如何用白炭黑降低橡胶的生产成本?
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沉淀法白炭黑学名沉淀水和二氧化硅,又称活性二氧化硅,具有高比表面积、高结构度、高活性,在橡胶行业中作为一种重要的功能性填充剂,不仅能够显著提升橡胶制品的性能,还能有效降低生产成本。
普通橡胶中添加少量白炭黑后,产品机械强度、耐磨性能、耐老化性能明显提高。在实际应用中,65%以上的沉淀法白炭黑用于橡胶工业,以鞋类、轮胎类为主。鞋材中的橡胶部件使用白炭黑后,产品硬度、拉伸强度、撕裂强度、耐磨性、防滑性、粘着性明显提高,尤其在浅色、彩色半透明和透明鞋底(包括大底、中底、围条胶等)中具有广泛应用。在轮胎胎面胶、胎体胶中添加适量白炭黑,有助于提高抗撕裂强度、橡胶-帘线之间的粘合性能等。
一、生产中的作用
补强作用:纳米级颗粒与橡胶分子形成化学键,提高材料强度和硬度
增塑效果:减少橡胶粘合剂用量,降低配方成本
性能提升:提高耐磨性(延长产品寿命)、抗撕裂性和抗老化性能
功能改善:增加抓地力,降低滚动阻力(减少能耗)
二、直接降低生产成本的方法
1、减少原材料消耗
①白炭黑可替代30%炭黑,同时保持或提升产品性能。
②通过增塑效果减少橡胶粘合剂用量5-15%。
③沉淀法白炭黑价格仅为气相法的1/3-1/4(0.7-2.5万元/吨)。
2、优化生产工艺
①改性沉淀白炭黑可使工程轮胎胶料门尼粘度降低25%。
②双螺杆密炼机配合3% Si69偶联剂,可将团聚体尺寸降至1μm以下。
③表面处理减少硅烷改性剂用量,进一步压缩成本。
三、成本对比(仅供参考)
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四、优化
1、配方优化:根据产品性能要求,平衡白炭黑与其他填充剂的比例,使用硅烷偶联剂Si69改性,虽增加单耗成本5%,但综合生产成本下降12%。
2、工艺改进:采用分段混炼工艺,提高白炭黑分散性,优化硫化条件,充分发挥白炭黑的补强效果。
3、替代方案:性能要求不高的产品,可部分替代为更廉价的填充剂(如碳酸钙),也可考虑使用再生胶与白炭黑并用,进一步降低成本。
4、货源优选:选择性价比高的沉淀法白炭黑供应商,推荐光伏硅副产白炭黑。
橡胶企业在保证产品质量的前提下,有效降低生产成本,提升市场竞争力。实际应用中,建议根据具体产品类型和性能要求,选择最适合的白炭黑应用方案。