Thermax N990中粒子热裂解法炭黑在EPDM中的应用简介

Thermax中粒子热裂解法炭黑N990是一种通过天然气裂解法生产的，具有大粒径（低比表面积）、低结构的独特的炭黑。Thermax产品在赋予产品良好的耐油、耐热和耐化学性能同时，也赋予了产品的优异的动态性能。Thermax产品大粒径低结构特点可以使混炼胶产品具有低的压缩形变、高回弹性和低的滞后阻力这些橡胶固有的特性。Thermax可以被用于所有的高聚物中，通常应用于FKM、CR、NR、IIR、NBR、EPDM、HNBR、ACM和ECO混炼胶中。
众所周知，大量填充物可以改善EPDM挤出物的性能。可以使产品表面更加平整，使产品可以获得理想的最终产品表面性能，更锋利的边缘，更好的取向稳定性并提升了产品的湿强度。
以下研究，是有印度橡胶制造协会受加拿大肯卡伯公司委托，说明了通过使用Thermax炭黑部分替代炉法炭黑在帮正橡胶加工和硫化性能的同时提高橡胶的填充量。除此以外,由于Thermax优异的分散性能和较低的硬粒子含量，用户可以获得一流的产品表面。

实验

在挤出制品中，也是EPDM的主要应用，两种不同粒径和结构的炉法炭黑经常混合使用以平衡胶料的加工性能和硫化性能。实验研究绍尔硬度A分别为50、60和70的胶料，通过放入N550和N774炭黑对胶料硬度进行控制。实验用混炼胶用2份ThermaxN990代替一份N774以获得相同的硬度。

混炼胶配方：

 

Hardness 50 SH

Hardness 60 SH

Hardness 70 SH

 

A1

A2

B1

B2

C1

C2

EPDM Keltan 512

100

100

100

100

100

100

N550

60

60

80

80

120

120

N774

40

-

50

-

50

-

Thermax®N990

-

80

-

100

-

100

Paraffinic Oil

90

90

90

90

90

90

ZnO

5

5

5

5

5

5

Stearic Acid

1

1

1

1

1

1

ZDBC

2

2

2

2

2

2

TMTD

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

MBT

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

Sulphur

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

硫化性能

混炼胶

A1

A2

B1

B2

C1

C2

硬度 (Shore A)

49

50

58

58

69

68

300% 定伸强度(MPa)

6.2

6.5

7.8

8.3

-NA--

-NA--

拉伸强度 (MPa)

8.4

8.8

9.4

8.9

8.2

8.0

断裂伸长率 (%)

405

415

370

320

205

240

撕裂强度 (kN/m)

22.6

22.6

25.9

24.5

24.9

22.8

压缩永久变形率 (%)
ASTM D 395 Method B
(@100°C/22hrs/25%)

16

19

17

23

21

24

热老化性能

性能改变量在以下空气中 @ 100°c/ 168 hrs.

混炼胶

A1

A2

B1

B2

C1

C2

硬度改变量 , points

+8

+9

+9

+10

+9

+10

拉伸强度 %

+5.2

+4.5

+5.2

+3.3

+10.7

+4.9

断裂伸长率改变量%

-39.5

-44

-47.3

-39

-31.7

-37.5

讨论

尽管Thermax 炭黑在硬度为50的胶料中填充40phr和硬度60、70的胶料中填充50phr，对于各组胶料，门尼粘度、门尼焦烧时间和硫化时间仍保持在相近的数量上。胶料的硫化性能也没有受到炭黑填充量增加的影响。胶料压缩永久变形率随着炭黑总填充量的增加而增大。然而Thermax N990是各种炭黑中对胶料压缩永久变形性能影响最小的炭黑。含有N990的胶料的耐热老化也有所增强。

茂金属催化EPDM橡胶

通过溶液悬浮聚合茂金属催化的EPDM橡胶与传统EPDM相比具有更高的分子量。因此具有更好的机械性能，但是企业更难进行加工。在茂金属催化EPDM中使用Thermax N990部分代替炉法炭黑，可以更加明显的提升也更适合茂金属催化EPDM橡胶的加工。