席云侠(徐州市奎东巷2号楼西单元101室,徐州 221003)
摘 要:介绍了SAC—Ⅲ型硅铝炭黑在黑色橡胶制品中的应用,其可以取代白炭黑、陶土、水杨酸,也可部分取代传统炭黑、氧化锌等。揭示了硅铝炭黑在橡胶制品中的应用前景。
关键词:硅铝炭黑;橡胶制品;沉淀法白炭黑
中图分类号:TQ330.38+3 文献标识码:B 文章编号:1005-4030(2005)03-0022-02
硅铝炭黑是以煤矸石为主要原料,我国自主研究开发的新型工业填料,具有原材料资源丰富、生产工艺简单、较好的综合技术性能和广泛的适应性等特征[1,2],其价钱便宜,为传统炭黑的1/3~1/5,具有很强的竞争力和生命力。在取得了使用性能接近软质炭黑的效果后,考虑到SAC-Ⅲ型硅铝炭黑的主要成份是二氧化硅,它在黑色橡胶制品中能不能代替沉淀法白炭黑?本文通过试验取得了能代替多种助剂的结果,说明硅铝炭黑的深入研究和开发是一件很有意义的事情,希望得到有关方面的支持和帮助,使硅铝炭黑的应用得到健康的发展。
1 实验
1.1 原材料
SAC-Ⅲ型硅铝炭黑,江苏省煤矸石综合利用研究所提供,主要成份[3]:二氧化硅,50.62%;氧化铝,21.98%;类炭黑,17%;其他金属氧化物(氧化铁、氧化钛、氧化镁、氧化钙等),10%左右。理化性能:pH值,7.65;密度,1.773g/cm3;比表面积,40.9m2/g;吸碘量,52.55mg/g;平均粒度,0.1~0.6μm;DPG吸收率,2.8%;DBP吸收值,0.41ml/g;外观颜色黑色。
1.2 实验配方
配方1:沉淀法白炭黑填充天然橡胶配方[4,5]:天然橡胶,100;硬脂酸,2;氧化锌,5;凡士林,4;促进剂M,0.5;促进剂D,0.7;硫黄,3;沉淀法白炭黑,60。
配方2:使用沉淀法白炭黑橡胶制品配方:烟片胶,100;氧化锌,30;硫黄,0.3;促进剂TT,2.5;防老剂4010,2;防老剂D,2;古马隆(固),6;混气炭黑,20;沉淀法白炭黑,15;水杨酸,0.5;陶土,10。
1.3 试验设备及测试方法
150mm开炼机;25t平板硫化机;拉力试验机。物理机械性能测试按GB528硫化胶的拉伸性能测试方法进行。其他项目如硬度、弹性、耐老化性能等均用常规测试仪器测试。
2 结果与讨论
胶料性能测试结果列于表1~表3。表1列出了用SAC-Ⅲ型硅铝炭黑代替沉淀法白炭黑填充天然橡胶硫化胶的物理机械性能测试数据。编号81-1为原配方,80-60为代替后的配方。从中可看出,各项测试值均超过沉淀法白炭黑的性能指标。说明用SAC-Ⅲ型硅铝炭黑代替沉淀法白炭黑是可能的。
表2中的80-58是生产使用配方硫化胶的物理机械性能。80-72是用SAC-Ⅲ型硅铝炭黑代替80-58中的沉淀法白炭黑和陶土的试验结果。2个制品配方的性能非常接近,复试是为了考察它的重现性,试验结果很好。由这些数据可明显看出,用SAC-Ⅲ型硅铝炭黑代替沉淀法白炭黑和陶土是可行的,且可以简化工艺。表3中的数据是在表2的基础上进行的新探索。在取代了白炭黑和陶土的80-72配方中又省去了水杨酸和部分氧化锌、混气炭黑的试验结果。
表3中的80-77配方,除没有水杨酸外,与80-72完全相同,其性能几乎完全相同。说明在80-72配方中使用SAC-Ⅲ型硅铝炭黑还可省去水杨酸,起到防焦剂的作用。
表3中80-75,80-76分别在80-72的基础上多取代了10份、5份混气炭黑的试验结果,硫化胶的物理机械性能略低。笔者认为,通过适当调整配方,完全可能在代替上述3种物料的基础上,再取代部分传统炭黑。这一思考的依据是SAC-Ⅲ型硅铝炭黑中含有类炭黑的物质[6]。表3中80-74,80-78是在80-72的基础上,希望能代替部分氧化锌所做的探索试验,因为SAC-Ⅲ型硅铝炭黑中,还含有30%左右的各种金属氧化物。80-74,80-78是分别取代10份、5份氧化锌的试验结果,从这2个配方所取得的数据看,少量取代氧化锌也是可能的。
综观上述试验结果,从宏观上看硅铝炭黑与沉淀法白炭黑、陶土、混气炭黑、氧化锌都无相似之处,如果说有相似之处的话,那就是它们均为粉状物。但从微观角度去分析,SAC-Ⅲ型硅铝炭黑既含有二氧化硅(类似白炭黑)及氧化铝、铁、钛、钙、镁、钾、钠等金属氧化物[6],又含有类似炭黑的混合物。这些物质在橡胶制品中都能起到填充、补强、改性作用。所以完全有理由说,在橡胶制品中使用硅铝炭黑,可同等取代多种助剂[7]。
3 结论
在深色橡胶制品中使用硅铝炭黑SAC-Ⅲ型产品,可以起到代替白炭黑、陶土等浅色填料;部分代替传统炭黑、氧化锌,可降低成本、减化工艺;可省去水杨酸,起到防焦剂的作用。致谢:以上试验是在徐州橡胶厂试验室帮助下完成的,王振生,韩淑英,郭瑞康,芦振安等同志,直接参加了实验工作,在此表示感谢!
