汽車用氟橡膠介紹

高性能氟橡膠DAI-EL在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用DAIKINFLUOROCHEMICALS(CHINA)CO.,LTD.大金氟化工（中國(guó)）有限公司上海分公司

DAIKIN1、大金公司氟橡膠開發(fā)史

開始氟橡膠研究

開始氟橡膠

DAI-ELG-501的開發(fā)?商品化及商業(yè)生產(chǎn)

雙酚硫化法氟橡膠的開發(fā)?商品化

(DAI-ELG-601,G-701)

1980

過(guò)氧化物硫化法的開發(fā)?商品化(碘移動(dòng)聚合法的開發(fā))

(DAI-ELG-801,G-901)

世界上首次成功研制出熱可塑性氟橡膠

(DAI-ELTHERMOPLASTICS)

全氟橡膠的開發(fā)?商品化

(DAI-ELPERFLUOR)

耐寒性氟橡膠的開發(fā)?商品化

(DAI-ELLT-301,LT-251)

流動(dòng)性、密封性優(yōu)良的DAI-ELG-7000系列的商品化RRRRRRRDAIKIN

胺類硫化雙酚硫化過(guò)氧化物硫化硫化劑胺類化合物芳香族雙酚化合物多官能不飽和化合物DiamineBisphenolTAIC硫化促進(jìn)劑

4級(jí)翁鹽有機(jī)過(guò)氧化物

QuaternaryOniumSaltOrganicPeroxide吸酸劑必須必須不需要如:MgO如:MgO,Ca(OH)2(DAI-EL)填充劑適宜（0～60phr碳黑）如:碳黑、硫酸鋇、二氧化硅、硅藻土、滑石粉

等加工助劑適宜（0～2phr）如:高級(jí)脂肪酸類、天然石蠟類2、氟橡膠的硫化體系DAIKINDAIKIN3、氟橡膠的種類及其結(jié)構(gòu)大部分氟橡膠的主要成分為偏氟乙烯,1955年由3M公司首先開發(fā)成功。之后許多公司進(jìn)行研究開發(fā)，目前成分不同的各種氟橡膠已經(jīng)成功商品化。氟橡膠在耐熱、耐藥品、耐溶劑、機(jī)械等性能方面具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，做為各類密封件和軟管材料廣泛應(yīng)用于汽車、化工、通信及機(jī)械等領(lǐng)域。?二元系氟橡膠（偏氟乙烯-六氟丙烯的聚合物)-(CH2-CF2)m--(CF2-CF)n-

|CF3?三元系氟橡膠（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?耐低溫性氟橡膠（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-

|

OCF34、DAI-EL的產(chǎn)品體系概要DAIKIN5、氟橡膠的特性

DAIKIN１．優(yōu)良的耐熱性２．優(yōu)良的耐藥品性及耐油性３．優(yōu)良的耐燃料透過(guò)性４．優(yōu)良的耐氣體透過(guò)性５．優(yōu)良的耐水、耐蒸汽性６．極小的氣體揮發(fā)量

７．難燃性優(yōu)良８．優(yōu)良的耐臭氧、耐候性

5-1、氟橡膠的類別HABCDEFGABCDEFGHJK14012010080604030201025022520017515012510070FVMQVMQAEMCREPM,EPDMSBR,IIRBR溫度

(℃）在ASTMNo.3

中的體積變化率

(%)耐熱等級(jí)耐油等級(jí)ACMHNBRECONBR

FKM

(基于

SAEJ200及

ASTMD2000)DAIKIN壓縮永久變形(%)溫度（℃）５０５０４０３０２０１００１００１５０２００氟橡膠硅膠丙烯酸酯橡膠5-2、氟橡膠的耐熱性---高溫下的壓縮永久變形性---DAIKIN將橡膠制品壓縮２５％、在各溫度下放置２2小時(shí)后壓縮永久變形值體積變化率（％）5-3、氟橡膠的耐油性3655300130130050100150200250300350汽油

甲苯氟橡膠

丙烯酸酯橡膠硅橡膠浸漬條件；25℃×7日DAIKIN甲醇乙醇丙醇丁烯醇5-4、氟橡膠的耐醇性體積變化率（△

Ｖ

％）H(CH2)nOHDAIKIN5-5、氟橡膠的耐燃料透過(guò)性(SAETech.Paper

900195)DAIKINFuel-C的透過(guò)率（ｇ/

m2/day)2001501251006050100150200250FKM（二元)COECONBR(37%AN)Fluorosilicone氟橡膠的氣體透過(guò)性較低,適用于高真空裝置,阻斷外部氣體滲透等用途方面。5-6、氟橡膠的氣體透過(guò)性DAIKIN氣體透過(guò)系數(shù)(cm3?mm/24h?m2?atm)橡膠的種類溫度（℃）ＣＯ２Ｏ２Ｎ２氟橡膠26938859硅膠262574068292955丁基橡膠26919368聚氨酯橡膠292627315氯磺化聚乙烯3010972175-7、氟橡膠的耐蒸汽性DAIKIN02040

60

801000500

1000

1500時(shí)間

(Hr)壓縮永久變形（％）G-902

VMQ

G-701(PbO配方)壓縮永久變形（165℃）5-8、氟橡膠的難燃特性DAIKINASTMD６３５標(biāo)準(zhǔn)中氟橡膠被分類為「自熄性」材料?！缸韵ㄐ浴苟x將長(zhǎng)度：５

incｈ、寬：１/２inch、厚度:１/４inch的樣品一端在噴燈上加熱３０秒、火焰只蔓延到４inch以下即表示該材料具有自熄性FKM的氧氣指數(shù)FKM(VDF/HFP)：75（氧氣濃度在75％時(shí)著火）FKM(VDF/HFP/TFE）

:95以上臭氧濃度：１５０ｐｐｍ（紫外線燈：２８０～３８０mμ

２０Ｗ×１０根）溫度：６０℃時(shí)間：３００小時(shí)試料：３號(hào)啞鈴形試樣１８０°彎曲在下述試驗(yàn)條件下，氟橡膠試樣不會(huì)因臭氧而產(chǎn)生龜裂5-9、氟橡膠的耐臭氧性DAIKINDAIKIN6-１．各硫化體系的基本配方氟橡膠的門尼黏度及玻璃化溫度較高，自身比重很大，通常用于要求耐高溫、耐油的環(huán)境條件下。氟橡膠屬于自補(bǔ)強(qiáng)橡膠，添加了各種助劑混煉后，氟膠的性能降低，因此氟膠的配方相對(duì)較為簡(jiǎn)單。氟橡膠的硫化有胺類硫化、雙酚硫化、過(guò)氧化物硫化三種，各硫化體系的基本配方如下：

胺類硫化法雙酚硫化法過(guò)氧化物硫化法基本配方加硫劑填充劑生膠受酸劑V-3MT-C生膠

MgO（低活性）３份

２０份１００份

１５份MT-C預(yù)混膠

MgO（高活性）Ca(OH)2

２０份１００份

３份

６

份TAIC過(guò)氧化物助劑

MT-C生膠

３份１．５份２０份１００份

6．氟橡膠的配方及硫化DAIKIN6-２.各硫化法的特征?粘接性?加硫速度?焦燒安定性?脫模性?耐藥品性?拉伸強(qiáng)度?壓縮永久變形

胺類硫化法

雙酚硫化法

過(guò)氧化物硫化法～～～～～◎：優(yōu)秀

○：良好△：一般DAIKIN6-3.

硫化過(guò)程橡膠物性的變化欠硫→正硫→過(guò)硫拉伸強(qiáng)度

小→

大

→小伸長(zhǎng)

大→

→

→小硬度

小→

→

→大壓縮永久變形大→

→

→小溶劑引起膨脹

大→

→

→小

DAIKIN

7、氟橡膠的成型加工氟橡膠的成型加工與普通橡膠的加工方式基本相同。使用開煉機(jī)?密煉機(jī)?捏和機(jī)混煉；使用擠出機(jī)?壓延機(jī)滾筒?壓機(jī)進(jìn)行預(yù)成型加工；用平板硫化機(jī)、注射機(jī)等進(jìn)行一次硫化；用烘箱進(jìn)行二次硫化混煉成型加工順序如下：。

原料準(zhǔn)備２次硫化成型?硫化（１次硫化）

計(jì)量?混煉DAIKIN7-1、模壓成型模具將混煉后的橡膠放入模具中，使用加壓方法進(jìn)行硫化成型制造橡膠制品，該方法是目前最普遍的橡膠硫化方法。

產(chǎn)品：O形圈、墊片、油封等對(duì)于過(guò)氧化物硫化的氟橡膠，建議采用真空硫化機(jī)來(lái)硫化。硫化機(jī)DAIKIN

7-2、

注射成型注射成型在普通橡膠產(chǎn)品中已普遍采用，氟橡膠正在逐漸使用。該成型法可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，減少?gòu)U邊、保證產(chǎn)品外觀質(zhì)量。產(chǎn)品：O形圈、墊片、油封等使用該方法要求氟橡膠具有良好的流動(dòng)性，為了改善流動(dòng)性可以在配方中添加增塑劑。建議使用雙酚硫化氟橡膠。

注射氣缸可塑化用油壓馬達(dá)鎖模/啟模氣缸油箱液壓泵IU移動(dòng)氣缸馬達(dá)DAIKIN

7-3、擠出加工擠出加工主要是生產(chǎn)膠管、膠條等產(chǎn)品。一般使用門尼粘度較低的氟橡膠，氟橡膠的分子量分布的寬與窄也是影響擠出工藝的一個(gè)重要因?qū)佟Ｆ嚾加蛙浌苁峭ㄟ^(guò)氟橡膠和普通橡膠復(fù)合擠出工藝生產(chǎn)的。復(fù)合擠出是采用兩臺(tái)或多臺(tái)擠出機(jī)分別擠出不同的橡膠，然后在機(jī)頭處復(fù)合成一體。目前有氟橡膠／氯醇橡膠（FKM/ECO）、氟橡膠／丁腈橡膠（FKM/NBR）及氟橡膠/硅橡膠（FKM/VMQ）等多種結(jié)構(gòu)的復(fù)合膠管制品。FKM/FEP/ECO/ECO

軟管FKM

ECO阻隔層增強(qiáng)層ECO

擠出機(jī)＃4擠出機(jī)＃3擠出機(jī)＃1擠出機(jī)＃2多層機(jī)頭X－Y外徑測(cè)定器真空水槽引線機(jī)DAIKIN7-4、二次硫化二次硫化也叫烘箱硫化或后硫化，根據(jù)產(chǎn)品的用途不同有時(shí)可以省略。二次硫化的目的：a、結(jié)束硫化反應(yīng)b、分解剩余的硫化劑c、揮發(fā)掉硫化時(shí)產(chǎn)生的氣體d、除去殘留的變形等e、同時(shí)改善物性。各硫化方法的烘箱硫化條件見下表，制品厚度在10毫米以上時(shí)，若二次硫化的溫度上升太快會(huì)使得制品出現(xiàn)開裂，因此建議二次硫化是采用逐步升溫。胺類硫化雙酚硫化過(guò)氧化物硫化

１８０℃、４小時(shí)２３０℃、２４小時(shí)２００℃、２４小時(shí)DAIKIN7-5、氟橡膠與金屬骨架的粘合氟橡膠為了滿足更高的要求常與各類金屬粘接配合使用，如各類油封。胺類硫化體系粘接性最好,雙酚硫化體系次之,過(guò)氧化物硫化氟橡膠粘接比較困難。氟橡膠與金屬之間粘接效果因素影響：a、膠料種類b、金屬種類c、交聯(lián)劑的種類d、接觸面的清潔情況e、金屬骨架處理情況工藝流程:金屬表面處理(噴砂、酸洗、溶劑清洗)干燥涂刷粘接劑（刷涂、浸涂、噴涂）干燥固化（150℃×10分鐘)硫化常見的粘合劑如下：

Chemlock5150、Chemlock607

Megum3290-1、PC-22DAIKIN8．氟橡膠的特征及用途汽車

?油封?曲軸油封?氣門油封?凸輪軸密封?齒輪箱密封船尾管密封油壓機(jī)的密封?耐熱性?耐油性?耐溶劑性?耐藥品性?耐臭氧、耐氣候性?耐水、耐水蒸氣性?低抽出性?低氣體、燃料透過(guò)性8-1.發(fā)動(dòng)機(jī)周邊的應(yīng)用曲軸油封的作用:

·防止發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油從發(fā)動(dòng)機(jī)中滲漏·防止異物進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部曲軸曲軸油封

曲軸油封使用材料氟橡膠DAI-EL:G-752應(yīng)用特性耐熱性、耐油性、密封性、粘接性曲軸油封是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件之一,在高溫下與機(jī)油相接觸。因此需要采用耐熱性和耐油性優(yōu)良的材料。DAIKIN氣門油封的作用:·防止汽油與空氣的混合氣體及廢氣泄漏·防止發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油進(jìn)入燃燒室凸輪軸彈簧氣門油封氣門油封使用材料氟橡膠DAI-EL:G755F應(yīng)用特性耐熱性、耐油性、密封性、粘結(jié)性氣門油封是發(fā)動(dòng)機(jī)的零件之一,在高溫下與汽油和機(jī)油相接觸。因此需要采用耐熱性和耐油性優(yōu)良的材料。DAIKIN氣缸墊片的作用:·連接氣缸帽與氣缸體·對(duì)機(jī)油、冷卻水及氣缸內(nèi)部氣體進(jìn)行密封·將在氣缸體發(fā)生的熱量通過(guò)氣缸帽進(jìn)行散熱DAI-EL涂層氣缸墊片氣缸墊片

使用材料氟橡膠DAI-EL:G-501NK應(yīng)用特性耐熱性、耐油性、密封性DAIKIN為了汽車的輕量化，進(jìn)氣歧管的原材料從金屬換成樹脂。由于熱收縮的不同，將樹脂（進(jìn)氣歧管）和金屬（發(fā)動(dòng)機(jī)）組裝在一起時(shí)對(duì)密封性的要求很嚴(yán)格,因此密封圈由丁腈橡膠換成氟橡膠DAI-EL。DAI-EL密封圈進(jìn)氣歧管的作用:對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸進(jìn)行汽油和空氣的混合氣體的分配樹脂進(jìn)氣歧管樹脂進(jìn)氣歧管密封圈使用材料氟橡膠DAI-EL:G-716應(yīng)用特性耐熱性、耐油性、密封性DAIKIN噴油器的作用:

噴射出霧狀汽油而使汽油與空氣混合。

混合氣體被送入氣缸并燃燒。噴油器O形圈使用材料氟橡膠DAI-EL:G-671、LT-302應(yīng)用特性耐低溫性、耐油性噴油器被安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室周圍,與汽油接觸。因此,O型圈要求具有良好的耐油性。DAI-ELDAI-ELDAIKING-671LT-302其他公司硫化系統(tǒng)雙酚過(guò)氧化物過(guò)氧化物TR10（℃）-20-31-31壓縮永久變形，-30℃×70h

（%）963967耐燃料油性，40℃×70h，體積變化率燃料油C（%）81313含甲醇25%的燃料油C（%）323740含MTBE10%的燃料油C（%）151919膠料性能比較DAIKINDAIKIN8-2．燃料系統(tǒng)的應(yīng)用?耐熱性?耐油性?耐溶劑性?耐藥品性?耐臭氧、耐候性?耐水、耐水蒸氣性?低抽出性?低氣體、燃料透過(guò)性

耐氧化汽油性汽車

燃料管汽車

燃料系統(tǒng)密封?燃料密封蓋?噴油器O-形圈

?燃油泵密封等DAIKIN汽車的燃料管路系統(tǒng)進(jìn)油管：③發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵燃油過(guò)濾器過(guò)濾罐：⑧油箱：⑩↓↑」發(fā)動(dòng)機(jī)油箱（ORVR規(guī)格）：④油箱內(nèi)軟管：⑨蒸發(fā)控制管：①金屬管：⑦燃料管(進(jìn)油)：⑤燃料管(回流)：⑥通氣管：②燃油管(進(jìn)油)：⑤燃料管(回流)：⑥：金屬管：橡膠管蒸發(fā)控制管：①蒸發(fā)控制管：①DAIKIN北京廣州上海全國(guó)燃油滲透限制量國(guó)Ⅰ2000年國(guó)Ⅱ2003年2005年2g／小時(shí)／輛國(guó)Ⅲ2005年2006年2006年2008年7月2g／天／輛歐洲美洲（美國(guó)）日本燃油滲透限制量歐Ⅰ1992歐Ⅱ19962g/小時(shí)/輛歐Ⅲ2000LEVⅠ199520002g/天/輛歐Ⅳ20052g/天/輛LEVⅡ200420050.5g/天/輛PZEV20050.35g/天/輛PZEV20050.054g/天/燃油系統(tǒng)燃油排放法規(guī)一覽歐Ⅳ更加注重尾氣排放和顆粒物的控制，滲透量與歐Ⅲ一樣。

燃料管用氟橡膠開發(fā)歷程N(yùn)BR/HNBR氟含量66%的二元氟橡膠氟含量69%的三元氟橡膠Ⅰ氟含量69%的三元氟橡膠Ⅱ耐含硫汽油性開始使用含乙醇汽油（FFV）燃料低透過(guò)性的提高（SHED+FFV）DAI‐ELG‐755（1983年開發(fā)）DAI‐ELG‐555（1987年開發(fā)）DAI‐ELG‐558（1995年開發(fā)）DAIKIN對(duì)應(yīng)LEVⅡ?PZEV更嚴(yán)格的低透過(guò)要求氟含量70%的三元氟橡膠氟含量71%的低透過(guò)性三元氟橡膠（開發(fā)中）DAI‐ELG‐575（2002年開發(fā)）加油口蓋密封墊圈使用材料氟橡膠DAI-EL:G-716應(yīng)用特性耐汽油性、耐藥品性、低燃料透過(guò)性DAI-EL密封件由于汽油蒸發(fā)量的規(guī)定嚴(yán)格,對(duì)低燃料透過(guò)性的要求提高。DAI-EL被應(yīng)用于加油口蓋的密封件。加油口蓋加油口蓋DAI-EL密封件DAIKIN油位表密封／通風(fēng)閥密封使用材料氟橡膠DAI-EL:G-551應(yīng)用特性耐汽油性、耐藥品性油位表密封油位表通風(fēng)閥密封通風(fēng)閥的作用:排出燃油箱內(nèi)部的氣體,下降燃油箱內(nèi)部的氣壓。燃油箱周圍的密封件一直接觸汽油,因此要求具有良好的耐汽油性。DAIKIN由于蒸發(fā)量的規(guī)定越來(lái)越嚴(yán)格,對(duì)膠料的燃料透過(guò)性的要求提高。因此,具有良好的低燃料透過(guò)性的DAI-EL被應(yīng)用于汽車的加油管。加油管使用材料氟橡膠DAI-EL:G-558應(yīng)用特性低燃料透過(guò)性、耐汽油性、耐藥品性加油管DAIKINDAI-EL編織網(wǎng)ECO構(gòu)造由于汽油蒸發(fā)量的規(guī)定越來(lái)越嚴(yán)格,對(duì)低燃料透過(guò)性的要求越來(lái)越高。因此具有良好的低燃料透過(guò)性的DAI-EL被越來(lái)越多的應(yīng)用于汽車的燃料管。燃油管使用材料氟橡膠DAI-EL:G-558應(yīng)用特性低燃料透過(guò)性、耐熱性、耐汽油性、耐藥品性DAIKIN高分子量聚合物