济南氟橡胶热硫化胶水厂家

　　氟橡胶胶料的配合

　　一、硫化体系

　　23型与26型氟橡胶是饱和的氟碳化合物，不能用硫磺进行硫化，但在二胺类硫化剂、二羟基化合物硫化剂以及有机过氧化物的作用下，可以进行硫化反应。

　　胺类硫化剂硫化胶，变形较低，耐酸性差；过氧化二苯甲酰耐酸性好，但耐热性较差，工艺性能不好。目前硫化剂很多，常用的硫化剂主要是3号、4号、5号（多羟基化合物）和过氧化二苯甲酰。

　　3号硫化剂全称:N，N-双肉桂叉-1，6—己二胺；

　　4号硫化剂全称:双--（4-氨己基环己基）甲烷氨基甲酸盐

　　5硫化剂全称:对苯二酚（氢醌）

　　23型氟橡胶常采用过氧化二苯甲酰作硫化剂，主要用于耐酸制品；26氟橡胶常用于耐热、耐热油制品，主要采用胺类硫化剂（3号硫化剂）。

　　胺类硫化剂3号硫化剂易于分散，对胶料有增塑作用，工艺性能好，硫化胶的耐热性和压变尚可。4号硫化剂是随246型氟橡胶出现而开发的，没能普遍采用；5硫化剂随着VitonE型胶种的出现而开发的硫化剂。

　　1. 二胺硫化剂:

　　氟橡胶分子中存在着—CH2—CF2—链节，由于氟原子强的电负性，使之在热和碱性化合物（如胺、氧化镁等）存在时，易于脱出氟化氢形成易化的双键，这种含氟烯烃结构很容易与亲核试剂如胺类、酚类加成，并生成交联键。普通二胺或多胺在氟橡胶中硫化起步快降低了胶料的加工**性，一般均采用隐蔽的多元胺，在较高的温度时才发挥其作用，以便迟延硫化起步，环状的氨基甲酸盐即为隐蔽的多元胺的代表。

　　随着硫化剂用量增加，硫化胶的硬度、强度增大，伸长率和压缩变形降低，高温老化后的强度保持率略有提高，伸长保持率则显著下降。

　　在胶料的配合中加入酸接受体（即吸酸剂），以便有效地中和氟橡胶硫化过程中析出的氟化氢（或氯化氢）。氟化氢或氯化氢的存在会妨碍橡胶进一步的交联并能严重腐蚀设备，由于吸酸剂能促进硫化交联密度的提高，赋予硫化胶较好的热稳定性，所以又称为活性剂或稳定剂。吸酸剂的作用与其碱性强弱有关，碱性越强，则所得硫化胶的硫化程度越高，硬度、强度较高，伸长率和压缩变形较小，但碱性越强，加工**性越差，越易于焦烧。常用的吸酸剂有氧化镁、氧化钙、氧化铅、二盐基亚磷酸铅等，吸酸剂对硫化胶的性能有较大的影响，应根据对胶料的要求而适当选择。凡是以耐热为主的配方宜用氧化镁为吸酸剂，当同时要求低压缩变形时，可用氧化钙或者氧化镁与氧化钙并用，要求耐酸的配方则采用氧化铅为吸酸剂。当使用氧化锌和二盐基亚磷酸铅组合时，则耐热性一般，但具有好的耐水性和耐高温水蒸汽的性能。氧化物的用量一般为15~25份。

　　二胺硫化剂其工艺**性，热老化性和抗压缩变形的性能均较差。已经明此种硫化体系有其的性能，如与金属粘合牢固，因而常被用作一些制品，如橡胶与金属的粘合制品。

　　2．二羟基硫化剂:

　　这类硫化剂体系是目前用得*多的，大多数市售氟橡胶中都加入了这类硫化剂。橡胶加工者再加入金属氧化物酸接受体和填料而制成成品胶料。

　　二羟基硫化剂为亲核试剂，使用二羟基硫化体系时硫化体系有更高的交联密度，故使硫化胶耐热性和抗形变得到改善。

　　用二羟基硫化剂硫化氟橡胶要有适当的碱性促进剂存在方能完成。在工业上，已经使用，发展迅速的促进剂主要为季磷盐和季铵盐，其品种甚多，如苄基三苯基氯化磷、苄基三辛基氯化磷等季磷盐和四丁基氢氧化铵及其盐、DBU类化合物及其衍生物等季铵盐。

　　二羟基硫化体系使胶料具有较好的加工性能和抗焦烧性能，较快的硫化速度并使硫化具有的抗压缩变形性能，但抗撕裂性能，是在热态下的抗撕裂性能不够理想。

　　3．过氧化物硫化剂:

　　过氧化物硫化氟橡胶使氟橡胶的耐水蒸汽的性能得到改进。它在硫化时生成的不溶性挥发副产物的量很小。

　　2、补强填充体系

　　氟橡胶在未加入填充剂时其硫化胶即具有较高的强度，补强填充体系虽对它有一定的补强作用，但主要是为了达到改进工艺性能，提高制品的耐热性，硬度，减小压缩变形和降低成本等目的。在氟橡胶中加入5-80份陶土、石墨、滑石粉、云母粉可以降低硫化胶的收缩率。氟橡胶中加入的无机填料是氟化钙，用量一般可达20-35份，它的耐高温（300度）老化性能优于碳黑和其他填料，但工艺性能较喷雾碳黑差，将两者并用，可以得到综合性能好的胶料。碳酸钙和硫酸钡也使用，前者的缘性好，后者可以获得低压变。用量它们一般为20-40份。

　　26型氟橡胶*常用的填料为中粒子热裂法炭黑（MT炭黑）、喷雾炭黑以及奥斯汀炭黑（由沥青化石油制得的产品），填充这些炭黑能够赋予胶料较好的混炼、压出和模压性能，填充中粒子热裂炭黑的胶料并具有优良的耐热性能。炭黑的用量不宜过多，硫化胶的硬度随炭黑的用量的增加而增大，随着炭黑用量的增加，胶料粘度上升工艺性能大大降低，更重要的是硫化胶的脆性温度亦随之升高，炭黑用量一般昀不超过30份。虽然高耐磨炉黑能提高抗撕裂和耐磨耗性能，但由于使胶料流动性变差和导致硫化胶硬度的显著上升，故很少使用。槽法炭黑由于其呈显酸性，迟延硫化一般不用。

　　26型氟橡胶使用白炭黑时，是气相白炭黑的胶料，工艺性能较差，硫胶的耐热，耐磨及高温压缩变形不好，故很少采用。通常只是在使用过氧化物为硫化剂的某些情况下，才使用沉淀法白炭黑，用量为15~30份，此种情况可用于制备浅胶料。使用氟化钙时对提高胶料的耐高温老化性能十分有利，优于炭黑和其它矿物填料，但工艺性能较差且耐酸性能不佳。用碳纤维和纤维状硅酸镁（针状滑石粉）能使硫化胶的高温强度和热老化性能得到提高，但在工艺性能方面较中粒子热裂炭黑稍差，是应用针状滑石粉的胶料有分层现象，给模压带来一定的困难，将其与碳纤维或喷雾炭黑并用会有所改善。用碳纤维填充的硫化胶其压缩变形比中粒子热裂炭黑为小，撕裂强度也相当大，用碳纤维作填料时，由于其导热性良好，在很大程度上，克服了混炼过程的生热问题和粘辊问题，并为氟橡胶作高速油封制件提供了可能性。

　　23型氟橡胶常采用1.5~3份的过氧化二苯甲酰作硫化剂，主要用于耐酸制品。由于炭黑对带有酰基基团的过氧化物有阻化作用，故能妨碍硫化反应，使硫化胶的物理机械性能低于以白炭黑为填料者，因此23型氟橡胶很少采用炭黑为填料。当使用沉淀法白炭和气相法白炭黑为填料时，硫化胶的室温抗张强度及硬度*高，但气相法白炭黑耐长期热老性能不佳。在200℃下长期老化后抗张强度保持*好的是氟化钙和二氧化钛，但氟化钙耐酸性能差，故常用沉淀法白炭黑和二氧化钛为填料，其用量为沉淀法白炭黑5~15份或二氧化钛20~30份。

　　3、操作体系

　　一般的增塑物质不能适用于氟橡胶，因为它们不仅会使硫化胶的耐热性和化学稳定性变差，而且在二段高温硫化过程中增塑物质往往会被蒸出，当含量较大时造成硫化制品严重收缩变形甚至起泡，故对增塑物质的要求甚高，对26型氟橡胶较好的软化剂为高粘度氟硅油或高粘度氟硅油与酚醛树脂的组合，它们可以降低硫化胶的硬度而对硫化胶的耐热、耐油、耐溶剂等性能影响很小。采取并用少量低分子氟橡胶的方法可以改善混炼和模压性能，并对硫化胶的耐热性能无明显影响。在23型氟橡胶中加入3~5份低分子量的聚三氟氯乙烯（氟蜡）为软化剂，可以降低胶料的粘度，改善混炼、压出、压延等工艺性能，同时对硫化胶的室温强度，200℃长期老化以及耐硝酸，耐油等性能均无明显影响。

　　热硫化工艺参数对粘接性能的影响

　　氟橡胶热硫化胶水的最终性能高度依赖工艺控制。典型硫化温度范围为160-180℃，压力需保持在0.5-2MPa之间，时间根据制品厚度通常为10-30分钟。温度过低会导致交联密度不足，过高则可能引起胶水分解；压力不足易产生气泡，过高则可能造成胶层过薄。预热处理（80-100℃预热5分钟）能显著改善胶水流动性和浸润性。特殊配方胶水可采用分段硫化工艺，如先低温定型后高温强化，这对复杂几何形状零件的粘接尤为重要。

　　fl-50是新一代的氟橡胶硫化剂。也是目前世界上发达国家Zui为流行、首先选用的氟橡胶硫化剂品种。当今上生产该型号助剂的其他公司有美国杜邦、意大利solvay、和日本nok。solvay和nok等公司生产的此类产品不对外出售、只与其生胶搭配出售。

　　产品特性:

　　fl-50号的主要成分为多种活化剂经过复杂的化学反应而成。比双酚和bpp粉剂更具有性，其特点表现在:

　　1、熔点低于100℃、在炼胶过程中分散性好、与各种牌号的氟橡胶以及填料的相溶性好。制件性能好、废品率低，避免了使用双酚、bpp粉剂是不熔而使炼出的胶质量不均匀的缺陷。

　　2、混炼胶的加工流动性，适合于形状复杂的氟胶制品。

　　3、制品的机械性能、手感和抗压变性能优于3号硫化剂以及双酚粉剂。

　　4、产品为颗粒状，减少了生产过程中的粉尘飞扬浪费。

　　5、用量比双酚+bpp略少，降低制品成本。

　　6、产品没有气味，性。克服了双酚体系中有机苯对人的毒害，是一种优良的产品。

　　7   实用于模压成型，转模及注射成型，产品拥有优良的流动性，脱模性和压缩变形性能，适于各类复杂形状的密封制品，

　　是“o”型圈类产品。

　　产品:

　　指  标

　　主要参数

　　含   量     ≥

　　99.8%

　　水分含量

　　<

　　0.1%

　　熔

　　点   <

　　100℃

　　产品用量:

　　其它配方参照双酚与bpp、用量为2～2.5份。

　　六、产品包装:

　　500g/袋、每箱10㎏、也可根据用户要求而定。

　　氟橡胶 (FKM)因具有耐油、耐高温、耐溶剂、耐强酸、耐强氧化剂、阻燃、耐老化等一系列优良的特性， 所以在国防军工、 航空航天、电子通信、车辆船舶、石油化工等尖端技术领域获得了广泛的应用。是近几年老， 随着上述相关行业的高速发展和技术进步， FKM作为一种不可替代的高性能弹性体材料，不仅在需求上有了大幅度增加，而且其用途也正在不断地扩大。

　　从技术的角度来讲，尽管 FKM从基础研究到应用研究都取得了很大的进展，但在一些的使用场合， 目前人们更为关注的还是 FKM的低温特性、压缩永久变形性、耐碱性、耐含甲醇汽油性、耐强氧化剂性、低抽出性、低毒性等问题。

　　因此，本文将针对上述问题， 就具有这些特性的 FKM胶料的配合技术作一介绍。

　　一、FKM的种类、结构和特点

　　具有代表性的 FKM的种类、结构和特点见表 1。对 FKM来讲，因其聚合物结构和所用硫化体系不同， 所以硫化胶的性能也各有差异。为了使 FKM能够满足各种苛刻条件下的使用要求， 所以除选择适宜的品级外， 在胶料的配合上加以改善也是十分必要的。

　　表 1 FKM 的种类、结构和特点

　　目前，构成市场主导品种的是偏氟乙烯 (VDF)与六氟丙烯 (HFP)共聚的二元类FKM，其组成为:VDF摩尔分数 80%，氟质量分数约 66%，Tg为-20℃。近年来，共聚入四氟乙烯 (TFE)、减少 VDF含量( 提高氟含量 ) 的三元类 FKM的需求明显有所增加。对三元类 FKM来讲，氟含量愈高、耐品性、耐腐蚀性、耐油性、耐燃油渗透性就愈好， 但低温特性会变差。目前，市售的 FKM各品级的低温特性见表

　　2.作为改善低温特性的品种， 除共聚了全氟乙烯醚的 FKM外，还有含氟硅类 (FVMQ)和主链中含有六氟丙烯氧化物单元的 FKM。

　　表 2 FKM 主要品级的低温特性

　　由于 VDF单元遇碱性化合物容易引起脱氟酸反应， 所以三元类 FKM的耐碱性是有限的。在接触有机胺化合物或强碱性水溶液的场合，适用的是 TFE/丙烯(Pr) 共聚的四丙氟橡胶或 TFE/全氟乙烯醚共聚的 FKM。在含有 VDF的品级中，耐碱性较好的是分子中不含 HFP而含乙烯醚的 FKM。其次，则是 VDF含量低、氟含量高的三元类 FKM。不过，通过四丙氟橡胶与三元乙丙橡胶 (EPDM) 共混来改善耐碱性也是十分有效的。

　　在接触强氧化剂 (N 2 O 4 、发烟硝酸等 )的场合，则可选用羧基亚硝基 FKM或全氟醚型的 FKM。

　　二、FKM用配合剂的选择

　　1. 吸酸剂

　　对胺硫化及多元醇硫化来讲， 吸酸剂是的配合剂。当吸酸剂与氟酸反应并生成氟化物时，即使使用一种金属氧化物，如 MgO、Ca(OH) 2 、CaO、Zn0、PbO等都没关系，但在要求耐热性和低压缩永久变形的胶料中，好是用高活性的 MgO。对于厚制品， 可在胶料中使用一定数量的 Ca(OH) 2 、CaO的配合可消除胶料中产生的气泡， 同样也具低压缩永久变形这一特点。在要求耐酸性、 耐水性的场合，则需要配合一定数量的 PbO。但出于方面的考虑，近年来有禁用铅化物的趋势， 这对要求耐酸性、 耐水性的制品来讲， 采用过氧化物硫化体系是解决这一问题的有效方法之一。在多元醇硫化体系中， 作为吸酸剂， 当使用 PbO时不仅制品表面无光泽，而且在溶胀、蒸汽条件下的压缩永久变形也比较大。对多元醇硫化体系来讲，当含有 Ca(OH) 2 吸酸剂的胶料在空气中放置时，就有可能吸收水分和 CO 2 ，降低吸酸剂的反应性，而水分则会提高其反应性，这样就会进一步地影响到硫化速度。另外，有时也会因聚集而出现分散不良的现象，因此好使用充分干燥或表面处理过的材料，这样就可辊筒的污染 ( 吸酸剂附着在辊筒表面 )。

　　2. 填充剂

　　FKM 用填充剂的主要目的不是为了补强，而是为了调节硬度、降低成本等。对 HAF这样的补强性炭黑来讲， 因对硬度的提高幅度较大， 不宜高填充， 所以通常主要使用的是大粒径的非补强性炭黑 (如喷雾炭黑、 中粒子热裂法炭黑 ) 。在要求耐磨性、着或考虑成本的场合， 则可使用白炭黑、 硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝、碳酸钙、滑石粉、聚四氟乙烯、炭纤维、石墨、二硫化钼、氮化硅、硫酸钡、氟化钙等。是对于注重泽的制品，多数是在以硫酸钡为基础的混合物 ( 配有5 份覆盖力强的 TiO 2 )中添加颜料后制造的。就硫化体系而言，由于多元醇及胺硫化体系在硫化时可使橡胶本身着， 所以对要求泽明亮的制品好是用过氧化物硫化体系的 FKM。在上述填料中，二硫化钼、炭纤维、滑石粉、石墨、聚四氟乙烯、氮化硅、氮化硼对提高耐热性、减小摩擦系数是有效的，但在一定程度上均会降低硫化胶的物性 (5%左右) 。对于碳酸钙、硫酸钡、硅酸钙、氟化钙等无机填料，挤出、模压、耐热性较好的是氟化钙，但压缩永久变形较差。硅酸钙的耐热老化性优于氟化钙，硫酸钡的综合性能也不错。

　　3. 增塑剂和加工助剂

　　一般来讲，在 FKM胶料中是不用增塑剂和加工助剂的。因为 FKM制品的使用条件为苛刻， 能够使用的增塑剂和加工助剂十分有限， 这也是注重物性超过注重加工性能的主要原因。当在 FKM中使用加工助剂时， 不仅会使压缩永久变形增大，而且还会导致耐热性下降。此外，因低分子聚乙烯与过氧化物具有反应性，所以在过氧化物硫化体系的 FKM中配合是不适宜的。就脱模剂而言， 除可用有机硅类和氟类脱模剂外， 作为内脱模剂也可在胶料中配合少量的脂肪族胺或脂肪酸酰胺化合物，但同时也会带来与加工助剂同样的结果 ( 压缩永久变形增大，耐热性下降 ) 。而且，因内脱模剂在硫化时会迁移到橡胶表面，所以对硫化体系与加工助剂的协同效果也会产生一定的影响。

　　三、FKM的各硫化体系及其特点

　　FKM 的硫化，通常可分为胺硫化、多元醇 ( 双酚) 硫化和过氧化物硫化三种类型。胺硫化体系和多元醇硫化体系是以胺或镍盐 (铵盐等 ) 为催化剂，通过二胺或双酚化合物与脱氟酸 ( 氟化氢 )反应形成的双键加成进行硫化的。但无论是哪一种硫化体系都要中和产生氟酸， 因此配合吸酸剂 ( 金属氧化物 ) 是十分必要的。其各硫化体系的特点见表 3。

　　表 3 FKM 各硫化体系的特点

　　注:①N，N′-双肉桂叉 -1 ，6-己二胺；② 2，5-二甲基 -2，5- 二叔丁基过氧化己烷。

　　1. 胺硫化与多元醇硫化

　　就胺硫化体系而言， 为了赋予硫化剂在混炼时的焦烧稳定性， 在配合体系中可以以胺盐的方式使用。实际上，从加工稳定性与硫化胶物性的均衡来讲， 己二胺氨基甲酸盐、 乙二胺氨基甲酸盐、 环己二胺氨基甲酸盐等都可以使用。由于二胺硫化剂具有脱氟酸催化剂的作用， 所以不需要使用的催化剂。但在多元醇硫化体系中， 因硫化剂本身不具有催化剂的作用。所以作为与镍盐的共催化剂配合一定数量的氢氧化钙是十分必要的。

　　作为硫化剂，也可使用对苯二酚、双酚 A等双酚合化物，但从耐热性考虑，双酚 AF是较为理想的一种硫化剂。是双酚 AF/苄基三苯基氯化磷这一硫化体系，对改善 FKM硫化胶的压缩永久变形是有效的。不过，目前多数 FKM制造厂是将其镍盐及双酚 AF与 FKM以预混物的方式提供用户的。

　　2. 过氧化物硫化

　　对过氧化物硫化来讲， 目前主要的品级是在分子中作为交联点预先导入碘或溴的 FKM，但各公司的品级其构成是不同的。关于硫化机理，作为助硫化剂的多官能不饱合化合物 (TAIC) 与 FKM的交联点是通过有机过氧化物产生的自由基进行反应、硫化的。因不需要吸酸剂，所以是耐水性、耐酸性优良的硫化体系。而且由于不会因吸酸剂而促进脱氟酸反应， 所以耐碱性也优于多元醇硫化体系， 并可解决多元醇硫化体系有时会出现的龟裂等问题。

　　在半导体制造装置用密封材料的用途中， 洗提金属的问题正在不断增加， 而过氧化物硫化体系硫化的 FKM将成为解决这一问题的方法之一。另外，即使配合吸酸剂也不会影响硫化特性， 所以为赋予粘合性和耐热性， 也可配合适量的氧化锌、氢氧化钙等配合剂。

　　目前，在国产 FKM的胶料中主要使用的是 N，N′-双肉桂叉 -1 ，6- 己二胺 (3# ) ，双酚 AF和过氧化物三种硫化剂，其各品级适用的硫化剂见表 4。

　　表 4 国产 FKM各品级适用的硫化剂

　　四、结语

　　以上，本文就 FKM配合技术的进展进行了介绍。尽管涉及到的问题主要是与生胶本身的结构和特性有关，但通过与其它橡胶 (NBR、VMQ 、ACM等) 共混及选用新型功能性材料等手段，在配合上加以改善也是有效的。

　　FKM 是具市场发展潜力的一种高性能弹性体材料， 但从基础研究到应用研究在技术上与国外相比还有较大的差距。其主要表现在以下几个方面:

　　(1) 生胶品种少。是耐低温、耐碱性、耐强氧化剂、耐含甲醇汽油性、可有机过氧化物硫化、低粘度等胶种的开发；

　　(2) 配合技术落后。由于原材料品种单一，可选择的余地较小，所以定型的胶料配方并不多；

　　(3) 加工技术及设备急待改进。由于实现注射成型加工，所以产品质量稳定性差、生产效率也比较低；

　　(4) 科研经费不足。FKM有不少重要的课题急待研究和开发，但遗憾的是因经费问题而有许多高级技术人员只能无奈地从事着与操作工同样的搬模具的工作；

　　(5) 人才断层。随着科研体制、分配体制的变化，自 1985年以后，就已经出现了人才脱节、断层的现象。是近几年，这一问题尤为突出，甚至有不少年青的、高学历的技术人员， 目前还在重复着 70-80 年代已经完成的基础性研究课题的工作，这样不仅造成了人力、财力和资源的大浪费，而且对人才培养、技术都是不利的。

　　因此，期望管理层或有识之士能够关注我国有机氟工业的发展， 尽快缩小与国外公司 (杜邦、3M、大金等 ) 在技术上的差距， 因为我们拥有自己的技术和材料，是在国防高科技领域应用的技术和材料。当然， FKM的制造厂家、加工厂家与用户的密切配合也是重要的。

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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。