新型炭黑 发展近况
李炳炎 聂绪建
炭 黑工业近年的发展趋势
根据统计，橡胶用炭黑的消耗量占炭黑总消耗量的89.5%，其中轮胎用占67.5%，汽车橡胶制品用占9.5%，其
他橡胶制品用占12.5%。非橡胶用炭黑（亦称专用炭黑或特种炭黑）仅占10.5%。非橡胶用炭黑作为着色剂、紫外
光屏蔽剂、抗静电剂或导电剂广泛用于塑料、油墨、涂料和干电池等很多行业的制品中。
近几年，我国汽车工业的快速发展，使轮胎橡胶的需求增长迅速，炭黑生产和需求也随之快速发展。1999年
到2003年我国炭黑产量由60万t增加到102万t（居世界第二位），表观消费量由65万t增加到 109万t，产量
和消费量的年平均增长速度都达到13.5%。
近年来，我国炭黑行业虽然取得了可观的发展速度和显著的科技成果，但是与国外先进水平相比，无论在品
种、质量、生产技术和应用技术水平等方面，大部分企业与世界先进水平相比仍有一定的差距。
国 外炭黑品种发展情况
国外在对炭黑的生成过程、微观结构、表面性质及其补强和应用机理的研究不断深化的基础上，新开发的产品
不断涌现，其特点是节能、环保化、高功能化和专用化，生产厂家通常不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”是轮胎发展的方向。“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3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。德国德固赛公司开发
了所谓“纳米结构炭黑”或称“反性炭黑”（Inversion Black），其特点是通过改进炭黑表面的纳米结构，改变了
炭黑胶料的滞后性能；美国卡博特公司开发了“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，开发出的CRX1346、CRX1420、VULCAN1345和VULCAN 1436 等高补强、高耐磨性和操纵性好的高
性能炭黑品种，可以用于超高里程子午线轮胎、高速度级的子午线轮胎和赛车轮胎等特种轮胎产品。
2．高纯净度炭黑
卡博特和德固赛公司分别开发了纯净度高、45 μm筛余物含量特别少，商品名为SPHERON A和PUREX的高纯
净度炭黑系列新品种。这种高纯净度炭黑，不仅适用于化纤着色，还可显著提高高压电缆护套、橡胶油封等制品的
使用寿命，改进橡胶、塑料制品的外观和气密性，以及提高涂料涂层的表面光洁度。
3．工业橡胶制品专用炭黑
卡博特公司开发的STERING和SPHERON两个系列的专用炭黑品种，分别适用于门窗密封条、雨刷、空调管、油
封、传动带、密封圈等不同功能的汽车用橡胶制品。此外，公司还开发了REGAL 85轮胎气密层专用炭黑品种，可
显著提高轮胎的气密性。
4．色素炭黑新品种
卡博特的以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，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。
日本东海碳公司开发的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
卡博特的以VULCAN XC命名的导电炭黑，原来只有2个品种，近几年又增加了导电性、分散性好，表面光滑，
容易剥离，适用于高压电缆屏蔽料的XC200和XC500，适用于抗静电塑料薄膜或制品的XC305和XC605等4个品种。
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，可做墙面发热体，用于建筑物室内保温，可以使温度均匀并节约电能。
国 内炭黑品种发展情况
1．子午线轮胎用新工艺炭黑品种
近几年来，我国子午线轮胎生产快速发展。子午线轮胎要求使用性能较好，质量稳定和湿法造粒的新工艺炭黑
品种。如N115、N121、N234、N375、N326、N330、N550、N660等，由于万吨级新工艺炭黑生产技术的普遍推广，
目前万吨级装置生产的湿法造粒产品，已经达70%以上，基本可满足了子午线轮胎生产发展的需要。
2．低滞后炭黑
中橡集团炭黑工业研究设计院（CCBI）已开发出DZ系列低滞后炭黑生产技术，并建成了国内第一套低滞后炭
黑工业化装置。其代表品种为DZ-13，填充DZ-13胶料的生热比常规炭黑低15%～25%，制成的子午线轮胎具有低滚
动阻力、低生热、低油耗，轮胎耐久性和耐磨性显著提高等优点，达到国外同类产品水平。在DZ-13应用于斜交胎
时，可以解决斜交载重轮胎生热高、散热难的问题，从而提高斜交载重轮胎在高速高载时的使用性能。DZ系列低
滞后炭黑的开发为今后“绿色轮胎”的发展奠定了良好基础。
3．导电炭黑
导电炭黑具有密度小、成本低，在高分子材料中易分散、易加工，还可通过选择不同的品种、填充量及加工方
法，在一定范围内获得不同导电性等诸多优点，而成为导电高分子材料最重要的导电性填料。
CCBI已经开发成功了一系列导电炭黑产品，并建成了规模化生产的装置。其产品已广泛用于防静电运输带、
导电胶辊、防静电胶板、电缆屏蔽料、锂电池的电极材料、导电涂料、防静电周转箱等。
4．色素炭黑
色素炭黑主要用做油墨、涂料、化纤、皮革、复印机墨粉等的着色剂，塑料（包括电缆光缆）的着色剂或紫外
光屏蔽剂。国内已有多家炭黑企业采用混气法或油炉法生产色素炭黑，也有对油炉法炭黑进行改性处理的产品，但
尚不能充分满足市场国内需求。为此CCBI为塑料行业研发了CM、103、R3等10个塑料专用炭黑品种，为油墨、涂
料行业研发了Q系列易分散炭黑新品种。
发 展我国炭黑新品种的建议
我国炭黑新品种开发已经取得了可喜的进展，但是距市场的需求，与国外同类产品比较，还存在一定差距。为
此提出如下的发展建议。
在加强轮胎制造企业、炭黑生产企业和炭黑科研单位合作的基础上，不断优化国产低滞后炭黑的性能，积极推
广应用。积极研究开发高性能炭黑新品种，提高轮胎的应用性能。
在改进工艺、改进设备的基础上研究开发高纯净度炭黑新品种，并建立相应的工业化生产装置，以满足化纤着
色，高压电缆护套、橡胶油封、塑料制品等产品的需要，满足改善加工工艺、提高表面光洁度、气密性等使用性能。
根据市场需求，研究开发导电炭黑、色素炭黑新品种，使其在导电性、黑度和色相等方面更加符合用户需要。