炭黑在高压胶管内胶配方中的应用研究

赵建勋

（兖矿集团邹城金通橡胶有限公司，山东邹城　273500）

炭黑在高压胶管内胶配方中的应用研究

赵建勋

（兖矿集团邹城金通橡胶有限公司，山东邹城273500）

本文介绍了两种常用炭黑在高压胶管内层胶料中的应用研究，提出了影响高压胶管内层胶料的几个重要因素。作者通过有限元分析和正交配方实验对市售几种通用炭黑和高耐磨炭黑进行研究对比，通过多项混炼胶物理指标和高压胶管脉冲性能指标综合考量，得出了选用N660作为高压胶管内胶补强剂其综合性能优于选用N 330补强的结论。

高压胶管内胶配方

N330是应用最为广泛的高耐磨型炉黑。耐磨性比中超耐磨系列炭黑稍差，但优于槽法炭黑，是一种补强性能良好的炭黑，能赋予胶料较好的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性。在胶料中分散和压出性能也好，适用于各种合成橡胶和天然橡胶。炭黑N660又称通用炉黑。具有高定伸炉黑的高定伸应力，快压出炉黑的良好加工性能，半补强炉黑的高回弹性和细粒子炉黑的耐屈挠性，它适用于各种橡胶。美国卡博特公炭黑是行业公认优良产品，该实验选用该公司生产的N660和N330有较强的代表性和稳定性。

1　试验目标及实验设备

1.1内胶主要技术指标

项目试验方法指标

邵尔硬度/A GB/T531.1-200880±5

拉伸强度/MPa GB/T528-2009≥12

拉断伸长率/%GB/T528-2009≥180

与单根钢丝粘合力/kgf GB/T3513-2001≥4

管体脉冲次数/万次GB/T5568-2003≥20

成品高压胶管目标：内胶形成公司1/2及以上规格编织管脉冲次数≥20万次

1.2现有仪器及生产设备

XK-160型开放式炼胶机；XL6-0.5型双层电加热平板硫化机；GT-TCS-2000型拉力试验机，GT-M 2000-4型无转子硫化仪及GT-7080-S2型门尼粘度仪，LX-A型橡胶硬度计、意大利毕玛公司脉冲试验机、90#挤出机、德国MR编织机。

2　实验材料、配比及工艺

2.1主要材料

丁腈胶（NBR），牌号1052、1042，台湾南帝；炭黑N660、N330（卡博特）；氧化锌，淄博海顺；二辛脂，齐鲁石化；其它均为橡胶工业常用原材料。

2.2基本配方

丁腈胶，100；氧化锌，5；N660，95.6；二辛脂，14.7；其它24.3。

2.3混炼工艺

小样试验在小型开炼机上混炼，混炼工艺为：生胶包辊，最小辊距，辊温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→加入硫化剂，左右割刀各3次，最小辊距打3个竖卷，3个三角包，3mm辊距打3个竖卷，下片停放8h待测。

3　性能测试

3.1硫化特性

胶料的硫化特性采用无转子硫化仪按照GB/T16584-1996《橡胶用无转子硫化仪测定硫化特性》进行测定，温度为180℃，时间为5m in。

3.2胶料的门尼焦烧性能

胶料的门尼焦烧性能按照GB/T1233-2008《未硫化橡胶初期硫化特性的测定用圆盘剪切粘度计》进行测定，温度为121℃，时间为1h。

3.3物理性能

硫化胶的拉伸强度按照GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测试》进行测定；绍尔A型硬度按照GB/T 531.1-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶第一部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度）》进行测试。

4　数据对比

4.1物理性能

从表2可以看出：N660的混炼胶的焦烧时间明显长于N330的胶料，其压缩永久变形低，伸长率高。经过工业性实验，大配合试验胶料性能与小配合试验胶料性能基本一致。

4.2工艺性能

为进一步验证两种胶料的工艺性能，采用ф90型冷喂料挤出机进行2SN1/2内胶管体挤出试验，挤出工艺按喂料段55℃、挤出段70℃、塑

表2　配合试验胶料性能（硫化时间条件150℃、20m in）

············化段50℃、机头80℃、螺杆50℃工艺进行。从现场挤出工艺可以看出，N660胶料表面光泽度良好，N330挤出困难。

4.3成品脉冲检测

规格N 330N 660

2SN 1/2（3条）125000（接头漏）250000（未坏卸下）

2-13（3条）108000（接头漏）240000（未坏卸下）

2SN 1/2（3条）118000（接头漏）265000（未坏卸下）

5　结语

在高压胶管内胶中采用N660作为补强炭黑，混炼加工过程生热小，性状专一，有很好的加工性能。N660补强的成品混炼胶焦烧时间较长，门尼粘度适中，加工过程顺畅。使用N 660补强的高压胶管内胶，在成品胶管上经过验证，由于其压缩永久变形低，不易产生接头泄漏。

［1］缪桂韶.橡胶配方设计［M］.广州：华南理工大学出版社，2001：246-254.

［2］杨清芝.现代橡胶工艺学［M］.北京：中国石化出版社，126-128.

赵建勋（1979—），男，山东海阳人，毕业于山东省轻工业学院高分子材料系，现工作于兖矿集团邹城金通橡胶有限公司，工程师，主要从事钢丝增强高压橡胶软管工艺原理、配方和加工设备的研究工作。