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特殊环境下的应用挑战
航天领域要求胶水在-55℃至230℃极端温度循环（100次）后仍保持密封性；深海设备需耐受70MPa静水压且防微生物附着；核电站用胶水要抗γ射线辐照（累计剂量>100kGy）。这些场景推动特种配方发展:添加聚酰亚胺纤维可提高高温尺寸稳定性；含氟硅烷的配方能抵抗高压渗透；苯基氟橡胶基胶水具有最优的耐辐照性。此类特种胶水价格可达常规品10倍以上，但能解决关键设备的"卡脖子"密封问题。
氟橡胶，作为一种高性能的特种合成橡胶，因其出的耐高温、耐腐蚀和耐油性能而被广泛应用于多个领域。为了地了解和利用氟橡胶的性能，对其成分进行深入分析是的。本文将对氟橡胶的成分进行详细解析。
一、主要成分
1.氟橡胶的主体结构是由碳原子和氟原子交替排列组成的，这种的结构使其具有出的耐化学腐蚀性能。
2.氟橡胶中还含有少量的其他元素，如氢、氧、硫等，这些元素的加入有助于改善橡胶的加工性能和机械性能。
二、硫化体系
1.氟橡胶的硫化过程是通过硫化剂的作用实现的，常用的硫化剂包括含硫化合物和过氧化物。
2.为了提高氟橡胶的耐高温性能，通常采用不含硫的硫化剂，如胺类和金属氧化物。
三、填充体系
1.为了改善氟橡胶的机械性能和加工性能，常加入填充剂，如炭黑、白炭黑等。
2.白炭黑具有多孔性结构，可以提高氟橡胶的耐油性能和耐化学腐蚀性能。
四、增塑剂与软化剂
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维普资讯
第 27卷 第 3期 特 种 橡 胶 制 品 Vo1．27 No．3
2006年 6月 SpecialPurposeRubberProducts June2006
二段硫化对氟橡胶性能的提高及耐热性的影响
刘 伟 ，孙向南，王声嫒 ，周 琼
(青岛科技大学 橡塑材料教育部重点实验室，青岛 266042)
摘 要:通过改变不同配方的氟橡胶二段硫化温度和时间，确定了佳硫化条件 结果表明．氟橡胶经二段硫
化后力学性能明显提高；经300℃热空气老化后发现，不同二段硫化条件对氟橡胶的耐热性有着不同的影响。
关键词 :氟橡胶；二段硫化；耐高温性能
中围分类号:TQ333．93 文献标识码:A 文章编号 :1005—4030(2006)03—0032—03
氟橡胶是一种耐热弹性体，通常在高温下使 高温性能。
用，所 以，二段硫化是其制品生产过程 中的必要步
1 实验部分
骤 。进行二段硫化的主要 目的是 :(1)使一段硫化
(也称定型硫化)后剩余的未反应交联基团完成反 1．1 原材料
应 ；(2)除去一段硫化 中产生的交联反应残余物 。 氟橡胶 2463，四川晨光化工研究院；3交联
主要是去除氟橡胶制品中存留的水和二氧化 剂(N，N一双 肉桂叉基一1，6一 己二胺)，四川晨
碳l1]，以及少量的氟化物或硫化剂产生的碎片 光化工研究院；轻质氧化镁 ，上海三爱富公司；炭
等[2]。二段硫化(也称补充硫化)可以改善制品的 黑N99o，青岛德固萨化学有限公司；其他为一般
力学性能和压缩永久变形性能，减少制品使用过 市售工业产品。
程中产生的气体，即降低制品的收缩率口]。因此， 1．2 设备与仪器
二段硫化在氟橡胶硫化过程中有着重要的作用。 双辊开炼机 SK—l608，上海橡胶机械厂；电
一 段硫化一般取 160℃～18o℃，也可采用 子硫化测试仪GT--M2000A，台湾高铁科技股份
150℃硫 化L4]，硫 化 时间视 制 品厚度 ，可 以从 有限公司；硫化机 HS 1O0T—FTM0—2RT，佳
10min到40min不等 。二段硫化置于烘箱 内逐步 鑫电子设备科技(深圳)有限公司；电子拉力实验
升温，h升至 150℃，第 2h升至 200℃，第 3h 机 (；T—AJ7000S，台湾高铁科技股份有限公司；
升至250℃，恒温 12h，一般不短于 6h[5]；有的[。] HD 10厚度仪，上海化工机械4厂；402型热老
二段硫化条件采用 230℃×24h(要逐步加温 化试验箱，上海第 2五金厂沼 氏硬度计，上海险
到 230℃后恒温记时) 《橡胶工业手册》6『中对 峰电影机械厂。
不同种类、不同结构的橡胶制品二段硫化条件做 I．3 试验工艺
了总结 ，介绍了不同的工艺。但是 ，以上文献 中都 采用双辊开炼机在 60℃以下混炼 ，包辊后依
没有研究二段硫化对含润滑体系的氟橡胶制品性 次加入轻质氧化镁 、润滑剂 、炭黑 N990、硫化剂 ，
能的影响。 薄通 6次出片。混炼时间约为 30min。放置后测
本文重点研究了加入润滑体系，使加工性能 试硫化特性、加压硫化 。硫化条件 160℃×正硫
明显改善的氟橡胶的二段硫化工艺，对比了传统 化时间，压力 13MPa。二段硫化 :选用 了200C‘和
的简单配方，通过实验确定了不同氟橡胶配合体 250℃2个温度段分别经过 3，6，
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本标准规定了热硫化氟硅橡胶生胶产品的性能要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存。本标准适用于以1,3,5-三甲基-1,3,5-三（三氟丙基）环三硅氧烷为主要原料，经本体聚合制得的分子量为60-120万及120万以上的的热硫化氟硅橡胶生胶。
产品描述
德国希科SI Coatings 810021 是针对氟橡胶 FKM 材料粘接涂料.此产品可以通过如卷材涂布设备或刷涂、喷涂等方式涂布于镀锌件，铝材等金属表面。使用了本粘接涂层的基材适用于氟橡胶的热压与二次注塑成型
典型应用
SI COATINGS 810021 应用于各类对附着力和环境要求较高的产品上，如汽车密封条、密封圈等的制造等。
产品特点单涂，操作简单
***的耐腐蚀耐盐雾特性好的温度抗性
超高强度的粘接力和拉拔力
柔韧性强，涂布涂料的基材可任意弯折变型，涂料不脱落
产品属性
成分 树脂以及溶剂
颜 无透明 ，可调
粘度 (4 mm DIN-Cup) 10-14 s
密度 0.80-0.88 g/cm3
闪点 （ASTM D6454 CCCFP） 14 °C
质量固含量 17-21 %
保质期 12 个月
操作使用基材前处理
工业用途:
金属的表面需要用有机溶剂是碱性溶剂进行***清洗。铝材表面需要在清洁以后进行***的 酸洗。推荐不含铬的以氟化钛/氟化锆为基础的转化涂层以及铬化和磷化处理等处理方法。如果材料的使用环境没有防腐蚀的要求也可以考虑不适用转化涂层。
手工操作:
组件表面***无尘，没有油渍以及脂肪。对材料表面使用矿物或金刚砂射线进行粗糙处理可以有效增加粘接能力。增附剂的基础效果不会因为机械处理而改变。
通用:
化学催化气象沉积法（CCVD） ，等离子处理以及火焰处理法可以有效加强表面的浸润。有些产品也可以使用底漆。底漆以及增附剂构成的双层系统适用于对力学以及腐蚀抗性要求较大产品，使用底漆更可以提高生产与使用性。
搅拌
在使用或分装之前未稀释的 SI COATINGS 810021 搅拌混合均匀，一般推荐使用自动搅拌机在原包装内进行低速长时间的的搅拌，以容器底部无沉淀为准。若施工时间较长，如用于卷材涂料或 使用自动化涂布设备须保持轻微持续的搅动涂料，以免出现品质的差异。
涂布
根据施工条件要求以及涂料在基材表面的润湿度可相应调整涂料粘度。溶剂推荐请见下表
辊涂 一般不用稀释
刷涂 一般不用稀释
浸泡 可加 20% 无水乙醇或芳香类或酮类溶剂稀释
喷涂 可加 50% 无水乙醇或芳香类或酮类溶剂稀释***的干膜厚度为 5-10?m。
烘干
涂料可在相对低温的条件下如 80°C 条件下烘烤 15-20 分钟
粘接
注塑温度与各类氟橡胶材料有关，一般情况下推荐 170-190 度的硫化温度，后硫化的温度设置可达 220 摄氏度，因为***的温度抗性使后硫化不会对粘结产生***影响。
贮藏
在干燥清洁室温条件下 SI COATINGS 810021 在未开封的原包装中可以贮藏 12 个月。
氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一种合成高分子弹性体。这种橡胶具有耐高温、耐寒、耐油、耐老化、耐候、耐臭氧、耐中等剂量辐射、耐多种化学品侵蚀、耐过热水与蒸汽、耐燃性、气透性能较低、耐高真空性能、压缩永久变形性能、较高的拉伸强度和硬度等特性，是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等类端科学技术及其他工业方面不可缺少的材料。
氟橡胶一般由生胶、硫化体系、酸接受剂、补强体系组成各种实用配方，增塑剂和防焦剂仅在个别情况下采用。
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1、硫化体系
氟橡胶是高度饱和的含氟高聚物，一般不能用硫黄进行硫化。采用有机过氧化物、有机胺类及其衍生物、二羟基化合物及辐射硫化。工业常用前三种方法，辐射硫化较少选用。
1.1、有机过氧化物体系
有机过氧化物分解出来的游离基可引发氟碳化合物发生交联聚合。20世纪70年代，美国DuPont公司研发的G型系列氟橡胶，采用有机过氧化物作硫化体系，硫化胶在高温下的压缩永久变形性能及在高温蒸汽中的性能。2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己炔-3及其相似物2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷分别与三异氰尿酸三烯丙酯(TAIC)共硫化耐焦烧性好。过氧化苯甲酰适用于薄型制品，在厚制品的场合易发泡形成多孔质，且不能配用炭黑，因干扰交联。过氧化二异丙苯在四丙氟橡胶中与TAIC并用，耐多种化学品侵蚀。双(叔丁基过氧)间或对二异丙基苯硫化四丙氟橡胶耐化学品性也很好。过氧化双环戊二烯硫化羧基亚硝基氟橡胶效果较好。六亚甲基-N，N'-双(叔丁基过氧化碳酸酯)可直接用于VitonGF。氟硅橡胶的压出、压延成型常压热空气硫化选用2，4-二氯过氧化苯甲酰。
1.2、单胺、二胺及其衍生物体系
单胺、二胺及其衍生物体系是继过氧化苯甲酰后早用于Viton型氟橡胶的硫化剂，以亲核离子加成反应机理形成硫化胶，其C-N键具有较好的稳定性。对于双组分型氟橡胶密封剂(腻子)，采用一元胺或多元胺作室温硫化剂，常用的是六亚甲基二胺或三亚乙基四胺，使用三亚乙基四胺效果，硫化速度快，但在普通氟橡胶不能单用。对于单组分氟橡胶密封剂，采用酮胺类室温硫化剂。己二胺氨基甲酸盐硫化氟橡胶压缩永久变形大，一般用于胶布制品。N，N'-双水杨叉1，2-丙二胺单用情况较少，用量过大引起氟橡胶热老化性能下降。N，N'-双肉桂叉-1，6-己二胺适用范围广，为氟橡胶常用硫化剂，压缩永久变形中等，模压制品外观好。N，N'-双呋喃甲叉-1，6-己二胺与N，N'-双肉桂叉-1，-己二胺性能相同，但硫化速度较慢。双(4-氨基环己基)甲烷氨基甲酸盐用于246型氟橡胶中，国内未获应用。对苯二胺硫化氟橡胶可制得低压缩永久变形胶料，单用时定型硫化温度高，时间长，二段制品起泡，与三亚乙基四胺并用可得制品胶料。乙二胺氨基甲酸盐用于高黏度氟橡胶的加工。
1.3、二元酚和促进剂并用体系
20世纪60年代初期，美国对以二元酚作Viton型氟橡胶的硫化剂开展研究。起初，选定对苯二酚和2-十二烷基-1，1，3，3-四甲基胍的硫化体系，混炼胶的焦烧性和硫化胶的高温压缩永久变形都有较明显的改进。以后，双酚AF和季胺盐(或季磷盐)促进剂的硫化系，与活性氧化镁和氢氧化钙并用，组成了氟橡胶的低压缩永久变形的硫化体系。双酚A硫化氟橡胶可得低压缩永久变形胶料，硫化速度较双酚AF为迟。双酚A二钾盐适宜作压出制品硫化剂，压出的半成品表面光滑，缩性小，可用直接蒸汽硫化，但硫化胶耐热性较差。
2、酸接受剂
酸接受剂亦称吸酸剂或缚酸剂，是能有效地中和氟橡胶硫化过程中析出氟化氢的一类物质。酸接受剂还能提高氟橡胶交联密度，并赋予硫化胶较好的热稳定性，又被称作活化剂或热稳定剂。酸接受剂主要是金属氧化物及某些盐类，碱性越强所得硫化胶的交联密度愈高，表现为拉伸强度较高、伸长率和压缩永久变形较小;同时碱性越强，加工性愈差(易焦烧)。
常用酸接受剂为氧化镁和氧化锌。应用氧化锌时，往往和二碱式亚磷酸铅等量并用于耐水性胶料。氧化镁用于高耐热、无耐酸要求胶料。氧化铅常用于耐酸胶料。氧化钙或氧化钙与氧化镁并用作低压缩变形胶料酸接受剂。氢氧化钙和活性氧化镁并用，在VitonE-60c中是主要吸酸剂，用于双酚AF与苄基三苯基氯化磷硫化系统胶料制得低压缩永久变形的硫化胶。
3、补强体系
氟橡胶属于自补强型橡胶，本身强度高，补强填充剂主要用于改进工艺性能，降低成本和提高制品的硬度、耐热性和压缩永久变形性等。氟橡胶常用的补强填充剂主要有炭黑、浅填料和新型填料。
3.1、炭黑
中粒子热裂法炭黑、快压出炉黑、高耐磨炉黑和喷雾炭黑对胺类硫化剂有促进作用，使胶料混炼、压出和模压的性能较好，用量少于30份;否则对胶料硬度、耐高低温和压缩永久变形性能带来不利影响。Austriw炭黑(以沥青为原料制成)，可改进胶料工艺性能与压缩永久变形性能。
3.2、浅填料
3.3、新型填料
碳纤维和硅酸镁纤维(针状滑石粉)是用于氟橡胶的新型填料，均能提高氟橡胶的高温强度和耐热老化性能，但在工艺性能方面较中粒子热裂法炭黑稍差。应用硅酸镁纤维或碳纤维和喷雾炭黑并用，可获得较好的效果。
补强效果好的碳纤维是在惰性气体保护或减压条件下，由人造丝经1100℃高温炭化而得到的产品。商品牌号如CarbonWool3BI(美国)、а型和б型(前苏联)碳纤维。填充碳纤维的另一重要作用是提高硫化胶的导热性，使氟橡胶密封制品与金属接触处的摩擦生热及时导出，从而降低接触处的温度，为以氟橡胶制造高速(线速20～30m/s或转速15000～20000r/min)油封提供了可能性。
4、增塑剂
氟橡胶配方中一般很少使用增塑剂。增塑剂会使硫化胶的耐热性和化学稳定性变差，在二段高温硫化时往往挥发逸出，造成制品失重大、收缩变形或起泡。为改善工艺性能，采取并用少量低分子量氟橡胶的办法。如分子量20万的26型氟橡胶中，加入10～20份分子量10万的26型氟橡胶，得到混炼和模压性能好的胶料，对硫化胶的耐热性无明显的影响。对收缩要求不严的氟橡胶产品，可用癸二酸二辛酯、磷酸三辛酯及高沸点聚酯等增塑剂。用量较少(5份)时，对硫化胶性能影响不大。23型氟橡胶可选用邻苯二甲酸二丁酯、氟蜡(低分子量聚三氟氯乙烯)和聚异丁烯等作增塑剂(用量3～5份)，其中以氟蜡(价格较贵)为好。选用低分子量聚乙烯(1～3份)，可为氟橡胶的压延、压出提供良好的工艺性，因用量少，不会影响原有胶料的物理机械性能。羧基亚硝基氟橡胶常用含氟全醚和卤代烃油作增塑剂。低粘度的羟基硅油和二甲基硅氧烷可软化增塑氟硅橡胶。
5、防焦剂
现代橡胶工业的高温高速机械加工工艺和硫化体系，焦烧和提高生产效率的矛盾愈发尖锐，焦烧就需借助于防焦剂。防焦剂亦称硫化延缓剂，通常用量0.5～1份，甚至更低(0.1份左右)。可供选用的氟橡胶防焦剂有苯甲酸、邻苯二甲酸酐、水杨酸、乙酰水杨酸、乙酸钠、三氯蜜胺、N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺(CTP)、N-三氯甲基硫代-N-苯基苯磺酰胺、六异丙基硫代三聚氰胺、N-(吗啉基硫代)邻苯二甲酰亚胺等。CTP具有良好的防焦效果，一般用量0.1～0.3份，对有轻微焦烧的胶料有复原作用。N-三氯甲基硫代-N-苯基苯磺酰胺防焦效果不及CTP，但价格低廉。六异丙基硫代三聚氰胺的防焦效果强，据称为CTP的3～6倍。N-(吗啉基硫代)邻苯二甲酰亚胺能延长焦烧时间，提高加工性。
6、溶剂及其他
用氟橡胶制造纯胶薄膜、胶布制品(燃料箱垫片、防护衣等)、布类胶管及胶粘剂时均要使用胶浆。制造氟橡胶胶浆一般是将混炼胶溶解于有机溶剂中(VitonLD242采用胶乳)。低分子酮类和酯类是优良的溶剂，包括丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯及二甲基甲酰胺等。常用的是甲乙酮和乙酸乙酯。胶浆粘度采用混合溶剂(主溶剂为优良溶剂，副溶剂为不良溶剂或非溶剂)和加入稀释剂(低分子脂肪烃、芳香烃和醇类等)的方法来进行调节。
氟橡胶脱模时，为消除黏模，可采用少量硬脂酸锌、硬脂酸钠、加珞巴蜡、肥皂水或硅油的二甲苯溶液(5%～10%)作脱模剂。使用硅油时，用量要尽可能少，涂硅油后还需用绸布揩擦，否则会影响表面质量和耐热性。
7、结束语
氟橡胶品种多，制品性能。经过几十年的改进，新型氟橡胶品种和配合助剂不断出现，改善了其工艺性和其他的不足，在军用、民用工业领域中得到日益增多的应用。
氟橡胶热硫化粘合剂 西邦CILBOND33AB
概述
CILBOND?33A/B双组份、单涂胶粘剂，粘接各种硬度的氟橡胶与不同的金属或热塑性及热固性塑料，以及织布。对于各种不同的氟橡胶和不同的硫化方式，都具有很好的粘接效果，如Viton?,Daiel?,Technoflon?和Fluorel?包括双酚硫化或胺类硫化，以及过氧化物硫化，适合后硫化要求。
CILBOND?33A/B的使用
CILBOND?33A/B组份A与组份B按1:1的体积比混合均匀，若需要稀释，边搅拌边加入稀释剂。1-2分钟内完成混合，混合物为琥珀的，无未溶解的颗粒。未稀释的混合物的固含量为32%，并且混合物在室温下，可稳定地停放一周。但在一周内用完。可采用浸涂、喷涂或刷涂，涂胶后，于室温下干燥20-30分钟，或70°C下，10分钟。根据基材的表面情况，可以涂胶1-2次，干膜厚度不低于5微米。因为固含量较高，通常需要用丁酮或MIBK稀释，以获得合适的干膜厚度。固化条件为150°C，30分钟。
CILBOND?33A/B为获得的耐冲刷性能，可于150°C预固化10分钟，或135°C，30分钟
CILBOND?33A/B显示的耐高温性能，以适应后苛刻的硫化要求，以及的耐苛刻化学品的性能。
CILBOND?33A/B具有的耐高温性能，可至200°C.
概述
沈阳英国西邦CILBOND33A/B 单涂粘接氟橡胶
CILBOND?36单涂胶粘剂，粘接各种硅橡胶与金属。有较高的固含量，耐冲刷性能好，的耐环境性能，是耐油和耐高温。
CILBOND?36适合注射工艺。
CILBOND?36的耐高温性能和长时间的高温下的后硫化。对各种金属:钢、铝、铜，良好的粘接效果。
CILBOND?36的应用领域
CILBOND?36的耐环境性能，使其适用于油封、汽缸垫、轴封阀门、胶管及胶辊等的应用。
CILBOND?65W是一种单涂、水剂型胶粘剂。用于硅橡胶、过氧化物硫化的氟橡胶、过氧化物硫化的氢化丁腈和丙烯酸酯橡胶与金属的热硫化粘接。
概述
CILBOND?65W用于各种硅橡胶、氟橡胶及一些过氧化物硫化的氢化丁腈和丙烯酸酯橡胶与金属和其它工程塑料的热硫化粘接。其固含量高，耐冲刷性能好，杰出的耐环境性能，尤其是耐油和耐高温。适用于注射工艺。也可以用CILBOND?12C作为底涂，CILBOND?65W作为面涂形成双涂体系，粘接难粘接的橡胶，以及获得的耐高温性能。
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