Thermax中粒子热裂解法炭黑N990在NBR/PVC橡胶混炼中的应用
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压缩形变、高回弹性和低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。
热裂解法炭黑是一种非补强炭黑经常与炉法炭黑和（或）矿质填料混合已达到降低成本和提升混炼胶指定性能的作用。当它们用在丁腈橡胶和聚氯乙烯的混炼胶中时，人们发现热裂解法炭黑可以改善产品的压缩永久变形的性能，从而改善产品的密封性能。
以下研究，由印度橡胶制造研究协会受加拿大Cancarb公司委托进行的，实验展示了用N990代替全部或者部分N550炭黑对于三种不同绍尔A硬度（60、70和80）丁腈橡胶和聚氯乙烯混炼胶的影响。
配方 (phr) |
Hardness 60 SH |
Hardness 70 SH |
Hardness 80 SH |
|||
|
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
*NBR/PVC (70:30) |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
MC Sulphur |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
Stearic acid |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
Zinc Oxide |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
FEF N550 |
40 |
-- |
60 |
30 |
80 |
40 |
Thermax N990 |
-- |
90 |
-- |
70 |
-- |
90 |
DOP |
25 |
25 |
25 |
25 |
25 |
25 |
TDQ |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
CBS |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
TMT |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
测试胶料性能
胶料 |
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
粘度 ML(1+4) @ 100°C |
27 |
28 |
44 |
44 |
61 |
61 |
门尼焦烧时间t5 @ 125°C (min) |
4.1 |
3.3 |
3.6 |
3.4 |
3.3 |
3.1 |
流变性能 @160°C |
||||||
ML (lbf.inch) |
3.84 |
4.48 |
6.15 |
5.94 |
7.99 |
6.87 |
MH (lbf.inch) |
44.94 |
47.54 |
58.29 |
58.98 |
63.16 |
67.35 |
tS2 (min) |
1.54 |
1.27 |
1.39 |
1.28 |
1.26 |
1.19 |
t90 (min) |
24.51 |
21.03 |
23.54 |
28.62 |
30.13 |
32.75 |
硫化性能 使用硫化仪160°C 硫化 90 minutes |
||||||
硬度 (Shore A) |
62 |
63 |
72 |
73 |
81 |
82 |
100% 定伸模量(Kg/cm2) |
36 |
33 |
48 |
52 |
68 |
70 |
200% 定伸模量(Kg/cm2) |
70 |
66 |
112 |
116 |
142 |
144 |
300% 定伸模量(Kg/cm2) |
117 |
99 |
-- |
-- |
-- |
-- |
拉伸强度 (Kg/cm2) |
191 |
140 |
170 |
154 |
164 |
167 |
断裂伸长率 (%) |
520 |
530 |
320 |
280 |
250 |
250 |
撕裂强度 (Kg/cm) |
42 |
44 |
45 |
46 |
38 |
39 |
压缩永久变形率 % (ASTM Method B, 70 hrs / 70°C / 25% 挠度) |
59 |
62 |
52 |
48 |
50 |
47 |
对于各种硬度混炼胶，其粘度甚至在填充了更多的N990时仍保持不变。即使在相对较高的填充度，Thermax也会影响混炼胶的门尼烧焦和硫化性能。
除去绍尔硬度A为60的胶料外，Thermax N990改善了所有填充的胶料的压缩永久变形性能。这种性能改善对要求良好的密封性能的用途是非常有益的，如密封件、油封和胶管（更好的夹持连接件），都是NBR/PVC共混胶的主要使用范围。
胶料 |
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
% 胶料@ 100° C 70 hours. 空气中老化后物理性能改变量 |
||||||
硬度 改变量 (points) |
+ 7 |
+ 8 |
+ 7 |
+ 9 |
+ 5 |
+ 5 |
100% 定伸模量 改变量 (%) |
+ 6 |
+ 15 |
+ 25 |
+ 31 |
+ 28 |
+ 47 |
200% 定伸模量 改变量 (%) |
+ 33 |
+ 34 |
+ 34 |
+ 35 |
-- |
-- |
300% 定伸模量 改变量 (%) |
+ 29 |
+ 30 |
-- |
-- |
-- |
-- |
拉伸强度 改变量 (%) |
-4 |
-4 |
+ 4 |
+ 2 |
NIL |
+ 4 |
断裂伸长率 改变量 (%) |
-27 |
-28 |
-22 |
-23 |
-28 |
-28 |
|
||||||
% 胶料@ 100° C 70 hours. IRM 903中老化后物理性能改变量 |
||||||
体积膨胀率 (%) |
-12 |
-11 |
-10 |
-8 |
-9 |
-8 |
硬度 改变量, points |
+ 13 |
+ 13 |
+ 12 |
+ 12 |
+ 10 |
+ 10 |
100% 定伸模量 改变量 (%) |
+ 56 |
+ 55 |
+ 68 |
+ 62 |
+ 81 |
+ 69 |
200% 定伸模量 改变量 (%) |
+ 80 |
+ 76 |
- |
-- |
-- |
-- |
300% 定伸模量 改变量 (%) |
+ 54 |
+ 41 |
-- |
-- |
-- |
-- |
拉伸强度 改变量 (%) |
-1 |
NIL |
+ 6 |
+ 5 |
+ 4 |
NIL |
断裂伸长率 改变量 (%) |
-35 |
-34 |
-31 |
-31 |
-36 |
-36 |
|
||||||
胶料@23° C 48 hours. 在燃料 B中老化后物理性能改变量 |
||||||
体积膨胀率 (%) |
+ 4 |
+ 4 |
+ 11 |
+ 11 |
+ 9 |
+ 8 |
硬度改变量 (points) |
-5 |
-4 |
-6 |
-5 |
-11 |
-10 |
100%定伸模量改变量 (%) |
-25 |
-20 |
-27 |
-26 |
-24 |
-22 |
200%定伸模量 改变量 (%) |
-15 |
-15 |
-19 |
-18 |
-15 |
-16 |
300%定伸模量改变量 (%) |
-18 |
-18 |
-- |
-- |
-- |
-- |
拉伸强度改变量 (%) |
-35 |
-27 |
-31 |
-26 |
-25 |
-25 |
断裂伸长率改变量 (%) |
-23 |
-19 |
-22 |
-18 |
-16 |
-12 |
只填充N990炭黑的胶料的应力应变性能基本保持不变（除去绍尔硬度A为60一组的拉伸强度有小幅下降）。混炼胶硬度也保持不变。
Thermax 优势
NBR/PVC由于具有良好的耐油、耐燃料性能和优异的耐候性能，从而适用于如密封圈、油封和油管等密封制品中。Thermax N990对于这些胶料来说是一种优异的填料。ThermaxN990炭黑可以填充更多而不改变胶料的自身性能。
Thermax由于独特的大粒径、低结构的性能，使胶料在加工时减少生热量从而减少焦烧的风险，更大程度地提供了安全保证。尤其是对于超过绍尔硬度80以上的高硬度胶料，这一点至关重要。
Thermax N990炭黑由Cancarb公司生产，使胶料获得理想性能的同时，可以降低焦烧的风险。