炭黑牌号分类及应用

炭黑牌号分类及应用
橡胶用炭黑原来是按粒径大小来分类的，但后来改为按氮表面积分类。

此外，命名时把炭黑颜料的硫化速度和结构等因素也考虑进去了，由4个系统构成。

第一个英文字母代表胶料的硫化速度，以N代表正常硫化速度，S代表缓慢硫化速度。

后面3个为阿拉伯数字。

第一个数字代表炭黑氮表面积范围，共列为0~9个等级。

第二和第三个数字则由美国材料试验协会负责炭黑和术语的D24.41委员会指定的，反映不同的结构程度。

一、1系列
ASTM名称英文缩写中文名称
N110 SAF 超耐磨炉黑
N121 SAF-HS-NT 新工艺高结构超耐磨炉黑
N166 SAF-HS 高结构超耐磨炉黑
基本特性：
粒径小，表面积和着色度最高，最好的耐磨性，但加工性能差，抗龟裂及耐热性能不好，成本高，基本少用与不用
应用与配合：
胎面，一般在子午胎中使用较多，混炼时应注意分散和焦烧
二、2系列
ASTM名称英文缩写中文名称
S212 ISAF-LS-SC 代槽炉黑
N219 ISAF-LS 低结构中超耐磨炉黑
N220 ISAF-HM 高定伸中超耐磨炉黑
N231 ISAF-LM 低定伸中超耐磨炉黑
N234 ISAF-HS-NT 新工艺高结构中超耐磨炉黑
N242 ISAF-HS 高结构中超耐磨炉黑
N270 IISAF-HS-NT 新工艺高结构中中超耐磨炉黑
N285 IISAF-HS 高结构中中超耐磨炉黑
N293 CF 导电炉黑
N294 SCF 超导电炉黑
N299 GPT 通用胎面炉黑
基本特性
N219能提高拉伸强度、撕裂强度和伸长率，且生热低、弹性高，但定伸应力和耐磨性有所下降。

N220有较高的综合性能。

N231定伸应力低，但有较高的拉伸强度、撕裂强度和伸长率。

N234 耐磨性本系列中最高。

N299高结构高定伸碳黑，耐磨性与N234接近，主要代替N220使用，有较好的牵引性能、较低的滚动阻力和较高的耐磨性，特别适合胎面。

应用与配合
N219适用于胎面，尤其越野轮胎，以改善崩花、裂口。

N220有较高的综合性能。

适用于轿车胎面、越野胎面、及特殊系列轮胎。

N231适用于越野胎及输送带，也可改善崩花、裂口性能。

N234适用于载重胎与轿车胎，及高级橡胶制品。

更适合于充油橡胶中，体现了耐磨性和高补强特性。

但生热较高。

N299主要代替N220，适用于载重胎面与轿车胎面，及及高质量橡胶制品。

三、3系列
ASTM名称英文缩写中文名称
S300 EPC 易混炉黑
S301 MPC 可混炉黑
S315 HAF-LS-SC 代槽炉黑
N326 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑
N327 HAF-LS 低结构高耐磨炉黑
N330 HAF 高耐磨炉黑
N332 HAF-NT 新工艺高耐磨炉黑
N339 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑
N347 HAF-HS 高结构高耐磨炉黑
N351 T-HS 新工艺高结构高耐磨炉黑
N356 HAF-VHS-NT 新工艺超高结构高耐磨炉黑
N358 HAF-VHS 超高结构高耐磨炉黑
N363 T-LS 新工艺低结构高耐磨炉黑
N375 HAF-HS-NT 新工艺高结构高耐磨炉黑
基本特性：
N326分散困难，高补强、低生热。

有较高的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性及抗崩花切割性能。

与N330相比，定神应力低、伸长率高、拉伸强度相当。

N330耐磨性比N200系列稍差，使用面广。

用N330的轿车轮胎的滚动损失仅大于N351，但比其它300系列的都小。

N332补强性能优于N330，有较高的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性。

N339有高定伸应力和高硬度，且加工性好，耐磨及抗裂口增长性能优于N347近似于N220，但滚动阻力在N300系列中最高。

N347定伸应力、硬度、耐磨性、抗崩花和耐切割性能都较高，加工性能也较好。

N351拉伸强度和伸长率低，但弹性好，生热与耐磨性和N330相当，加工性能良好，用于胎面滚动阻力在N300系列最低。

N358可改善胶料加工性能，定伸应力较高，与N330相比，耐磨和抗裂口性能优越，拉伸强度和硬度相近。

用于胎面滚动阻力比N330低，与N351相当。

N375的表面积比N339、N347稍高，都是标准的轮胎用炉黑，这3种碳黑在胎面中的性能表明，拉伸强度]、伸长率、弹性、生热、耐疲劳性基本相似，唯撕裂性能N375最好，N347较差。

应用与配合
N326适用于轮胎胎侧、帘布层、输送带、密封制品。

应注意分散，加软化剂有利于分散。

N330用于轮胎胎面、胎侧、帘布、制品。

加工性能较好，使用面广泛。

多用于翻胎胎面。

N332 使用及性能与N330基本相似。

N339、N347、N375为典型的轮胎用炉黑。

N339适用于轿车胎面、载重胎面及要求耐磨的橡胶制品，但滚动阻力在N300系列中最高，而耐磨性最好，排胶温度高，焦烧时间短。

用N339制造胎面其轮胎耐久性远高于用N220。

N347除适用于轮胎胎面外，也适用于电缆外层、胶管、胶带等。

N375适用于轿车轮胎、载重胎及越野胎面，也适用于输送带覆盖胶料等，性能与N220相似。

N351、N375结构高，可改善胶料加工性能。

将N351用于越野胎不易产生脱胶现象；用于子午胎侧中，则有利于胶料对钢丝的粘合；用于轮胎帘布胶的性能与N326相当，还可高用量用于高充油量的SBR中制造钢丝子午胎翻胎胎面，其加工性能和机械性能均与
N330、N347相当，生热还低于N347胶料。

N358适用轮胎胎面和橡胶制品，用于轿车胎面，滚动损失比N330小，而与N351胶料相当（在高充油胶料中），有极高的定伸应力和良好的加工性能。

“1、2、3”以上3种系列碳黑物性和力学性能比较
N100、N200、N300系列碳黑同属硬质碳黑，主要用于轮胎胎面。

拉伸强度：
N100系列碳黑胶料的拉伸强度最高，
N299和N351胶料拉伸强度较低，
N110胶料拉伸强度、伸长率性能优良。

定伸应力：300％定伸应力与碳黑结构高低关系密切，一般碳黑表面积相近，结构高则定伸应力高。

疲劳生热：胶料生热随碳黑表面积及结构的增加而增加，但结构影响小些。

N121、N234生热最高，因为它们的表面积和结构都很高。

N330、N351生热最低，这是因为N351的结构虽高，但表面积低。

N299生热与N220相当，因为前者结构高，后者表面积高。

N339、N347、N375三种碳黑的生热也相当，它们的表面积和结构互有补偿的结果。

撕裂能：撕裂能高的胶料，则有高撕裂强度和高伸长率，由此，可改善胎面胶料的抗崩花裂口性能，N110胶料的撕裂能最高，N220和N375居中，然后是其它品种，唯N330最低。

N299撕裂能比N220低，N110撕裂能比N234、N121高90％。

可见，当碳黑表面积相当时，用低结构碳黑可提高胶料撕裂强度，这是因为，撕裂能主要随表面积增加而增加，
疲劳寿命：疲劳是由胶料内应力集中的弱点先行微裂，继而发展到破裂（所谓特征疲劳寿命）。

包括碳黑附聚体存在在内的诸因素都可能是应力集中的薄弱点。

故细粒子碳黑的撕裂强度虽高，但要确保分散良好。

故常用较粗粒子的碳黑，其疲劳性能更佳。

N375具有适中的表面积和结构，有最高的疲劳寿命。

N110、N121、N347的疲劳寿命居中。

N351的疲劳性能最低。

由此可获得碳黑粒径、结构的尺寸变化对胶料特征疲劳寿命的具体影响。

四、4系列
ASTM名称英文缩写中文名称
N440 FF 细粒子炉黑,
N472 XCF 特导电炉黑
基本特性
N472在胶料中的导电性能比N293和N294都高，但补强性不及这两种。

应用与配合
N472适用于飞机轮胎、多粉尘场合用输送带、胶管、手术室地板及除静电橡胶制品。

一般NBR、CR、NR是制造导电制品的首选胶料。

极性软化剂有利于提高导电性，TMTD对改善导电性有利。

五、5系列
ASTM名称英文缩写中文名称
N539 FEF-LS 低结构快压出炉黑
N542 FEF-LS 低结构快压出炉黑
N550 FEF 快压出炉黑
N568 FEF-HS 高结构快压出炉黑
基本特性
N550粒子表面光滑，兼有中等补强性能而又有很好加工性能的品种，特别是能赋予胶料以较高挺性和良好压出性能，胶料的耐高温性能及导热性能良好，特别是弹性和复原性好，补强性能比其它软质碳黑都高，耐磨性能比槽黑还好，故又称中耐磨炉黑（MAF）
N539是N550衍生品种，有中等补强性能和良好压出性能，拉伸强度和伸长率较高，定伸应力比N550低，弹性和耐疲劳性能好。

应用与配合
N550常用于轮胎帘布层、胎侧、内胎及压出、压延制品的胶料中。

在丁基内胎中最好与N660并用，这样既可以满足胶料压出性能，又能改善制品的后期使用性能。

N539适用于轮胎胎体胶料，尤其适用于以NR为主的缓冲胶料，也可用于轮胎基部胶料、胶带覆盖胶料及其它橡胶制品中。

六、6系列
ASTM名称英文缩写中文名称
N601 HMF 高定伸炉黑
N630 GPF-LS 低结构通用炉黑
N650 GPF-HS 高结构通用炉黑
N642 GPF-LS-NT 新工艺低结构通用炉黑
N660 GPF 通用炉黑
N683 APF 全用炉黑
基本特性
N630、N642其物化性质相似，补强性能比半补强炉黑稍优。

N650具有中等补强性能，能赋予胶料较好的工艺性能，胶料的撕裂强度和定伸应力较高。

N660是N600系列碳黑中的主要品种，因兼备高定伸炉黑的高定伸应力、快压出炉黑的良好加工性、半补强炉黑的高弹性和细粒子炉黑的耐屈挠性。

N660与半补强炉黑相比，它的结构高，粒子稍细，在胶料中易分散，胶料的拉伸强度和定伸应力较高，而且变形小、生热低、弹性好、耐屈挠，但伸长率稍低。

N683是N600系列碳黑中结构最高的品种，兼有通用炉黑和快压出炉黑的性能，N683与N550相比，加工性能相似，胶料耐疲劳性能更好，但拉伸强度和伸长率稍差。

应用与配合
N630和N642适用于制造轮胎帘布层、内胎、胶管及其它橡胶制品。

N642还可代替半补强炉黑使用。

N650和N683都是高结构品种，适用于轮胎帘布层、胎侧、内胎、电缆外层、胶管、胶鞋及其它压延制品。

N660适用于轮胎帘布层、高速输送带、电缆、鞋类及其它压延制品。

在选用本系列碳黑时，应注意到它们的拉伸强度区别不大，所不同的主要是伸长率、定伸应力及加工性能有较大区别。

七、7系列
ASTM名称英文缩写中文名称
N724 SRF-LS 低结构半补强炉黑
N741 SRF-HS 高结构半补强炉黑
N754 SRF-LS 低结构半补强炉黑
N761 SRF-LS 低结构半补强炉黑
N762 SRF-LMNS 非污染低定伸半补强炉黑
N765 SRF-HS 高结构半补强炉黑
N770 SRF-HM 高定伸半补强炉黑
N774 SRF-HMNS 非污染高定伸半补强炉黑
N785 MPF 多用炉黑
N787 SRF-HM 高定伸半补强炉黑
基本特性
N754具有中等补强性能，是N700系列碳黑中结构最低的品种，能赋予胶料以低生热和良好的动态性能，当大量填充时也不会明显降低胶料弹性。

N762具有中等补强性能，结构比N774低，苯透光率稍低，不污染橡胶，能赋予胶料较高弹性和低生热。

N765具有中等补强性能，压出收缩率比N774、N762都低，但胶料门尼粘度、硫化胶拉伸强度、定伸应力都比它们高，但弹性较低。

N772（SRF）具有中等补强性能的半补强炉黑，它的结构与N754、N762相似，其表面积稍大，在胶料中的物性也比N754、N762稍好。

N774具有中等补强性能，主要特点是溶剂抽出物低，不污染橡胶，与N762比较，表面积相同，结构稍高，苯透光率也稍高。

用N774的胶料工艺性能好，其用量可以很高，而且胶料性能不降低，生热小，动态性能良好。

N787具有中等补强性能，与N774比较，其基本性能相差不大，只是N774的溶剂抽出物低。

本品可高填充量使用，而且胶料加工及物性良好。

应用与配合
N754适用于压出制品及胶管、胶带等制品。

用N754的胶料具有最低定伸应力，且弹性好，故可代替热裂碳黑使用。

N762适用于轮胎帘布层、内胎、自行车胎、胶管、胶带压出制品及模制品胶料，特别适合于要求非污染的胶料。

N765适用于内胎、胶管、自行车胎、电缆外层、轮胎帘布层及压出制品的胶料。

N772在橡胶制品中的适用性相当于N754和N762。

但N772代替热裂碳黑的性能不及N754好，在非污染性部件中使用不及N762好。

N774适用于轮胎帘布层、胎侧、内胎、胶管、胶带等。

特别适用于非污染性的胶料使用。

N787适用于轮胎帘布层、胎侧、内胎、（包括丁基橡胶）、胶管、胶带、胶鞋及模制品等胶料中使用。

八、8、9系列
ASTM名称英文缩写中文名称
N880 FT 细粒子热裂碳黑
N907 MTNS 非污染中粒子热裂碳黑
N990 MT 中粒子热裂碳黑
N991 MT-LS 低结构中粒子热裂碳黑
基本特性
N880是细粒子热裂碳黑，它比N900系列的中粒子热裂碳黑的粒径小。

N907和N908都是非污染中粒子热裂碳黑，所不同的主要是N908为粉体，N907为非粉体。

N990和N991分别为超纯中粒子热裂碳黑（MT-UP）和低结构中粒子热裂碳黑（MT-LS）。

所谓“非污染”或“超纯”是指碳黑粒子表面的溶剂抽出物极少。

中粒子热裂碳黑在橡胶用碳黑中（除细粒子热裂碳黑外）表面积最低。

无论细粒子热裂碳黑或中粒子热裂碳黑，因表面积小、结构低，在橡胶中可大量填充，如中粒子热裂碳黑在某些橡胶中的填充量可达300份。

所以热裂碳黑（N800～N900系列）是很好的补强填充剂。

使用热裂碳黑的胶料，加工性能良好，不影响硫化速度。

硫化胶的硬度低、弹性高、生热低、变形小、耐屈挠、耐老化性能良好，但拉伸强度低。

应用与配合
1．所有热裂碳黑都适用于天然胶和多种合成胶。

特别适用于要求高填充、低生热、小变形和易加工的橡胶制品。

如用于电缆外层、减震垫、耐油及耐热的胶料。

当大量填充时，软化剂也应适量增加。

2．非污染中粒子热裂碳黑是橡胶和胶乳的补强填充剂。

适用于要求弹性好、压缩变形小、不污染以及热或电的不良导体橡胶制品中，也可用于可交联的塑料制品。

3．热裂碳黑因为价格高，用量少，一般由其它碳黑代替。

细粒子热裂碳黑已被淘汰。

查《橡胶原材料手册》。