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沉淀法白炭黑在橡膠制品中的用途分類 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2013-12-04 09:19:04 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/劉莉)白炭黑是一種硅酸系淺色填料及白色顏料。作為橡膠填料,主要應用于乘用輪胎的簾布層。填充白炭黑的輪胎被譽為“綠色輪胎”,具有低滾動阻力、耐磨、濕地抓著力強、耗油少,排除二氧化碳也相應少等特點,已經廣泛應用于轎車、客車等乘用輪胎,并逐步向載重胎發展。
合成白炭黑根據其生產工藝和特性分為不用的種類,其中沉淀法白炭黑在橡膠行業應用最為廣泛。沉淀白炭黑是采用硅酸鈉水溶液中添加酸的分批式沉淀工藝合成的。在這一工序中形成的是白炭黑一次粒子及其聚集結構,通過控制反應時間、溫度、pH等參數,可確定白炭黑的比表面積、結構等特性,然后經過固液分離、洗滌、?;蚍鬯榈裙ば虮憧缮a出沉淀法白炭黑。沉淀法白炭黑的技術要求見下表1。
根據工業用途不同,沉淀法白炭黑在橡膠制品中的應用主要劃分為以下三大類:
1.普通級沉淀法白炭黑
普通級沉淀法白炭黑使用時與橡膠及各種助劑配伍性優良,分散性好,白點及黑點雜質少,適用于各種鞋底、輪胎、傳輸帶、普通橡膠件等。
白炭黑與彈性體材料配合廣泛用于鞋底,起到填充并改善膠料物理性能和加工工藝性能的作用,還可提高鞋底的耐磨性、硬度、拉伸強度和撕裂強度,在淺色、彩色半透明和透明鞋底(包括大底、中底及圍條)中應用非常廣泛。在高檔鞋(運動鞋、皮鞋、勞動鞋等),如耐克、阿迪達斯、銳步、FILA等國際名牌中應用更加廣泛。
炭黑可提高胎面的抗撕裂性能及橡膠與簾線的粘合性能。目前在要求降低滾動阻力、提高抓著性方面,白炭黑與炭黑并用表現出優異性能,而且在配方中已全部用白炭黑替代傳統炭黑生產“綠色輪胎”。這在米其林、普利司通等輪胎公司已成現實。諸多大輪胎公司都致力于該方面的開發工作。近期在雪地輪胎、防滑輪眙和“綠色輪胎”方面白炭黑得到大量的應用,我國輪胎行業也應積極開展這方面的研究。
2.硅橡膠級沉淀法白炭黑
硅橡膠級沉淀法白炭黑是制造硅橡膠用超細白炭黑的母料,又分高比表和低比表兩種型號,高比表面積,應用于高溫硫化硅橡膠(如:按鍵、透明硅橡膠件、耐高低溫高壓密封圈等);低比表面積,應用于室溫膠(如:玻璃膠、密封膠等)。
在印刷膠輥、碾米膠輥、紡織皎輥、造紙膠輥中白炭黑廣泛用于制備淺色制品和高性能制品。鋼編膠管、高強度輸送帶、彩色膠管、膠帶、彩色密封制品、彩色高性能電纜護套等產品均離不開白炭黑。沉淀法白炭黑經超細化后,可用作塑料薄膜的吹膜隔離劑和EVA塑料發泡材料的添加劑。與常用的碳酸鈣等惰性填料相比,可明顯提高材料的耐磨性、撕裂強度和硬度,降低壓縮永久變形和熱收縮率,且經配方優化設計后,可提高性能和降低成本。
3.顆粒環保型沉淀法白炭黑
本類沉淀法白炭黑為顆粒環保型產品,粉體經過造粒機壓粒成型,防止粉塵飛揚,用在輪胎中能夠有效地分散開來,主要用于子午線和工業載重輪胎中。
白炭黑在載重子午線輪胎中主要用于胎面和鋼絲帶束層膠料中,與炭黑并用,可提高胎面的性能,是提高鋼絲與橡膠的粘合性能不可缺少的材料。經配方優化后(如加入硬脂酸、促進劑和偶聯劑)可獲得與炭黑膠料基本相同的硫化特性和相同的加工性能,其扯斷伸長率、撕裂強度、抗崩塊性、壓縮生熱和回彈性均有所改善;隨自炭黑用量的增大動態性能明顯改善。但使用白炭黑的膠料耐磨性能會有所降低,需要加入偶聯劑(Si69,A189等)來提高。
對于轎車子午線輪胎,動態性能要求越來越高。特別是在歐洲和美國等發達國家,隨著汽車制造業原配輪胎和政府對燃油稅收的要求,低滾動阻力、降低燃油用最的環保輪胎已倍受青睞并大量生產。在此類輪胎中,使用高分散白炭黑作補強填料的比重越來越大。“綠色輪胎”中大量白炭黑的應用是與溶聚丁苯橡膠(SSBR)的使用相配套的,在我國SSBR仍需大力發展以滿足日后環保輪胎的要求。
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