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西北橡胶塑料研究设计院有限公司

橡胶密封制品、特种橡胶制品、工程橡胶防水制品、聚氨酯制品...

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汽车行业用常见特种橡胶材料
发布时间:2016-05-11????????浏览次数:363????????返回列表

在现代汽车中,5%重量的部件由橡胶制成。每一个部件对于车辆的质量而言都是不可缺少的,其中许多还与安全因素相关。汽车橡胶制品一般是指除轮胎以外的各种橡胶制品,主要包括各种胶管、传动带(V带、同步带)、密封制品(油封、密封条、圈垫等)、减震橡胶及安全制品等。一辆汽车上用的橡胶配件有400500,以桑塔纳轿车为例,其所用橡胶制品质量达66kg,折合生胶将近20kg

通用橡胶密封材料如丁腈橡胶(NBR)等已经广泛应用于汽车行业橡胶制品的生产制造,不过,这些通用胶料已逐渐难以满足新技术的要求,特种高性能橡胶如氟橡胶(FKM)、氢化丁腈橡胶(HN2BR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)等的研究和应用都发展很快,用量日益增大。

氟橡胶(FKM)是近年来汽车用特种橡胶中用量增长最快的胶种之一。世界上FKM的年生产能力为1.4t,产量约7000t,其中60%用于汽车制品。该胶与NBR相比,具有优异的耐高温性能、耐各种新型燃油和燃油添加剂性能及形状稳定性。FKM主要用于发动机阀杆密封、气缸套密封、离合器密封、空气滤清器密封。为适应汽车工业需要,近年来国外开发出了具有耐低温柔性、含氟量为30%40%的磷腈氟橡胶,可在280℃下长期使用。国内FKM生产厂家有上海有机氟研究所(三爱富公司)和四川晨光化工研究院等单位,基本上能满足国内需要,但与国外产品相比,品种牌号不如国外多。美、日等国均有60多个牌号,撕裂强度好,而且在生胶合成时就加硫化剂,因而工艺性能好,成品率高。为适应汽车燃油结构的变化,氟橡胶新品种不断被开发,如美国3M公司研制成功的耐燃油(包括含20%乙醇和液化气的燃料)Flaorel2182氟橡胶和FKM2542氟橡胶,后者对高压蒸汽稳定;英国Dowty公司开发的高含氟量Fluorobon97110氟橡胶,其制品可在-15℃~200℃温度下使用,对汽油、脂肪烃及臭氧有很好的稳定性。

氢化丁腈(HNBR)是将乳聚丁腈橡胶溶液在催化和高压下加氢而成的。其特点是:耐热性能好,过氧化物硫化胶在160℃空气下可以连续使用1000h以上,NBR150℃时便失去连续使用价值;耐油性优异,耐燃油和掺醇燃油性能均大大优于相应的NBRNBRPVC的混合物;耐寒性优于NBR;耐臭氧老化性能及耐多种介质(热水、酸、碱、醇)性能突出;耐磨性与强度亦佳。由于HN2BR的一系列优越性能,在汽车橡胶制品中应用日益广泛。吉化公司研究院和兰化公司研究院先后开发成功HNBR,并通过了鉴定。据报道,吉化试制品各项性能已达到日本瑞翁公司生产的Zetpol2020的水平。HNBR在特种橡胶中是最有发展前途的胶种之一,主要用于代替NBRCRFKM,其需求量将日益增加。

硅橡胶由于价格较高,曾经很长时间应用缓慢。随着产量提高,价格下降,加之汽车工业对发动机使用寿命的提高,硅橡胶已在汽车行业中获得大量应用。近几年,国内对硅橡胶(尤其是混炼胶)的研究和生产发展迅猛,出现了不少较大规模的企业,更为可喜的是这些企业在研发方面都投入较大。由于液体硅橡胶可以注射成型,易于加工成公差要求严格、形状复杂的制品,且性能优良,所以近年来的用量也在不断扩大。

丙烯酸酯橡胶(ACM)具有仅次于FKM的耐温、耐油和耐候性能,尤其耐含硫、磷类添加剂的润滑油性能优异,主要应用于汽车油封等,随废气排放趋于严格,汽车较多地采用了极压润滑油,ACM用量将会进一步增加。近几年,国内ACM的应用推广仍较缓慢,这与生胶质量和稳定性与国外产品有差距,配合技术研究不足有关。ACM在国外应用已非常广泛,国内应加快开发力度,提高配合水平和胶料性能。国外ACM研究进展之一是将其与FKM并用,通过并用提高其耐热性能、耐油性能及压缩变形,价格适宜且综合性能优良;二是开发无需二次硫化的品级,以改进低温性能和加工性能,降低对模具的腐蚀。

三元乙丙橡胶(EPDM)具有良好的耐候性和耐磷酸酯液压油性能,可应用在汽车刹车系统,但主要还是汽车密封条。国外发达国家已经完全取代NRCR,国内企业在产量上也已具相当规模,但仍有相当数量的汽车密封条用CRNR制造。EPDM的配合和产品质量仍有待提高。

饱和氯化聚醚丁腈橡胶(PNBR)是由NBR和氯化聚醚树脂(CPS)接枝改性而成,分子链双键高度饱和,具有类似HNBR的较强耐腐蚀性能、耐磨、耐臭氧老化,CPSCl基团可提供交联,降低压缩变形性能。PNBR具有平衡的综合性能,可应用于汽车高温往复油封。

显然,新材料的开发速度远跟不上对材料要求的变化和提高,这促使并用弹性体的开发成为技术发展的热点。比如汽车发动机高功率化对周边密封制品用ACM的耐热性和寿命的要求提高,如采用氟橡胶也会因发动机机油中胺类添加剂的使用出现硬度增大,拉断伸长率下降,微小龟裂的不良现象,汽车领域对弥补FKMACM缺点的中间特性的橡胶材料的需求正在不断增加。通过共混制备FKM/ACM早已有研究,但近十来年才获得新的突破。日本公司采用IPN(互穿聚合物网络)技术成功开发出成本特性优良的新型耐热弹性体复合材料(FAG),属于原来材料不能适应的FKMACM中间区域材料。技术关键在于相容性良好的聚合物组合和耐热性交联体系的选择。复合材料连续使用温度较ACM高约25,175℃下具有良好的密封性能,对发动机油、变速箱油具有优良的耐久性能,低温性能较两种材料均有提高,加工性能优良。

? ? ? ?聚氨酯弹性体(PU)具有优异的物理机械性能和耐油性能,是液压传动与控制系统最重要的密封件材料,其应用越来越广泛,在密封新技术(结构)的发展中往往是关键材料。为了适应液压传动系统的更高要求,PU材料在不断改进。其一是提高其高温性能和压缩永久变形性能。有报道采用更高级的原材料和特殊的合成技术制造的聚氨酯密封件,可以提高永久变形性能并显着提高耐热性。