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联系我们卡博特的工业橡胶产品几乎涵盖了除轮胎产品外的所有橡胶类产品制造工业领域。 它是橡胶工业一个非常多样化的领域,提供的橡胶产品包括:挤压型材、软管、皮带、片材和屋面材、土工膜、薄膜、辊套、隔振装置、燃料电池、隔板、垫片、O 型圈、管材、鞋类、泡沫绝缘管和绝缘片等。
由于工业橡胶产品应用的多样性,该领域对产品性能有一系列的要求,包括普通的强度特性到流体阻力、渗透性、传导性、摩擦系数和动态性质等。 在该领域使用的橡胶聚合物有很多种,例如丁苯橡胶、天然橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶等商品,丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等半专业化商品,以及氢化丁腈橡胶、聚苯醚、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶等高度专业化商品。
在此简要回顾一下某些重要的工业橡胶产品及其关键要求,以及炭黑如何影响其性能。
挤压产品
简单来讲,挤压产品就是经过挤出机处理的橡胶产品,未固化的橡胶经挤出机处理后,形成特定的形状。 然后这些形状通过固化得以保持。 主要的挤压产品包括汽车挡风板、引擎盖和后备箱密封条、建筑密封材料、船用集装箱密封材料、管材、器械密封材料、刮水片以及垫片等。
挤压产品的关键要求是形状一致和表面无瑕。 一致的形状提供适当的密封性能。 而追求完美外观的汽车制造则要求无瑕的表面。 其他重要的性能要求包括低压缩永久变形、 抗老化性和耐磨性。
只有半补强炭黑才被广泛用于挤压产品,例如 Sterling 6630、5630、SO、VH、V、NS、NS1 以及 Spheron 5000 和 6000,因为它们在混合过程中更易于分散,且具有良好的可挤压性(橡胶混合物对这些炭黑不“敏感”),还提供高负荷能力,这转而降低了挤压化合物的成本。
挤压过程
将橡胶装入挤出机,使用模具进行均质化并塑形。 然后使用固化炉(热风、超高频等)进行持续固化,并最终切割成需要的长度。 炭黑对于挤压应用的重要性质如下:
OAN/COAN(油吸收值/压缩样品油吸收值):高结构(高 OAN)炭黑可提供良好的分散性和挤压过程中较低的出模膨胀。 最常用的压出炭黑具有高于 100 毫升/100 克的 OAN。
粗粒:杂质、焦炭和高压缩炭黑在橡胶混合过程中不可分散,会在挤压后的表面上形成瑕疵。 这将造成高废品率,代价极其高昂。 每个客户每年的废品将花费 6,000,000 美元,这几乎是他们销售额的 6%! 尽管不是所有的废品都与粗粒有关,但是表面瑕疵通常被认为是产生废品的最重要原因之一。
粒料质量:众所周知,粒料质量会影响炭黑分散性,而对于要求表面完美和挤压尺寸一致的挤压产品,理想的分散性是必须的。 不良的混合将导致挤压过程产生变异性,尤其是对于橡胶海绵,任何变异经过敏感的吹塑处理都会被极大地放大。 此外,大部分挤压应用的客户使用散装炭黑处理系统。 低劣的粒料质量会产生大量细屑,引起处理系统堵塞。 在某个案例中,由于粒料质量的变化,一位客户不得不多花了 6 倍的时间来将炭黑注入混合室。
整体一致性:尽管这听起来似乎定义不明确,但这对于我们的这一市场领域来说是一个非常关键和实际的问题。 正如并非所有事物都经过分析测试一样,炭黑的一致性也不仅仅通过炭黑的分析性质来衡量。 一致性总体上通过化合物性能来衡量。 加工过程中的许多变化可能不会对炭黑的分析性质显示出任何影响。 但是,通过化合物焦痕、兼容性、粘性、分散性和挤压表面抛光,经常可以清楚地看到这些变化。 汽车公司在寻求长期经营理念的过程中,正越来越多地参与到我们的加工过程中,以确保我们为其提供具有一致性能的材料。
软管
橡胶软管主要有水力和非水力两种类型。 另外,软管可以分为增强型软管和非增强型软管。 在我们的工业产品业务中,非增强型软管被称为前面提及的管材。 软管几乎全部是通过挤压过程制造。 一般来说,软管用于传输空气和燃料之类的物料,或用于传输液压力。 这一传输功能对软管中的橡胶提出了关键要求。 以下是几种重要产品:
燃料管: 降低碳氢化合物排放量的法规要求燃料管具有极低的燃料渗透性。 许多燃料管中使用氟橡胶制成的超薄单板来降低渗透性。 混合燃料(甲醇、乙醇等) 其要求软管对这些极性溶剂具有超强的耐受力。 在软管橡胶中添加炭黑通常会同时降低汽油渗透性和溶剂的膨胀。
散热器软管: 这些类型的软管需要具有高温下对冷却液的耐受力,这十分重要。 此外,由于在使用过程中软管需经受热度,因此橡胶的耐老化性也非常重要。 另一个挑战是静电分解,通过使用低导电性的炭黑可减少这种情况的发生。
液压软管:几乎所有的液压软管均经过补强。 对于软管橡胶,强度和对液压油的耐受力是其关键要求。
工业软管: 该工业领域的应用有许多不同的类型,包括水龙带、蒸汽软管、空气软管、石油软管、制冷软管、高级食品软管以及化学品软管。 同样,强度和对溶剂与化学品的阻抗力是关键要求。
软管工序:软管的内层经过挤压形成。 然后将纱线编织到内层上,再将橡胶挤压覆盖到编织的纱线上,形成橡胶保护层。 最后,将挤压形成的软管切割成一定长度,并用心轴使其固化成形。
皮带
皮带的主要功能是将动力或能量从一处传送至另一处。 该动力随后被用于驱动某一应用,或用于将材料从一处传送至另一处。 虽然所有皮带的基本属性都相似,但每种皮带用于完成不同的、特定的任务。 因此,皮带分为三种类型:正时皮带、传动带和传送带。
正时皮带:正时皮带经过设计,与一套特殊的齿轮配合使用,以便皮带的“齿”紧密地嵌入齿轮的凹槽。 皮带带动齿轮,使其以非常精确的方式运作,并使发动机或系统保持准确同步。
传动带:传动带有许多可用的类型,包括汽车应用、工业应用和采矿应用中使用的传动带。 这些皮带从传动轴获取动力并将能量传送至另一个或更多传动轴,从而使同一个发动机可以启动若干应用。 有时传动带用于在启动源相距很远的情况下提供能量。
传送带:传送带用于远距离高效传送各种类型的物料。 通常这些传送带在制造时为长带状,在安装时将其两端连接起来。
皮带工序:皮带的制造通常有两个过程。正时皮带和传动带与轮胎具有相似的制造过程。 首先,在鼓轮上建造类似于衬垫的层。 然后,添加补强层和橡胶层直到达到适当的厚度。 正时皮带通常需要在其中一个表面上铸模形成“齿”,以便与正时齿轮匹配。 最后,在小型热压罐内固化皮带,然后将其切割成适当的宽度。传送带通常制造为长带状。 对橡胶层和织物层进行脱脂或压光,再涂覆到基料上,直到达到适当的厚度。 然后,使用热风固化、微波固化或其他固化技术将皮带固化,每次固化一部分或依次固化均可。 最后,将皮带切割成适于特定应用的长度。
模制产品
模制产品是指一组多样化的硫化橡胶产品,这些产品使用模具制造而成,以便获得期望的尺寸和形状。 用这种方式制造的产品包括隔膜、隔振装置、衬套、气垫、底盘保险杠、各种衬垫、靴子、刮水片、仪表板、皮带轮、索环等。
模制工序:将复合橡胶注入、传送或简单地放入已加热的模具,并在压力下固化以获得需要的尺寸和形状。
以下是模制产品的一些例子:
发动机悬架:这些悬架用于隔离来自车辆底盘的振动。 关键要求是一致的静态和动态刚度(弹簧刚度),良好的疲劳寿命,以及对热撕裂和热老化的耐受力。
模制密封件:这包括油封件、气封件、水封件和热绝缘件。 关键性能包括耐油性、耐热性和压缩永久变形。
衬垫:此类产品有很多含有橡胶板,带有特定图案。 成本是这一工业次领域的关键。 对某些衬垫有耐蚀性、耐溶剂性或耐热性要求。
炭黑对橡胶性质的影响
作为补强材料及橡胶化合物的主要成分,炭黑对橡胶的所有性质都有显著影响。 下表列出了部分影响。
表 I: 炭黑对橡胶性质的影响
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性质
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高度影响
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中度影响
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低度影响
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| 粘度 |
X
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| 固化速率 |
X
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| 可挤压性 |
X
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| 密度 |
X
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| 硬度 |
X
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| 强度(拉伸、撕裂等) |
X
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| 模量 |
X
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| 弹性 |
X
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| 压缩永久变形 |
X
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| 老化 |
X
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| 动态性质 |
X
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| 耐磨性 |
X
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| 疲劳 |
X
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| 低温性质 |
X
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| 耐溶剂性 |
X
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| 耐蚀性 |
X
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| 传导性 |
X
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| 紫外防护性 |
X
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| 超高频接收度 |
X
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| 其他性质 |
X
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X
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X
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| 成本 |
X
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