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国外炭黑新产品的开发与进展

发布日期:2025-04-05

  • 详细介绍
 
国外在对炭黑的生成过程、微观结构、表面性质及其补强、着色和导电机理的研究不断深化的基础
上,新一代的产品不断涌现,其特点是高功能化和专用化,生产厂家常常不再公布其理化指标而只介绍其应用性能,也不申请纳入 ASTM 标准。具体可分为如下几类。

 
1)低滚动阻力和高性能轮胎用炭黑
低滚动阻力轮胎或称 “绿色轮胎”,是轮胎发展的主要方向。它是在发展子午线轮胎基础上,进一
步降低汽车油耗,减少汽车废气排放量,从而达到进一步节能和环保的目的。“绿色轮胎”要求轮胎兼
有耐磨性、行驶安全性(主要是抗湿滑性)和低滚动阻力.在采用常规炭黑品种补强的胎面胶中,这三
个性能是相互矛盾的;而低滚动阻力炭黑(亦称低滞后炭黑)能够在降低轮胎滚动阻力和生热的同时,
保持较好的耐磨性和抗湿滑性。为此国外各主要炭黑公司纷纷从改进炭黑的微观结构和表面性质入手,
研究开发了低滚动阻力炭黑新产品系列。例如德固赛公司开发了表面活性较高的、所谓“纳米结构炭黑”
或称“反性炭黑”(Inversion Black),美国卡博特公司则开发了“双相炭黑”又名 ECOBLACK(环保炭
黑),其特点是在炭黑聚集体中,在纳米尺度上镶嵌了少量二氧化硅,从而能使轮胎既具有采用白炭黑
时的低滚动阻力,又具有采用炭黑时良好的耐磨性和抗湿滑性。
高性能轮胎包括超高里程子午线轮胎、高速度级的子午线轮胎和赛车轮胎,它们都要求具有高强度、
高耐磨性和高抗湿滑性。为此开发生产了高补强、高耐磨性和操纵性好的高性能炭黑品种系列。

 
2)高纯净度炭黑
炭黑产品中常有一些硬粒(GRIT),通常采用 45 µm 筛余物来表征其含量。45 µm 筛余物含量高时,
会影响高压电缆护套、橡胶油封等制品的使用寿命,影响橡胶、塑料制品的外观和气密性,影响涂料涂
层的表面光洁度,影响化纤原液着色和塑料加工时的工艺性能。为此国外已开发生产了纯净度高、45 µm
筛余物含量少的高纯净度炭黑新品种系列。
3)工业橡胶制品专用炭黑
汽车用橡胶制品如门窗密封条,雨刷,空调管,油封,传动带,密封圈等,对胶料的要求是具有不
同的硬度、压出和阻尼性能,为此国外开发生产了以硬度、压出和阻尼性能进行分类命名、便于用户选
择的品种系列。又如轮胎的气密层、主要要求气密性,为此也有专用的炭黑品种。
4)色素炭黑新品种
色素炭黑的品种是以其黑度、色相、流动性等性能特征,以及制造或改性处理的方法来命名分类的。
例如卡博特公司的以 BLACKPEARLS 命名的色素炭黑系列,原来有 27 个品种,近几年又增加了命名为
BLACKPEARLS 3030~4840 的 10 个品种。这些新品种除了具备不同的黑度和色相以外,还具有不同的功
能,分别适用于特别光滑的塑料薄膜、电缆的绝缘护套、接触食品的塑料制品、以及细旦的化纤、电子
器件制品的着色等用途。
又如日本东海碳公司开发了液晶显示器滤色器用黑色基膜专用炭黑,可以满足遮光性优异、表面平 滑、膜层极薄、导电性低等特殊要求。
5)导电炭黑新品种
导电炭黑品种,原来是以其导电性能的高低来命名的,品种只有几个。近几年又增加了一些具有特
殊功能、专用性较强的品种。例如:导电性和分散性好,表面光滑、容易剥离,适用于高压电缆屏蔽料
的新品种;导电性适中、分散性好,加工性好,适用于抗静电塑料薄膜或制品的新品种。
比利时的 TIMCAL 公司采用低气流流速的反应炉。研制并生产了高纯净度、高导电性的导电炭黑新
品种系列,正在便携式能源:不同型式的电池,超级电容器;燃料电池;芯片包装材料,容器或载体;
光盘驱动器和其它电子设备用工程塑料中应用。
6)接枝和改性炭黑新品种
炭黑的接枝和改性新品种,可以改善炭黑在聚合物中的分散,赋予复合材料以更好的性能。例
如采用一种接枝炭黑的复合塑料、具有正温电阻系数、适用于面发热体,用于建筑物室内保温,可
以使温度均匀并节约电能。另外也有采用化学改性方法,研制出分散性好可以提高轮胎综合性能的
品种系列。

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