 周期

1

1

1

1

800,000周期

1.5

2

1

1

1,000,000 周期

2

2

1

1

 

 

 

 

 

BF GOODRICH 屈挠测试仪 动态力学损耗因子， 1Hz

－100℃

0.04617

0.04709

0.04868

0.04306

－50℃

0.59637

0.61134

0.60539

0.60074

0 ℃

0.39256

0.3844

0.42234

0.4225

23℃

0.15768

0.14084

0.15685

0.15618

50℃

0.11329

0.10393

0.11421

0.11117

 

 

 

 

 

粘接，对胎体帘布层胶料，INSTRON 4465，RT

平均剥离强度， lbs/in

107

117

129

127

平均剥离强度 = 平均全部拉力/测试厚度

 

 

 

 

 

 

EXXON 气体渗透性

Ft.3 – 0.001”/Ft2-day-psi X 1000

1.53

1.37

1.17

1.42

与#1胶料相比 %变化

0

-10%

-23.5%

-7.1%