发动机用氟橡胶胶料的研究

发动机用氟橡胶胶料的研究

杜跃兵1,倪海鹰1,陈　军1,杨堰安2

(1.四川大学高分子材料科学与工程系,四川成都　610065;

2.成都电机厂,四川成都　610051)

摘　要:研究了加工助剂、填料对氟橡胶共混胶料性能的影响,解决了国产氟橡胶加工性差、硬度高的缺点,满足了汽车发动机对氟橡胶使用性能的要求。

关键词:氟橡胶;加工助剂;填料

中图分类号:T Q331.4+99 文献标识码:B 文章编号:1005-4030(2001)03-0011-03

随着汽车和摩托车工业的发展,对高性能发动机油封的质量、加工性提出了更高的要求。氟橡胶具有优异的耐高温、耐油、耐介质特性,在发动机油封中有着广阔的市场。目前,国内发动机油封主要采用美国3M公司和日本大金公司所生产的共混胶料。而国产氟橡胶由于存在硬高度、加工性差等缺点,一直无法与进口胶料抗衡。针对以上情况,我们经过实验,成功解决了国产胶料在硬度、加工性等方面存在的问题,使国产胶料的性能达到了进口胶料的水平。

1　试验部分

1.1　原料

氟橡胶(牌号2603)、硫化剂、促进剂、吸酸剂、填料等均由上海3F公司成都分公司提供;加工助剂RT,自制。

1.2　测试方法

硬度测试采用邵A硬度,按GB/T531-92进行;

拉伸强度、拉断伸长率测试按GB/T528-92进行;

压缩永久变形测试按GB/T7759-1996进行,测试条件为200℃×24h,压缩率25%。

2　结果与讨论

2.1　基础配方

首先,采用以下配方,进行常规性能测试,见表1。

表1　基础配方及胶料性能

性能

测　试　值

基础配方胶料进口胶料硬度/Hs8374

拉伸强度/M Pa14.414.4

拉断伸长率/%144223

压缩永久变形/%19.213

　基础配方:氟橡胶,100;吸酸剂,9;硫化剂,2.5;促进剂,1;填料,25

硫化条件:一段硫化　170℃×20min;二段硫化　230℃×24h(后同)

通过表1,可以看出国产氟橡胶在经过二段硫化后,硬度偏高,拉断伸长率低,并且在实际生产操作中,表现出其热脱模性差,制品容易撕裂。说明了国产胶料与进口胶料还有较大的差距。2.2　加工助剂

由于按基础配方生产的胶料在实际生产中热脱模性差,因此加入了一定量的加工助剂,以改进胶料的热脱模性,加工助剂对胶料性能的影响,见表2。

根据氟橡胶的特性及结构,自制了一种加工助剂RT,其结构特点为与氟橡胶具有极佳相容性的链段和较好热强度的共聚物。由表2可以看出,在基础配方中加入不同份数的RT后,胶料的基本性能没有影响,但通过大量实际生产反映出,胶料的抗热撕裂性有了明显的提高。

2.3　填料

为了提高胶料的耐磨性,满足车用发动机油封的要求,同时也为了降低胶料的成本,在胶料中一般要求加入一定量的耐磨填料。本次实验中,选用了国产填料K L粉,考察了不同用量KL粉

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2001年 杜跃兵等　发动机用氟橡胶胶料的研究

收稿日期:2001-05-08

对产品物性指标的影响,其配方及测试结果见表3。

表2　加工助剂对胶料性能的影响

配方序号1#2#3#

氟橡胶2603100100100

硫化剂2.52.52.5

促进剂111

吸酸剂999

KL粉252525

RT00.51

性　能测试值

拉伸强度/M Pa14.413.513.7

拉断伸长率/%144158154

硬度/Hs838384

压缩永久变形/%19.217.317.6

热撕裂性差优优

表3　填料用量对胶料性能的影响

配方序号4#5#6#7#

氟橡胶2603100100100100

硫化剂2.52.52.52.5

促进剂1111

RT1111

KL粉15202530性　能测试值

硬度/度76808489

拉伸强度/M Pa13.513.313.715.5

拉断伸长率/%194178154100

压缩永久变形/%17.217.517.619.5

根据表3的测试结果可以看出,随着KL粉用量增加,胶料的硬度和拉抻强度也随之上升,但胶料的弹性则逐步降低,这反映出KL粉在胶料中有一定的补强作用,但由于其为硅系填料,故而加入后胶料的脆性也随着用量的增加而变大,当其用量增加1倍时,拉断伸长率的下降幅度几乎也下降了1倍。

2.4　硫化特性

图1～图4分别为不同温度下试制胶料与美国3M公司胶料的硫化特性曲线,胶料硫化特性参数,见表4。

根据以上实验结果可以看出,试制胶料在硫化特性上正硫化时间与3M公司胶料基本相近

。

图1　试制胶料170℃

硫化曲线图2　试制胶料177℃

硫化曲线图3　3M公司胶料170℃

硫化曲线图4　3M公司胶料177℃硫化曲线

12特种橡胶制品 第22卷　第3期

2.5　工厂试用结果

在实验室小试基础上,适当调整了配方,降低了胶料硬度,进一步提高了胶料的加工性能,并在此基础之上进行了放大中试,其特性指标如表5。

表4　2种胶料硫化特性参数对比

胶料品种测试温度

/℃最小转矩/N ·m 最大转矩/N ·m T 10/s T 50/s T 90

/s 试制胶料1700.371.651261501821770.361.5895901293M 胶料

1700.351.0882120

207177

0.30

0.99

55

87142

在工厂试用后表明,本胶料常规性能指标与进口胶料基本接近,解决了国产氟橡胶的热脱模性差,硫化胶硬度偏高问题,胶料与骨架的粘接性

及制品的光洁度均达到了进口胶的水平。

表5　中试胶料物理性能

性　能测试值硬度/度76拉伸强度/M Pa 13.6拉断伸长率/%184压缩永久变形/%

17.3

3　结语

通过实验及工厂试用结果证明,通过胶料配

方调整,以国产2603氟橡胶为基础胶料的混炼胶在性能指标和加工性能上基本达到进口胶料的水平,可以取代进口胶料使用于汽车和摩托车发动机油封的制造。

Study on the Fluoro Rubber of the Vehicle Engine

DU Y ue -bing 1,NI Hai -ying 1,CHEN Jun 1,Y ANG Y an -an 2

(1.Department of Polymer Scienc e and Enginnering Sichuan University ,Sichuan Chengdu 610065,China ;2.Electromo tor Facto ry of Cheng du ,Sichuan Cheng du 610051,China )

A bstract :The influence of processing aids and filler o n the perfo rmance of Fluoro rubber w ere studied .The

results showed that the processing problem and high hardness of home -made fluoro rubber could be im -proved to meet the demands of the vehicle engine .Key words :fluoro rubber ;processing aids ;

filler

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2001年 杜跃兵等　发动机用氟橡胶胶料的研究