THERMAX N990中粒子热裂解炭黑在氯丁橡胶中的应用

THERMAX中粒子热裂解炭黑是由天然气通过热裂解法制得。热裂解生产工艺使得N990具有粒径大、结构低的独特性质。THERMAX系列产品由于其可以使产品具有很好的动态性能和抗化学性而被广泛地应用。粒径大、结构低使得产品具有低的压缩形变性、高回弹性、低滞后性，因此保持了胶料的固有特性。作为非补强炭黑，在合成橡胶的应用中，THERMAX系列产品在胶料中经常与炉法炭黑和/或矿质填料并用以达到降低成本和获得特定物理性能的作用。THERMAX的典型性质请参考表1。

表1：THERMAX N990的典型性能

 

THERMAX N990

氮吸附表面积 m2/g

9.8

炭黑吸油值测定，cc/100g

38

PH值

9.5

灰分 %

0.1

325目筛余物 ppm

5

325目磁性筛余物 ppm

0

细粉含量 %

4.0

倾注密度 g/l

640

颗粒硬度

20

加热减量 （%）

0.0

炭黑和其他填料对于氯丁橡胶的加工和硫化性能的影响，通常相似于对其他弹性体的影响。像在天然橡胶和其他结晶化倾向明显的聚合物中，氯丁橡胶本身具有高拉伸性。由于补强性能的需要，因此，需求量要比丁苯橡胶，丁基橡胶，丁腈橡胶少。相对于非补强炭黑，硫化过程主要使产品更软。热裂解炭黑更具经济效应主要是因为，他们可以比用于补强的填料填充得更多。表2对比了在相同硬度需求下，N990和其他炭黑的对比。

表2：在相同硬度要求下THERMAX N990与其他炭黑的对比

胶料

1

2

3

4

5

 

 

 

 

 

 

Neoprene W

100

100

100

100

100

Vanfre AP-2

2

2

2

2

2

硬脂酸

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

氧化镁

4

4

4

4

4

抗氧化剂

2

2

2

2

2

plastogen

5

5

5

5

5

氧化锌

5

5

5

5

5

Vanax NP 促进剂

1

1

1

1

1

THERMAX N990热裂解炭黑

50

 

 

 

 

半补强炭黑N770

 

25

 

 

 

通用炉黑N660

 

 

25

 

 

快压出炉黑N550

 

 

 

25

 

高耐磨炉黑N330

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

总量

169.5

144.5

144.5

144.5

144.5

 

 

 

 

 

硫化机硫化@153°C，20分钟

 

 

 

 

200%定伸强度 MPa

2.28

2.00

3.17

3.52

3.10

拉伸强度，MPa

14.41

16.07

16.69

17.17

18.83

扯断伸长率（%）

700

610

550

550

530

硬度

52

47

51

53

52

压缩形变（%）

29

33

32

31

30

门尼焦烧@121°C，t5,分

9

11

12

12

8

THERMAXN990可以广泛地应用于氯丁橡胶的填充中。，以下数据显示了使用上述的配方在Neoprene W的不同填充度的效果。这些数据可以从范德比尔特橡胶手册中查到。

表3 在Neoprene W中不同填充度的效果

THERMAXN990(份)

25

50

75

100

125

300%定伸强度，MPa

1.4

2.3

3.4

5.9

8.2

拉伸强度MPa

14.6

14.4

12.7

12.4

11.9

扯断伸长率（%）

780

700

530

430

330

邵氏硬度

45

52

57

62

71

抗撕裂强度 KN/m

51.9

55.4

51.0

43.0

37.8

压缩形变（%）

27

29

31

30

30

门尼焦烧121°C,t5/ML

11/30

9/39

9/44

8/55

6/67

在Neoprene W中添加50份的THERMAXN990

下面提供的数据是Neoprene W中填充50份THERMAXN990后的物理性质。该数据是基于表2的配方，正如范德比尔特手册中第469页记载的，由美国俄亥俄州阿克伦的 BFGoodrich实验室得出的实验结果。

混炼过程

该胶料的混炼过程分为两个步骤，第一步是在BR 范围 内的banbury中混炼，第二步是在lab mill里混炼并且加入了氧化性和VanaxCPA。

试样品在标准的实验室环境下进行混炼和硫化过程。胶片硫化条件在20分钟@