趙建勛

（兗礦集團鄒城金通橡膠有限公司，山東鄒城　273500）

炭黑在高壓膠管內(nèi)膠配方中的應(yīng)用研究

趙建勛

（兗礦集團鄒城金通橡膠有限公司，山東鄒城273500）

本文介紹了兩種常用炭黑在高壓膠管內(nèi)層膠料中的應(yīng)用研究，提出了影響高壓膠管內(nèi)層膠料的幾個重要因素。作者通過有限元分析和正交配方實驗對市售幾種通用炭黑和高耐磨炭黑進行研究對比，通過多項混煉膠物理指標(biāo)和高壓膠管脈沖性能指標(biāo)綜合考量，得出了選用N660作為高壓膠管內(nèi)膠補強劑其綜合性能優(yōu)于選用N 330補強的結(jié)論。

高壓膠管內(nèi)膠配方

N330是應(yīng)用最為廣泛的高耐磨型爐黑。耐磨性比中超耐磨系列炭黑稍差，但優(yōu)于槽法炭黑，是一種補強性能良好的炭黑，能賦予膠料較好的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和彈性。在膠料中分散和壓出性能也好，適用于各種合成橡膠和天然橡膠。炭黑N660又稱通用爐黑。具有高定伸爐黑的高定伸應(yīng)力，快壓出爐黑的良好加工性能，半補強爐黑的高回彈性和細粒子爐黑的耐屈撓性，它適用于各種橡膠。美國卡博特公炭黑是行業(yè)公認(rèn)優(yōu)良產(chǎn)品，該實驗選用該公司生產(chǎn)的N660和N330有較強的代表性和穩(wěn)定性。

1　試驗?zāi)繕?biāo)及實驗設(shè)備

1.1內(nèi)膠主要技術(shù)指標(biāo)

項目試驗方法指標(biāo)

邵爾硬度/A GB/T531.1-200880±5

拉伸強度/MPa GB/T528-2009≥12

拉斷伸長率/%GB/T528-2009≥180

與單根鋼絲粘合力/kgf GB/T3513-2001≥4

管體脈沖次數(shù)/萬次GB/T5568-2003≥20

成品高壓膠管目標(biāo)：內(nèi)膠形成公司1/2及以上規(guī)格編織管脈沖次數(shù)≥20萬次

1.2現(xiàn)有儀器及生產(chǎn)設(shè)備

XK-160型開放式煉膠機；XL6-0.5型雙層電加熱平板硫化機；GT-TCS-2000型拉力試驗機，GT-M 2000-4型無轉(zhuǎn)子硫化儀及GT-7080-S2型門尼粘度儀，LX-A型橡膠硬度計、意大利畢瑪公司脈沖試驗機、90#擠出機、德國MR編織機。

2　實驗材料、配比及工藝

2.1主要材料

丁腈膠（NBR），牌號1052、1042，臺灣南帝；炭黑N660、N330（卡博特）；氧化鋅，淄博海順；二辛脂，齊魯石化；其它均為橡膠工業(yè)常用原材料。

2.2基本配方

丁腈膠，100；氧化鋅，5；N660，95.6；二辛脂，14.7；其它24.3。

2.3混煉工藝

小樣試驗在小型開煉機上混煉，混煉工藝為：生膠包輥，最小輥距，輥溫45℃，薄通5次→加入小料→待吃粉完全后左右割刀各3次→加入炭黑等其它物料，左右割刀各3次→加入硫化劑，左右割刀各3次，最小輥距打3個豎卷，3個三角包，3mm輥距打3個豎卷，下片停放8h待測。

3　性能測試

3.1硫化特性

膠料的硫化特性采用無轉(zhuǎn)子硫化儀按照GB/T16584-1996《橡膠用無轉(zhuǎn)子硫化儀測定硫化特性》進行測定，溫度為180℃，時間為5m in。

3.2膠料的門尼焦燒性能

膠料的門尼焦燒性能按照GB/T1233-2008《未硫化橡膠初期硫化特性的測定用圓盤剪切粘度計》進行測定，溫度為121℃，時間為1h。

3.3物理性能

硫化膠的拉伸強度按照GB/T528-2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測試》進行測定；紹爾A型硬度按照GB/T 531.1-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠第一部分：邵氏硬度計法（邵爾硬度）》進行測試。

4　數(shù)據(jù)對比

4.1物理性能

從表2可以看出：N660的混煉膠的焦燒時間明顯長于N330的膠料，其壓縮永久變形低，伸長率高。經(jīng)過工業(yè)性實驗，大配合試驗?zāi)z料性能與小配合試驗?zāi)z料性能基本一致。

4.2工藝性能

為進一步驗證兩種膠料的工藝性能，采用ф90型冷喂料擠出機進行2SN1/2內(nèi)膠管體擠出試驗，擠出工藝按喂料段55℃、擠出段70℃、塑

表2　配合試驗?zāi)z料性能（硫化時間條件150℃、20m in）

············化段50℃、機頭80℃、螺桿50℃工藝進行。從現(xiàn)場擠出工藝可以看出，N660膠料表面光澤度良好，N330擠出困難。

4.3成品脈沖檢測

規(guī)格N 330N 660

2SN 1/2（3條）125000（接頭漏）250000（未壞卸下）

2-13（3條）108000（接頭漏）240000（未壞卸下）

2SN 1/2（3條）118000（接頭漏）265000（未壞卸下）

5　結(jié)語

在高壓膠管內(nèi)膠中采用N660作為補強炭黑，混煉加工過程生熱小，性狀專一，有很好的加工性能。N660補強的成品混煉膠焦燒時間較長，門尼粘度適中，加工過程順暢。使用N 660補強的高壓膠管內(nèi)膠，在成品膠管上經(jīng)過驗證，由于其壓縮永久變形低，不易產(chǎn)生接頭泄漏。

［1］繆桂韶.橡膠配方設(shè)計［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001：246-254.

［2］楊清芝.現(xiàn)代橡膠工藝學(xué)［M］.北京：中國石化出版社，126-128.

趙建勛（1979—），男，山東海陽人，畢業(yè)于山東省輕工業(yè)學(xué)院高分子材料系，現(xiàn)工作于兗礦集團鄒城金通橡膠有限公司，工程師，主要從事鋼絲增強高壓橡膠軟管工藝原理、配方和加工設(shè)備的研究工作。