工业橡胶用沉淀白炭黑

工业橡胶用沉淀白炭黑

工业橡胶制品——传送带、液压软管、气动软管、垫片、O 形圈、密封件、减振安装件、橡胶辊和伸缩缝——代表了一个广泛的应用领域，在此领域沉淀白炭黑提供补强效果、颜色灵活性和非污染性，这些是炭黑无法实现的。

工业橡胶行业使用 BET 115–165 m²/g 沉淀白炭黑牌号，在 EPDM、丁腈橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶和其他弹性体中平衡充足的力学补强与加工性。与轮胎配混中滚动阻力驱动白炭黑使用不同，工业橡胶应用主要在需要白色、浅色或非污染性产品时采用白炭黑。

应用领域与橡胶类型

传送带覆盖胶：矿山、散料处理和食品加工传送带需要高拉伸强度、撕裂强度和耐磨性的橡胶覆盖层。当带体颜色或食品接触合规要求非黑色配混时，SBR 或 NR 中 40–60 phr 沉淀白炭黑提供与 N550/N660 炭黑同等的补强效果。

液压和气动软管：油品耐受丁腈橡胶软管和耐水耐热 EPDM 软管的管体和覆盖层配混，在需要白色或彩色软管时使用沉淀白炭黑。丁腈橡胶中 30–50 phr 白炭黑提供拉伸强度和压缩永久变形抗力。

垫片和静态密封：汽车冷却系统、建筑伸缩缝和暖通空调密封用 EPDM 垫片，在需要白色或浅灰色或担心炭黑污染相邻部件时，使用 30–50 phr 沉淀白炭黑。BET 115 m²/g 是 EPDM 垫片配混的标准牌号。

减振安装件：天然橡胶和氯丁橡胶减振元件（发动机支架、暖通隔振器、列车转向架衬垫），在 OEM 以美观或识别为由要求非黑色配混时使用白炭黑。

工业橡胶牌号选型

与轮胎配混必须使用硅烷不同，工业橡胶应用中不总是需要硅烷偶联剂。是否使用硅烷取决于：老化性能（湿态拉伸强度保留率）是否关键；动态负荷下撕裂强度是否需要最大化；无硅烷时配混黏度是否可接受。

典型 EPDM 垫片配混

• EPDM（ENB 型，ENB 含量 5.3%，125°C 门尼黏度 ≈ 60）：100 phr
• 沉淀白炭黑 BET 115 m²/g：40 phr
• 炭黑 N774（可选，用于调整硬度）：20 phr
• 石蜡油：40 phr
• 氧化锌：5 phr，硬脂酸：1 phr
• 硫磺：1.5 phr，MBT：1 phr，TMTD：1.5 phr

预期：邵 A 55–65，拉伸强度 8–12 MPa，断裂伸长率 200–350%，压缩永久变形（70°C/24h）≤25%。

典型丁腈橡胶耐油软管配混

• 丁腈橡胶（丙烯腈含量 34%）：100 phr
• 沉淀白炭黑 BET 115 m²/g：40 phr
• 增塑剂（DOA 或酯类）：20 phr
• 氧化锌：5 phr，硬脂酸：1 phr
• 硫磺：1.5 phr，CBS：1.5 phr

预期：邵 A 65–75，拉伸强度 12–16 MPa，浸油体积膨胀（ASTM IRM 903，70h/100°C）≤20%。

加工注意事项

开炼机与密炼机：小批量工业橡胶生产通常采用开炼机混炼，工艺顺序与鞋底配混相同：包辊橡胶，加入氧化物和脂肪酸，分次加入白炭黑，最后加入硫化剂。

高油量 EPDM 中的白炭黑：EPDM 配混通常含 40–80 phr 加工油。高油量会降低白炭黑-聚合物的有效相互作用（油与聚合物竞争白炭黑表面）。硅烷偶联剂（Si-69 4–6 phr）改善结合橡胶，抵消油的竞争效应。

丁腈橡胶与白炭黑相容性：丁腈橡胶的极性腈基可与白炭黑表面硅羟基弱相互作用，即使无硅烷也提供一定补强效果。但该相互作用受 pH 影响——pH ≤6.5 的白炭黑可能轻微延缓丁腈橡胶的过氧化物硫化。应检查用于过氧化物硫化丁腈橡胶配混的白炭黑 pH 规格。