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炭黑—补强剂和填充剂炭黑研发厂家


作者:中北精细化工小编  |  来源:中北精细化工  |  查看次数:


炭黑—补强剂和填充剂

 填料的种类很多,按其在橡胶中的主要作用可分为补强性填料和增容性填料。补强性填料的主要作用是提高橡胶制品的硬度和机械强度,如耐磨性、撕裂强度、定伸应力、拉伸强度等,作为补强剂或活性填料。后者的主要作用则是增加胶料容积,从而节约生胶、降低成本,作为填充剂也有一定的补强作用。特别是由于生胶的类型不同,也使补强剂和填充剂之间的界限难以划分。

  根据填料的化学组成和形状可以将其分成粒状填料、树脂填料、纤维填料三大类。粒状填料是橡胶业中应用最广泛的一类,主要有炭黑、白炭黑和其它矿物填料,树脂是近年来发展起来的,主要用于橡胶补强的一类填料,主要有改性酚醛树脂、聚苯乙烯树脂、木质素等。纤维类填料在橡胶中的应用也比较早,但不及前两类广泛,主要有石棉、玻璃纤维、有机短纤维(如聚酯纤维、聚酰胺纤维)等。采用纤维填料补强橡胶可获得良好效果,其硫化胶具有高定伸强度及良好的动态性能,而且耐热、耐腐蚀、耐压缩变形性好。提高纤维和橡胶的粘合作用,即提高两者的结合力,是充分发挥纤维补强效果的关键。

  填料在橡胶中的作用是:提高橡胶制品的机械强度和硬度,提高硬质胶的耐热性,降低硬质胶在硫化中的生成热,增加胶料的容积,降低制品成本。调整和改善结合剂及成型料的工艺性能。

  橡胶磨具制造中常用的填料有炭黑、氧化镁、氧化锌、氧化铁、酚醛树脂、环氧树脂、碳酸镁以及黏土、氧化钙、冰晶石、硬橡胶粉等。其中炭黑是软橡胶结合剂的主要填料。

  炭黑是天然气或石油产品不完全燃烧的产物。根据制造方法不同,可以分为接触法炭黑(如槽法炭黑、混气炭黑和滚筒炭黑等).炉法炭黑(如油炉法炭黑和气炉法炭黑等)和热裂法炭黑(如乙炔炭黑等);根据工艺性能和物理性能,可分为硬质炭黑和软质炭黑两种;也可根据所用原材料分为瓦斯炭黑、乙炔炭黑等。

  在橡胶工业实际应用中,习惯从炭黑对橡胶的补强效果和加工性能来命名,如高耐磨炉黑(HAF),超耐磨炉黑(SAF),中超耐磨炉黑(ISAF),快压出炉炭黑(FEF),半补强炉炭黑(SRF)和细粒子热裂炭黑(FT)等等。

  常用的填充剂见表1。

  表1 几种填充剂的技术条件 名称 分子式技术条件 氧化铁 Fe2O3 红色到深红色粉末,纯度>90%,水分<0.5%,

  100号筛余物<0.3%,密度5~5.25 g/cm3 氧化锌 ZnO 白色粉末,纯度95%,水分<0.5%,100号筛余物<0.3%,密度5.4~5.8g/cm3 轻质氧化镁 MgO 白色粉末,纯度88%,100号筛余物>0.3%,灼碱<7.5%, 密度3.1~3.6g/cm3 氧化铅 PbO 黄色粉末纯度>96%,水分<0.5%,100号筛余物<0.3%,密度9.1~9.7/cm3 碳酸镁 MgCO3 白色粉末,氧化镁>45%,纯度>85%,

  100号筛余物<0.5%,灼碱<2%, 密度2.2g/cm3 滑石粉 3MgO·4SiO2·H2O 白色有光泽粉末,盐酸不溶物83%,灼碱9%,100号筛余物<0.3% 硬橡胶粉 棕褐色粉末,水分0.9%,灰分15%,100号筛余物 软质制品(如:柔软抛光砂轮)主要采用炭黑、ZnO等;

  硬质制品(如:精磨切割片、无心砂轮,导轮等)采用MgO、ZnO、Fe2O3、酚醛树脂、环氧树脂,还有滑石粉、PbO、CaO、橡胶粉等。

  在橡胶制品(包括橡胶磨具)中,填充剂具有十分重要作用。但是,不同品种的填充剂,其具体作用不尽相同。在实际工作中必须根据橡胶的种类、生胶的可塑性、结合剂中的含硫量、成型料的磨料含量、粒度以及成品磨具的用途与要求等的不同,加以适当选择,并通过实际试验来加以确定。

  在橡胶制品中,每一种填充剂的用量都有一个“填充极限”,在此限度内可以使制品的性能得到较好的改善和提高。如果超过此限度,制品的性能反而降低。例如。炭黑本是橡胶最好的补强填充剂,但其用量也不是愈多愈好,而总是有一个极限值或“峰值”,在峰值之前,随着用量增加,补强效果就增加。过峰值后补强效果反而下降,磨具制品不同于一般橡胶制品。在磨具制品中,含有大量的磨料,它本身就类似于无机填料,因而更不可能像一般橡胶制品那样再加入很大量的填充剂(一般是:生胶为100份时,填充剂只能加入50~60份)。否则,会使成型料显得过于刚硬,难以进行包辊混料、磨碎、滚压成型及模压成型。

  此外,对于填充剂的使用,也和其配合剂一样,常常是两种或多种并用,以使相互“取长补短”,特别为了改善成型料的工艺性能,更需如此,反之,如单独使用一种填充剂,常常得不到理想的填充效果。例如:加入滑石粉可以提高成品磨具的耐热性能和有助于磨加工表面粗糙度的改善,但是,单独使用它时,会使结合剂及成型料混制时极易粘辊以及断裂、散碎。如果并用一些能增大胶料密实性的填充剂(如氧化铁等),就可改善上述性能。





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