胡文海,李炳炎,何伟疆,王定友(中橡集团炭黑工业研究设计院,四川自贡 643000)
作者简介:胡文海(1945-),男,四川成都人,中橡集团炭黑工业研究设计院研究员,从事炭黑的研究和管理工作。
为解决我国热裂法炭黑N990及油炉法炭黑N754和N762供应不足的问题以及合理利用油田资源,我院利用北海涠洲岛上的油田伴生气研制了新型气炉法炭黑GF01,GF02和GF03(分别以炭黑N990,N754和N762的ASTM D 1765—2004典型值为性能指标)。
为推动这3种新型气炉法炭黑的应用,本工作通过与多种炭黑对比,考察这3种炭黑及其NR胶料的性能。
1 实验
1·1 原材料
炭黑GF01,GF02,GF03和WZ SRF(N800系列),中国海洋石油南海西部公司北海炭黑厂产品;炭黑N990,加拿大Cancarb公司产品;炭黑N774,N762和N660,美国卡博特公司产品;炭黑N550,英国飞利浦公司产品。
1·2 胶料制备
胶料配方采用ASTM D 3192—1996中的标准试验配方:NR 100,炭黑 50,氧化锌 4,硬脂酸 3,硫黄 2,促进剂D 0·6。胶料混炼按ASTM D 3192—1996中的混炼工艺进行,硫化条件为(145±1)℃×30 min。
1·3 测试
各项测试均按相应ASTM标准进行。
2 结果与讨论
2·1 炭黑特性
炭黑的特性参数见表1。从表1可以看出,3种新型气炉法炭黑的挥发分含量和甲苯抽出物透光率均较小,这是气炉法炭黑表面吸附的气态物质少而不易挥发的烃类物质较多的特征表现;3种新型气炉法炭黑的氮吸附比表面积与统计吸附层厚度表面积差值较小,说明这3种炭黑表面光滑、孔隙少;炭黑GF01的pH值较大,说明炭黑GF01表面含氧物质较少;炭黑GF03的氮吸附比表面积、统计吸附层厚度表面积、CTAB吸附比表面积和DBP吸收值与炭黑N762相近;在3种新型气炉法炭黑中,吸碘值、氮吸附比表面积、统计吸附层厚度表面积、CTAB吸附比表面积由小到大,倾注密度由大到小的顺序为炭黑GF01,GF02,GF03,说明粒径由大到小、结构由低到高的顺序为炭黑GF01,GF02,GF03。
2·2 NR胶料性能
填充炭黑的NR胶料性能见表2。从表2可以看出,3种新型气炉法炭黑胶料的门尼粘度较低,焦烧时间较长;硫化胶的拉伸强度与除参比炭黑硫化胶外的其它炭黑硫化胶相近;有效弹性和回弹值较炭黑N990硫化胶低,较炭黑N762,N774,N660,N550和参比炭黑硫化胶高;滞后损失和压缩温升较炭黑N990硫化胶高,较炭黑N762,N774,N660,N550和参比炭黑硫化胶低。3种新型气炉法炭黑及其硫化胶性能基本达到指标(见表3)要求,即炭黑GF01,GF02和GF03及其硫化胶性能分别与炭黑N990,N754和N762相近。
3 结语
炭黑GF01,GF02和GF03及其硫化胶性能基本达到设计要求,炭黑GF01,GF02和GF03可分别全部或部分替代炭黑N990,N754和N762用于橡胶制品。
