汽车用氟橡胶介绍-大金

２次硫 化
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7-1、模压成型
将混炼后的橡胶放入模具中，使用加压方法进行硫化成型制造橡胶制品，该方法是 目前最普遍的橡胶硫化方法。 产品： O形圈、垫片、油封等 对于过氧化物硫化的氟橡胶，建议采用真空硫化机来硫化。
模具
硫化机
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7-2、 注射成型
注射成型在普通橡胶产品中已普遍采用，氟橡胶正在逐渐使用。该成型法可以实 现大批量生产，减少废边、保证产品外观质量。 产品：O形圈、垫片、油封等 使用该方法要求氟橡胶具有良好的流动性，为了改善流动性可以在配方中添加增 塑剂。 建议使用双酚硫化氟橡胶。
温度 ( ℃ ）
耐热等级
E F G H 耐油等级
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5-2、氟橡胶的耐热性 ---高温下的压缩永久变形性--５０ 压 缩 ４０ 永 久 ３０ 变 形 ２０ (%) １０ ０
将橡胶制品压缩２５％、在各温 度下放置２2小时后压缩永久变 形值
硅 胶
丙烯酸酯橡胶 氟橡胶 ５０ １００ 温 度 （℃） １５０ ２００
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8．氟橡胶的特征及用途 8-1.发动机周边的应用
・耐热性 ・耐油性 ・耐溶剂性 ・耐药品性 ・耐臭氧、耐气候性 ・耐水、耐水蒸气性 ・低抽出性 ・低气体、燃料透过性
汽车 ・油封 ・曲轴油封 ・气门油封 ・凸轮轴密封 ・齿轮箱密封 船尾管密封 油压机的密封
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曲轴油封
氟橡胶DAI-EL:G-752 耐热性、耐油性、密封性、粘接性
氟橡胶的气体透过性较低,适用于高真空装置,阻断外部气 体渗透等用途方面。
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5-7、氟橡胶的耐蒸汽性
压缩永久变形（165℃）
100
压缩永久变形（％）
80 60 40 20 0 0 500 1000 1500
G-701(PbO配方) VMQ G-902
时间 ( Hr )
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5-8、氟橡胶的难燃特性
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5-9、氟橡胶的耐臭氧性
在下述试验条件下，氟橡胶试样不会因臭氧而产生龟裂
臭氧浓度：１５０ ｐｐｍ （紫外线灯：２８０～３８０ mμ ２０Ｗ×１０根） 温度：６０℃ 时间：３００小时 试料：３号哑铃形试样 １８０°弯曲
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6．氟橡胶的配方及硫化
6-１．各硫化体系的基本配方
氟橡胶的门尼黏度及玻璃化温度较高，自身比重很大，通常用于要求耐高温、耐油的环境条 件下。 氟橡胶属于自补强橡胶，添加了各种助剂混炼后，氟胶的性能降低，因此氟胶的配方相对较 为简单。 氟橡胶的硫化有胺类硫化、双酚硫化、过氧化物硫化三种，各硫化体系的基本配方如下：
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5-1、氟橡胶的类别
(基于 SAE J200 及 ASTM D2000)
在ASTM No.3 中的体积变化率 ( % )
140 120 100 80 60 40 30 20 10 H G F E D C B A VMQ AEM EPM, EPDM SBR, IIR BR A B C D CR 250 225 FVMQ 200 175 ACM 150 HNBR 125 ECO 100 NBR 70 FKM J K
6-２. 各硫化法的特征
胺类硫化法 ・焦烧安定性 ・加硫速度 ・脱模性 ・粘接性 ・拉伸强度 ・压缩永久变形 ・耐药品性 双酚硫化法 过氧化物硫化法
～
～
～ ～ ～
◎：优秀
○：良好
△：一般
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6-3. 硫化过程橡胶物性的变化
•
• • • • 拉伸强度 伸长 硬度 压缩永久变形
欠硫→正硫→过硫
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高性能氟橡胶DAI-EL 在汽车领域的应用
DAIKIN FLUOROCHEMICALS (CHINA) CO., LTD.
大金氟化工（中国）有限公司 上海分公司
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1、大金公司氟橡胶开发史
1964 1970 1974 1980 1982 1986 1994 2003 开始氟橡胶研究 R 开始氟橡胶 DAI-EL G-501 的开发・商品化及商业生产 双酚硫化法氟橡胶的开发・商品化 R ( DAI-EL G-601, G-701 ) 过氧化物硫化法的开发・商品化 (碘移动聚合法的开发) ( DAI-ELR G-801, G-901) 世界上首次成功研制出热可塑性氟橡胶 R ( DAI-EL THERMOPLASTICS ) 全氟橡胶的开发・商品化 R ( DAI-EL PERFLUOR ) 耐寒性氟橡胶的开发・商品化 R ( DAI-EL LT-301, LT-251 ) R 流动性、密封性优良的DAI-EL G-7000系列的商品化
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2、氟橡胶的硫化体系
胺类硫化 胺类化合物 Diamine 双酚硫化 芳香族双酚化合物 Bisphenol 4级翁盐 Quaternary Onium Salt 必须 如: MgO 适宜（0～60phr 碳黑） 如: 碳黑、硫酸钡、二氧化硅、硅藻土、滑石粉 等 适宜（0～2phr） 如: 高级脂肪酸类、天然石蜡类 必须 如: MgO, Ca(OH)2 过氧化物硫化 多官能不饱和化合物 TAIC 有机过氧化物 Organic Peroxide 不需要 (DAI-EL)
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4、DAI-EL的产品体系概要
级别 G-500系列 G-550系列 G-600系列 G-700系列 特点 高强度·高粘度 低粘度→挤出类型 中等黏度，脆性温度低 高氟含量→耐药品性良好 低氟含量→低温特性良好 标准类型 CS性能良好 脱模型良好 粘结性良好 低粘度→挤出类型 低压缩永久变形 低压缩永久变形 粘结性良好 低粘度→挤出类型 低温性良好 低粘度→流动性良好 优异的低温性 优异的低温性和药品性 氟含量 68% 69% 69% 71% 66% 66% 66% 66% 66% 66% 66% 66% 66% 66% 66% 71% 64% 67% 品种 G-501NK G-558 G-551 G-621 G-671 G-701 G-716 G-723 G-752 G-755 G-7401 G-7373 G-7428 G-7211 G-801 G-902 LT-302 LT-252
Fuel-C 的透过率 （ｇ/ m2/day)
(SAE Tech. Paper 900195)
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5-6、氟橡胶的气体透过性
气体透过系数(cm3・mm/24h・m2・atm)
橡胶的种类 氟橡胶 硅 胶 丁基橡胶 聚氨酯橡胶 氯磺化聚乙烯 温度（℃） 26 26 26 29 30 ＣＯ２ 93 25740 919 2627 1097 Ｏ２ 88 6829 368 315 217 Ｎ２ 59 2955
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5-3、氟橡胶的耐油性
350 体积变化率（％） 300 250 200 150 100 50 0 3 55 6 130 130
氟橡胶 丙烯酸酯橡胶 硅橡胶 浸渍条件；25℃×7日
300
汽油
甲苯
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5-4、氟橡胶的耐醇性
甲醇
140 120 体積変化, ΔV % 体积变化率（△ Ｖ ％） 100 80
硫化体系 胺类硫化
双酚硫化
G-7000系列
G-800系列 GБайду номын сангаас900系列 过氧化物硫化 LT 系列
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5、氟橡胶的特性
１．优良的耐热性 ２．优良的耐药品性及耐油性 ３．优良的耐燃料透过性 ４．优良的耐气体透过性 ５．优良的耐水、耐蒸汽性 ６．极小的气体挥发量 ７．难燃性优良 ８．优良的耐臭氧、耐候性
乙醇
60 40
66% F 69% F 71% F -30℃ LT Grade
丙醇
20 0 0 1 2
n
丁烯醇
3 4 5
H(CH2)nOHのｎ H(CH2) OH
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5-5、氟橡胶的耐燃料透过性
6 100 125 150 200 0 50 100 150 200 250
FKM（二元) Fluorosilicone CO ECO NBR (37%AN)
ASTM D６３５标准中氟橡胶被分类为「自熄性」材料。
「自熄性」定义 将长度：５ incｈ、宽：１/２inch、厚度:１/４inch的样品一端在喷灯上加热 ３０秒、火焰只蔓延到４inch以下即表示该材料具有自熄性
FKM的氧气指数 FKM (VDF/HFP)：75（氧气浓度在75％时着火） FKM (VDF/HFP/TFE） : 95以上
胺类硫化 双酚硫化 过氧化物硫化
２００℃、２４小时 ２３０℃、２４小时 １８０℃、４小时
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7-5、氟橡胶与金属骨架的粘合
氟橡胶为了满足更高的要求常与各类金属粘接配合使用，如各类油封。 胺类硫化体系粘接性最好,双酚硫化体系次之,过氧化物硫化氟橡胶粘接比 较困难。 氟橡胶与金属之间粘接效果因素影响： a、胶料种类 b、金属种类 c、交联剂的种类 d、接触面的清洁情况 e、金属骨架处理情况 工艺流程: 金属表面处理(喷砂、酸洗、溶剂清洗) 干燥 涂刷粘接剂（刷涂、浸涂、喷 涂） 干燥固化（150℃×10分钟) 硫化 常见的粘合剂如下： Chemlock 5150、 Chemlock 607 Megum 3290-1、 PC-22
硫化剂 硫化促进剂 吸酸剂 填充剂 加工助剂
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3、氟橡胶的种类及其结构
大部分氟橡胶的主要成分为偏氟乙烯,1955年由3M公司首先开发成功。之后许多公司进行研究开发，目前成 分不同的各种氟橡胶已经成功商品化。 氟橡胶在耐热、耐药品、耐溶剂、机械等性能方面具有很强的竞争力，做为各类密封件和软管材料广泛应 用于汽车、化工、通信及机械等领域。
FKM/FEP/ECO/ECO 软管
引线机 引取機 真空水槽 真空水槽
押出機 #4 挤出机＃4
挤出机＃3 押出機 #3
ECO FKM 增强层 阻隔层 ECO
X-Y 外径測定器 X－Y外径测定器
多层机头 多層 ダイ
押出機 #1 押出機 挤出机＃2#2
挤出机＃1
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7-4、二次硫化
二次硫化也叫烘箱硫化或后硫化，根据产品的用途不同有时可以省略。 二次硫化的目的： a、结束硫化反应 b、分解剩余的硫化剂 c、挥发掉硫化时产生的气体 d、除去残留的变形等 e、同时改善物性。 各硫化方法的烘箱硫化条件见下表，制品厚度在10毫米以上时，若二次硫化的温 度上升太快会使得制品出现开裂，因此建议二次硫化是采用逐步升温。
･二元系氟橡胶（偏氟乙烯-六氟丙烯的聚合物)
- (CH2-CF2)m -- (CF2-CF)n | CF3 ･三元系氟橡胶（偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯的聚合物) - (CH2-CF2)m -- (CF2-CF)n -- (CF2-CF2)l | CF3 ･耐低温性氟橡胶（偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚) - (CH2-CF2)m -- (CF2-CF2)n -- (CF2-CF)l | OCF3
エジェクターシリンダー
射出シリンダー 注射气缸
可塑化用 可塑化用油 油压马达 圧モーター
オイルタンク 油 箱 型締・型開 锁模/启模 シリンダー 气缸
モータ 马达
油圧ポンプ 液压泵 ＩＵ移動シリンダー IU 移 动 气 缸
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7-3、挤出加工
挤出加工主要是生产胶管、胶条等产品。一般使用门尼粘度较低的氟橡胶， 氟橡胶的分子量分布的宽与窄也是影响挤出工艺的一个重要因属。 汽车燃油软管是通过氟橡胶和普通橡胶复合挤出工艺生产的。复合挤出是采 用两台或多台挤出机分别挤出不同的橡胶，然后在机头处复合成一体。 目前有氟橡胶／氯醇橡胶（FKM/ECO）、氟橡胶／丁腈橡胶（FKM/NBR）及氟 橡胶/硅橡胶（FKM/VMQ）等多种结构的复合胶管制品。
胺类硫化法 生胶 填充剂 基本配方 受酸剂 加硫剂 生胶 MT-C １００份 ２０份
双酚硫化法 预混胶 MT-C MgO（高活性） Ca(OH)2 １００份 ２０份 ３份 ６份
过氧化物硫化法 生胶 MT-C １００份 ２０份
MgO（低活性） １５份 V-3 ３份
TAIC
过氧化物助剂
３份 １．５份
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小→ 大→ 小→ 大→ 大→ 大 → → → → →小 →小 →大 →小 →小
• 溶剂引起膨胀
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7、氟橡胶的成型加工
氟橡胶的成型加工与普通橡胶的加工方式基本相同。 使用开炼机・密炼机・捏和机混炼；使用挤出机・压延机滚筒・ 压机进行预成型加工；用平板硫化机、注射机等进行一次硫化； 用烘箱进行二次硫化混炼成型加工顺序如下： 。 原料准备 计量・混 炼 成型・硫化（１次硫化）