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氟橡膠的加工與應用(二)

日期:2024-08-30 14:27
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摘要: 3. 氟橡膠的配合技術 一個氟橡膠的配方,一般是由生膠、吸酸劑、硫化劑、促進劑、補強填充劑、加工助劑等組成。 (1) 生膠 國產氟橡膠和國外的氟橡膠的性能基本相同,隻是加工性能有些差異,國產膠的加工性能較差,主要是門尼粘度較高,相應影響膠料加工流動性差。 國產氟橡膠26相當於美國杜邦公司的VitonA,氟橡膠246相當於VitonB,國外的氟橡膠生膠,有不少已加好了硫化劑,美國3M公司和日本大金公司供應的氟橡膠已經加好了硫化劑。 (2) 硫化劑 硫化是使氟橡膠...

3. 氟橡膠的配合技術

    一個氟橡膠的配方,一般是由生膠、吸酸劑、硫化劑、促進劑、補強填充劑、加工助劑等組成。

    (1) 生膠

    國產氟橡膠和國外的氟橡膠的性能基本相同,隻是加工性能有些差異,國產膠的加工性能較差,主要是門尼粘度較高,相應影響膠料加工流動性差。

    國產氟橡膠26相當於美國杜邦公司的VitonA,氟橡膠246相當於VitonB,國外的氟橡膠生膠,有不少已加好了硫化劑,美國3M公司和日本大金公司供應的氟橡膠已經加好了硫化劑。

    (2) 硫化劑

    硫化是使氟橡膠產生一定程度的交聯,使其具有良好的使用性能。氟橡膠硫化可以采用親核試

劑的離子加成機理進行,也可以以過氧化物或射線以自由基機理進行。

    胺類化合物(1#、3#硫化劑)硫化氟橡膠,可以解決一般產品的要求;采用2#硫化劑,可以解決膠漿的加工。

    在密封製品中,為使其有較小的壓縮變形值,應優先選用酚類化合物作為硫化劑。如對苯二酚、雙酚A、雙酚AF等,並配用相應的促進劑,以適合高層次的性能要求。

    在解決腐蝕介質的抗耐性上,建議采用過氧化物硫化氟橡膠。

    (3) 吸酸劑

    吸酸劑也稱為穩定劑。它是為了解決氟橡膠加工過程產生氟化氫對金屬的腐蝕和汙染,使硫化反應順利進行。Ca(OH)2等。一般采用 MgO、CaO、ZnO、PbO、二鹽基亞磷酸鉛,其用量一般在5 ~10份。它們的加入各有特點:MgO耐熱性好; PbO 耐酸性好;CaO壓縮變形?。粚ο龤馀萦欣?;ZnO和二鹽基亞磷酸鉛,膠料流動性得到改善,耐水性好;Ca(OH)2壓縮變形小,加入Ca(OH)2和活性MgO,在酚類硫化體係中,可得到低壓縮變形的膠料??傊?,要選擇合適的吸酸劑,以滿足實際性能的要求。

    (4) 補強填充劑

    氟橡膠是一種自補強性能的橡膠。由於性能要求和用途的不同,需要通過補強、填充體係進行調節,使其功能和成本適應用戶的需要。一般用量在10-30份之間。目前常用的補強填充劑大致上有熱裂法炭黑(N-990)、噴霧碳黑、白炭黑、硫酸鈣、硫酸鋇、氧化鈣、炭纖維等。

    用加拿大進口的N990炭黑或噴霧碳黑,在黑色製品中均取得較好的加工工藝和相應的物理性能。

    加入20份炭纖維的氟橡膠,膠料流動性好,加工硫化複雜形狀產品之後,其外觀好於N-990和噴霧碳黑,表麵光滑。由於炭纖維的膠料導熱係數大,適合高速運動橡膠件的使用。應該指明的是加入炭纖維的成本高,其伸長率低。

    彩色氟橡膠製品可以使用白炭黑、鈦白、氟化鈣、碳酸鈣等,並配用相應的顏料即可得到相應的膠料。但是,在加工壓縮型密封製品時,在選用彩色原料時,要注意顏料與高溫的合理匹配,還要控製膠料的壓縮變形值,以使產品適應壓縮下的工作需要。

    (5)加工助劑

    加工助劑是近年來氟橡膠加工的一大進步,它是在不影響膠料發揮的前提下,能改善氟橡膠的混煉工藝,防止焦燒,改進膠料的流動性和壓出性能,並能在加工中防止粘輥、粘模,起到外脫模劑的作用。

    在氟橡膠的加工中,已出現過氟蠟、低分子聚乙烯、硬脂酸鋅、Ws280、棕櫚蠟、模特麗935P等新的加工助劑,為氟橡膠的加工和應用提供了新的手段。它的加入量在1-2份。

    4. 氟橡膠的加工工藝

    氟橡膠的加工過程和使用設備、加工方法,和一般橡膠相同。由於它的結構特點,它的加工

性能較差,以下簡要敘述一下。

    (1) 塑煉:生膠在輥距0.3~0.5mm的開煉機薄通10次,包輥即可加入配合劑。

    (2) 混煉:

    容量:氟橡膠的容量比合成膠還要小。

    63混煉機 500克

    143混煉機 5000克

    輥溫:40-60℃ 

    加料順序: 生膠→吸酸劑→加工助劑→填充劑→硫化促進劑。

    配合劑加完,均勻、薄通打三角包、打卷、放下後片。

    (3) 硫化

    一段 165-170℃ ×10min

    二段 230℃×24h(要保證逐步加溫,到230℃後,恒溫記時。

    5. 氟橡膠於金屬粘合

    金屬件采用金屬噴砂或鹽酸浸泡,清洗乾淨,建議采用CHEMLOK5150或首立公司PC-22作為金屬粘合劑。(詳細操作可參考相應公司的規定)

    6. 國內外氟橡膠的性能對比

    表5是國內外氟橡膠的性能對比情況,可以看出,國產膠的試驗數據與美國杜邦、3M、日本大

金公司及德國K.G.K所報道的數據比較接近,常態下的拉伸強度數據有較大差異,伸長率的波動範圍基本一致。但是,在相同硬度下的伸長率,國產的數據低於國外的數值。

表5.國內外氟橡膠的性能對比

 

性能

 

鐵嶺

 

3M公司1

 

杜邦公司2

 

大金公司3

 

K.G.K4

 

蘇聯5

 

拉伸強度MPa

 

9-20

 

9-19

 

8.9-17.2

 

17.2

 

14.2

 

7.0

 

伸長率  %

 

130-180

 

100-500

 

100-300

 

250

 

228

 

225

 

硬度 (邵氏A)

 

65-95

 

 

 

65-95

 

70

 

76

 

70-85

 

撕裂強度 KN/m

 

18-35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

壓縮變形  %

 

(B法3.5mm O型圈)

 

23℃×70h

 

 

 

9-16

 

 

 

13

 

 

 

 

 

200℃×70h

 

18-80

 

10-30

 

20-70

 

20

 

26

 

 

 

200℃×24h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70-100

    【1】《R、C、T》VOL55No3

    【2】杜邦公司樣本VT210·1 編號81/06

    【3】大金公司樣本

    【4】《K.G.K》No2 P111(1989)

    【5】ΝΡΠ-1144

    關於200℃×70h壓縮變形,因為我們是按照GB1683進行測試,它的樣品是10×10㎜的圓柱體,所得的數值要比環形式樣(3.5㎜)大。因此,我們的壓縮變形數值,還是比較好的。應該說明的是:氟橡膠的壓縮變形是一個關鍵指標。杜邦公司進行大量工作,他們研究出來的低壓縮變形氟橡膠,在200℃×336h壓縮變形為19%。200℃×1000h時為37%。這樣的數據,目前,我們是達不到的。

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