维普资讯 http://www.cqvip.com ５０８ 橡胶工业 ２００７年第５４卷 炭黑技术讲座 第３讲橡胶用炭黑标准（续完） 李炳炎，于宝林，刘敏 （中橡集团炭黑工业研究设计院，四川自贡 ６４３０００） 中图分类号：ＴＱ１２７．１ １；ＴＱ３３０．３８ １ 文献标识码：Ｅ 文章编号：１０００—８９０Ｘ（２００７）０８ ０５０８一Ｏ４ （接上期） 表３ ＧＢ ３７７８－－２００３的检验项目及试验方法 检验项目 理化性质 吸碘值 我国炭黑生产和用户单位众多，进口ＡＳＴＭ 指定的ＩＲＢ较困难，为保证炭黑性能检测结果的 准确性和可比性，必须制备国产标准参比炭黑 （ＳＲＢ）。中橡集团炭黑工业研究设计院先后组织 试验方法 ＤＢＰ吸收值 压缩试样ＤＢＰ吸收值 ＣＴＡＢ吸附比表面积 ＳＴＳＡ 了多种标准参比炭黑（ＳＲＢ）的研制，包括测试橡 胶物理性能用的ＳＲＢ１ 、ＳＲＢ２ 和ＳＲＢ３ （ＳＲＢ１ 和ＳＲＢ２ 与ＡＳＴＭ的ＩＲＢ Ｎｏ．６对应， ＳＲＢ３ 与ＡＳＴＭ的ＩＲＢ Ｎｏ．７对应），乙炔炭黑 氮吸附比表面积 着色强度 ｐＨ值 标准样品，色素炭黑标准样品（ＳＲＣＢ１ ）等。 为具体说明我国橡胶用炭黑标准，下面介绍 倾注密度 硫化胶物理性能 ３００ 定伸应力差值 非炭黑物质含量 加热减量 现行橡胶用炭黑产品标准ＧＢ ３７７８－－２００３。 ２．１ 属性 ＧＢ ３７７８－－２００３于２００３年１２月１１日发布， 一一一一一一一一一一一 ～＼、 ０ 一一一一一 ～一 一 灰分含量 杂质含量 ５００ ｉｚｍ筛余物含量 ４５ ｉｔｍ筛余物含量 造粒性质 细粉含量 ２００４年６月１日起正式实施。基于橡胶用炭黑 在国民经济中的重要性，ＧＢ ３７７８－－２００３被确定 为强制性国家标准，也就是说，在境内生产、销售 该标准所列的橡胶用炭黑产品时，必须按该标准 组织生产和进行质量考核。 不列入检验项目； ＧＢ ３７７８－－２００３为条制，即该标准涉及 的技术要求、采样方法和检验规则为强制性条款， 其它内容为推荐性条款。 ２．２主要内容 ２．２．１检验项目及试验方法 ・Ｓ系列炭黑和混气炭黑的表面氧含量高， Ｎ９００系列炭黑的吸附烃较多，这３类炭黑的吸碘 值测试误差较大，其吸碘值不列入检验项目； ・天然气半补强炭黑的表面较光滑，吸碘值、 ＳＴＳＡ和氮吸附比表面积的测试结果相近，故 ＳＴＳＡ和氮吸附比表面积不列入检验项目。 ＧＢ ３７７８－－２００３将炭黑产品的检验分为出厂 ＧＢ ３７７８－－２００３设置了１６个检验项目，其中 炭黑的理化性质检验项目９个、硫化胶物理性能 检验项目１个、非炭黑物质含量检验项目５个、造 粒性质检验项目１个，见表３。 不同类型炭黑产品的检验项目有以下差异： 检验和例行检验（对产品质量进行全面考核，即按 标准中规定的技术指标对产品进行全项检验）。 炭黑Ｎ１００～Ｎ９００的出厂检验项目有吸碘值、 ＤＢＰ吸收值、ＣＴＡＢ吸附比表面积或ＳＴＳＡ、硫化 ・Ｎ系列炭黑的ｐＨ值均在一定的范围内， 维普资讯 http://www.cqvip.com 第８期 李炳炎等．炭黑技术讲座第３讲橡胶用炭黑标准（续完） ５Ｏ９ 胶３００ 定伸应力差值、加热减量、杂质含量和４５ ２．２．３ 与ＡＳＴＭ Ｄ １７６５－－２００１的差异 ｍ筛余物含量；Ｓ２１２、Ｓ３１５及混气炭黑的出厂检 验项目有ＤＢＰ吸收值、ＣＴＡＢ吸附比表面积或 ＳＴＳＡ、ｐＨ值、硫化胶３００ 定伸应力差值、杂质 含量、４５ ｍ筛余物含量；天然气半补强炭黑的出 厂检验项目有吸碘值、ＤＢＰ吸收值、ｐＨ值、硫化 （１）标准内容 ＧＢ ３７７８－－２００３是一个包含技术要求、试验 方法、采样方法、检验规则和包装贮运等内容的完 整产品标准，可以直接用于炭黑生产和使用的质 量控制；ＡＳＴＭ Ｄ １７６５为分类命名标准，只给出 了各品种炭黑性能的目标值和典型值。 胶３００ 定伸应力差值、杂质含量和４５ ｍ筛余 物含量。例行检验在以下情况下进行：新产品试 制鉴定和老产品转厂试产验收；生产中原料和工 艺变化较大；正常生产的周期性检验；产品停产后 再恢复生产；本次出厂检验结果与上次出厂检验 结果有较大差异；国家质量监督机构的例行检验。 ２．２．２技术要求 ＧＢ ３７７８－－２００３列出了４８个品种的橡胶用 炭黑技术指标，其中除炭黑Ｎ４７２外，其余炭黑的 氮吸附比表面积均为推荐性技术指标。该标准的 各项炭黑技术指标都是在ＡＳＴＭ Ｄ １７６５相应性 能值基础上加上一个允许波动范围构成的；每种 炭黑的技术指标均分为优级和合格级２个等级， 优级产品技术指标的允许波动范围较小，合格级 产品的技术指标波动范围较大。部分橡胶用炭黑 技术指标见表４。 ＧＢ ３７７８－－２００３对橡胶用炭黑的技术要求 如下： ・各品种炭黑性能应完全符合指标要求； ・所有炭黑产品应无杂质； ・混气炭黑的灰分质量分数应不大于０．００２， 干法造粒炭黑的灰分质量分数应不大于０．００５， 湿法造粒炭黑的灰分质量分数应不大于０．００７； ・所有炭黑产品的５００ ｍ筛余物质量分数 应不大于１×１０～； ・所有优级品的４５ Ｆｍ筛余物质量分数应 不大于５Ｘ１０＿。。，所有合格品的４５ ｍ筛余物质 量分数应不大于０．００１； ・炭黑￥２１２和￥３１５的ＰＨ值应为３．５～ ５．５，炭黑Ｎ４７２的ｐＨ值应为７．０～９．５，天然气 半补强炭黑的ｐＨ值应为８．０～１０．５，混气炭黑 的ＰＨ值应为２．９～３．５； ・散装湿法造粒炭黑的细粉质量分数应不大 于０．０７，袋装湿法造粒炭黑的细粉质量分数应不 大于０．１。 （２）产品品种 与ＡＳＴＭ Ｄ １７６５—２ＯＯ１相比，ＧＢ ３７７８— ２００３增加了炭黑Ｎ２１９，Ｎ２４２，Ｎ３３２，Ｎ４７２以及 我国特有的天然气半补强炭黑和混气炭黑共６个 品种。 （３）技术指标水平 ＧＢ ３７７８－－２００３的技术指标以ＡＳＴＭ Ｄ １７６５－－２００１的相应性能值为基础确定，同时采样 方法和试验方法与ＡＳＴＭ Ｄ １７６５—２Ｏ０１基本相 同，因此两个标准的技术指标水平相当，即按ＧＢ ３７７８－－２００３组织生产的炭黑产品完全可以按 ＡＳＴＭ Ｄ １７６５—２Ｏ０１进行考核。 （４）检验项目 ＡＳＴＭ Ｄ １７６５从１９９９年版本起用ＳＴＳＡ取 代ＣＴＡＢ吸附比表面积，而ＧＢ ３７７８－－２００３仍保 留了ＣＴＡＢ吸附比表面积指标，并允许炭黑生产 企业在ＣＴＡＢ比表面积和氮吸附比表面积中任 选一项作为炭黑比表面积控制指标，主要原因是： ①我国测试氮吸附比表面积的仪器依靠进口，短 期内很难在炭黑生产和使用企业普及氮吸附比表 面积的测试；②ＣＴＡＢ比表面积与ＳＴＳＡ有一定 的相关性，ＣＴＡＢ比表面积可以较好地表征炭黑 的外比表面积；③ＣＴＡＢＩ：Ｌ表面积测试成本较低， 过去虽然存在测试方法重复性偏差较大的问题， 但国家炭黑质量监督检验中心通过研究已显著提 高了其测试方法的重复性。要说明的是，ＧＢ ３７７８－－２００３的ＣＴＡＢ吸附比表面积指标是修改 采用ＡＳＴＭ Ｄ １７６５—１９９９的ＣＴＡＢ吸附比表面 积典型值确定的。 ２．２．４与ＧＢ ３７７８－－１９９４的差异 （１）增减炭黑品种 与ＧＢ ３７７８—１９９４相比，ＧＢ ３７７８－－２００３取 消了天然气槽法炭黑（已无企业生产），新增了炭 黑Ｎ１２０，Ｎ１３５和Ｎ３５６（ＡＳＴＭ Ｄ １７６５—２Ｏ０１增 维普资讯 http://www.cqvip.com ５１０ 橡胶工业 ２００７年第５４卷 注：１）单位为ｇ・ｋｇ ；２）单位为ｍ。・ｋｇ ；３）单位为ｍ ・ｋｇ一 ；４）单位为 ；５）用于湿法造粒炭黑产品的质量控制，单位为 ｋｇ。ｍ－ ；６）ｉ￣ａ硫化胶测试值与ＳＲＢ３ 硫化胶测试值差值ｍｓ系列炭黑胶料的硫化条件为（１４５±１）℃×５０ ｍｉｎ，其余炭黑胶料的硫化 条件为（１４５±１）℃×３０ ｍｉｎｉ，单位为ＭＰａ。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第８期 李炳炎等．炭黑技术讲座第３讲橡胶用炭黑标准（续完） 加了这３个品种炭黑）。 产品质量水平较低的状况。ＧＢ ３７７８ ２００３将炭 （２）改进氮吸附比表面积测试方法 ＧＢ ３７７８－－１９９４规定氮吸附比表面积采用单 黑产品分为优级和合格级２个等级，其中合格级 产品的吸碘值和ＤＢＰ吸收值等主要技术指标直 接采用ＧＢ ３７７８—１９９４的一等品指标，全面提高 了炭黑产品的技术指标水平。 （７）完善采样方法 与ＧＢ ３７７８ １９９４相比，ＧＢ ３７７８—２Ｏ０３新 点法测试。鉴于多点法测试的氮吸附比表面积重 复性好、数据精度高，业内已有部分单位具备多点 法测试氮吸附比表面积的能力，ＧＢ ３７７８－－２００３ 规定氮吸附比表面积采用多点法测试。 （３）增减检测项目 ＳＴＳＡ是ＡＳＴＭ Ｄ １７６５自１９９９年版起设置 的检测项目，采用多点低温氮吸附方法测试。ＧＢ ３７７８－－２００３新增了此项指标，但给定的允许波动 范围较大。 基于橡胶企业的要求及湿法造粒炭黑生产装 置的普及，ＧＢ ３７７８－－２００３新增了细粉含量和倾 注密度检测项目。 ＡＳＴＭ Ｄ １７６５一直只有３００ 定伸应力差 值一项硫化胶物理性能典型值。而ＧＢ ３７７８— １９９４及其以前的版本不仅规定了硫化胶３００ 定伸应力差值指标，还规定了硫化胶拉伸强度和 拉断伸长率指标。ＧＢ ３７７８ ２００３只规定３００ 定伸应力差值一项硫化胶物理性能指标，这样更 能保证炭黑产品质量，对用户有利。 鉴于ＡＳＴＭ Ｄ １７６５—２Ｏ０１没有规定１５０／ｚｍ 筛余物含量指标，ＧＢ ３７７８－－２００３取消了该项指 标，以８５０／ｚｍ筛余物（杂质）含量、５００／ｚｍ筛余物 含量和４５／ｚｍ筛余物含量３个指标控制产品的 杂质和筛余物含量。 （４）降低４５／ｚｍ筛余物含量 炭黑的４５／ｚｍ筛余物含量除对橡胶制品外观 有较大影响外，对其物理性能也有一定影响。与 ＧＢ ３７７８ １９９４相比，ＧＢ ３７７８－－２００３降低了优级 品４５ ｐｔｍ筛余物含量，并提高了测试精度要求。 （５）提高湿法造粒炭黑的灰分含量 湿法造粒时需要加入造粒水和粘合剂，因此 湿法炭黑的灰分较多。ＧＢ ３７７８－－２００３将湿法炭 黑的灰分质量分数由ＧＢ ３７７８～１９９４的不大于 ０．００５调至不大于０．００７。 （６）取消一等品指标 ＧＢ ３７７８～１９９４将各品种炭黑分为优等品、 一等品和合格品３个等级，其中合格品的允许波 动范围较大，这反映出当时我国炭黑生产技术和 增加了集装袋包装和散装炭黑的采样方法，以适 应炭黑包装方式的变化。 （８）采用ＳＲＢ３ ＧＢ ３７７８—１９９４规定硫化胶３００ 定伸应力 差值测试所用的ＳＲＢ为ＳＲＢ２ 。由于ＳＲＢ２ 已 使用多年，其存量已少，不能满足ＧＢ ３７７８ ２００３ 实施期间的使用需求，因此炭黑分技术委员会组织 中橡集团炭黑工业研究设计院和上海立事化工实 业有限公司研制了ＳＲＢ３ 。ＧＢ ３７７８－－２００３在 附录中增列了ＳＲＢ３ 的标准值和ＩＲＢ Ｎｏ．７的文 献值，以便对按ＧＢ ３７７８ ２００３与ＡＳＴＭ Ｄ １７６５～２Ｏ０１测得的硫化胶３００ 定伸应力差值进 行比较。 ３ 结语 （１）橡胶行业人员应熟练掌握橡胶用炭黑国 家标准，合理应用炭黑，进一步提高橡胶制品的质 量和生产效益。 （２）ＧＢ ３７７８ ２００３的炭黑技术指标水平与 ＡＳＴＭ Ｄ １７６５－－２００１相当，橡胶企业可以采用该 标准作为炭黑的入厂验收指标，或针对企业产品 的特殊需求，在该标准的基础上，向供应商提出更 严格的要求。 （３）由于技术条件的，目前炭黑标准采用 的理化性质并不能充分表征炭黑复杂的微观结构 和表面性质。当同一品种的炭黑理化性质测试值 基本相同，而硫化胶物理性能差异较大时，应从炭 黑微观结构和表面性质方面进行分析，寻找差异 的原因以解决问题。 （４）目前，一些新品种炭黑已不再申请纳入标 准，但橡胶企业仍宜采用ＧＢ ３７７８、ＡＳＴＭ Ｄ １７６５ 或其它标准中规定的检验项目及指标再加上其它 特定检验项目及指标对其质量进行检测和控制。 （本讲座终）
