厦门氟橡胶热硫化粘合剂本地商家哪里有
常见失效模式与解决方案
氟橡胶热硫化粘接的典型失效包括界面剥离(占65%)、内聚破坏(25%)和混合型(10%)。界面失效多因表面处理不足或硫化不完全,可通过接触角测试(应<80°)预判;内聚失效常与胶水老化或过硫化相关,TGA分析(分解温度应>300℃)有助于诊断。湿热老化(85℃/85%RH)1000小时后强度保持率是关键质量指标。添加硅烷偶联剂(如KH-550)能显著改善界面稳定性,新型POSS纳米粒子改性胶水可使湿热老化性能提升40%以上。
氟硅橡胶是在有机氟和有机硅两种材料基础上发展而来的新材料,其弥补了有机硅材料的耐油、耐化学腐蚀和耐端低温性能方面的不足,实现了有机硅材料和有机氟材料的优势互补。氟硅橡胶所用基础聚合物主要为聚三氟丙基甲基硅氧烷,其主链仍由硅氧键构成,但硅原子上的部分甲基被含氟有机基团(通常为三氟丙基)取代。
氟硅橡胶集合了高键能的硅氧键和对碳碳键具有屏蔽效应的碳氟键,表现出的耐高低温、耐环境老化、耐油和耐化学腐蚀等性能,一经研制成功便应用到航空领域。
一、氟硅橡胶的市场
目前,美国、德国、日本等国家的大型化工企业正积开展对氟硅橡胶的研究,氟硅橡胶年产量约为10kt。氟硅橡胶市场规模正以7.4%的复合年均增长率增长,预计到2026年,市场规模将增至3.28亿美元。
目前国内部分厂家已能工业化生产氟硅橡胶基础聚合物,但其RTV氟硅橡胶产品还在开发中。因氟硅橡胶单体及聚合物生产过程中的要求,以及原料价格、工艺难度等问题,氟硅橡胶基础聚合物成本偏高,具有价格优势的市场化产品尚未实现。
二、氟硅橡胶的介绍
氟硅橡胶的主链为—Si—O—键结构,侧链上引入性氟原子(如三氟丙基)后,形成—CH2CH2CF3结构,由于氟原子具有较大的吸电子效应,加上C—F键的键长较短,能对C-C键形成较好的屏蔽效应,大大提高了橡胶的耐油、耐溶剂性能,使其成为在-68℃~232℃温度下耐非性介质良好的弹性体。因此氟硅橡胶广泛应用于高端机车和军工航天的密封件领域。
三、氟硅橡胶的特性
FVMQ氟硅橡胶O型圈在维持有机硅材料的耐温性,抗寒性,耐高电压性,耐气侯脆化等出特性的基本上,因为含氟量酯基的导入,它又具备有机氟原材料出的耐氢类有机溶剂,耐酸碱,耐腐蚀性和更低的表面特性。
1、耐酸碱、耐水洗、耐化学品性
氟硅橡胶与羟基乙烯基硅橡胶对比,其耐酸碱、耐水洗、耐化学品性为;即便与氟胶对比,耐酸碱、耐水洗性也是优良的。在同样物质、溫度、時间下预浸后均显示信息出了的使用性能,可以说氟硅橡胶是唯一一种在-68℃~232℃下耐非性物质的聚氨酯弹性体。氟硅橡胶的耐含甲醇汽油性也比较好,即便在车用汽油/乙醇混和管理体系中,其硫化橡胶胶的强度、抗拉强度、容积转变都不大,经500h长期的预浸实验后,各类物理性能也基本上沒有转变。
2、耐温性
氟硅橡胶的高溫溶解与硅橡胶一样,即:主链空气氧化、主链断裂、主链分解反应和造成各种各样复合型反映。因为溶解物质也会造成主链断裂,因此耐温性一般比硅橡胶要差一些,在200℃的溫度下已刚开始空气氧化脆化。但根据加上铁、钛、希土类金属氧化物等小量的无卤阻燃剂便可使其得到明显的改进,即便在250℃高溫下也具备充足的耐温性。溫度对氟硅橡胶危害比硅橡胶大,但比氟胶小。海外还科学研究了氟硅橡胶在150℃×2000h、175℃×5000h、200℃×4000h标准下的使用期,其結果是仅次羟基乙烯基硅橡胶。
3、抗寒性
氟硅橡胶与一般硅橡胶一样,温特性优良。因为氟硅橡胶是以绵软的Si-O主导链组成的线形聚合物,因此温特点好于以C-C主导链的氟胶。在其中,氟硅橡胶(LS-2370U)的温特点更强,延性温度低达-89℃,而一般的氟胶约为-30℃。
4、电气性能、耐辐射源特性
氟硅橡胶的电气性能与一般硅橡胶相仿,但宝贵之处是在高溫、温、湿冷、油、有机溶剂、化学品、活性氧等严苛标准下的转变不大。氟硅橡胶的耐辐射源特性并不突显,但耐辐射源脆化特性好于羟基乙烯基硅橡胶。
5、物理性能
氟硅橡胶与一般硅橡胶一样,硫化橡胶胶的冲击韧性(是撕破抗压强度)较为低。因而,改进和提升氟硅橡胶的抗压强度也是一个关键的课题研究。
6、其他特点
氟硅橡胶的耐天候脆化性十分,即便曝露五年后,仍维持有优良的特性。活性氧是聚氨酯弹性体脆化时转化成数多的汽体之一,但氟硅橡胶根据动态性或静态数据实验后都未发觉有开裂或裂痕的状况。除此之外,氟硅橡胶的除霉性、生理学可塑性、抗凝血性也是十分优良的。
氟硅橡胶生产工艺注意点
由于氟硅橡胶价格昂贵,胶料容易污染,从而影响性能,所以对氟硅橡胶的生产操作工艺为严格。
1、保持生产环境、设备的清洁
在氟硅橡胶的保存和运输过程中,灰尘杂质与橡胶接触。
由于氟硅橡胶有静电吸灰的特点,所以生产环境需要净化无尘车间,生产工具为设备。工人进出操作需穿戴干净衣帽。
清洁好切割刀具、称量托盘和开炼机滚筒。 炼胶过程手套对胶料的污染。
2、混炼与硫化
开炼机辊筒温度为18℃~28℃时炼胶工艺性能较好。 对于长期停放的胶料的使用需要进行返炼,物料混合均匀。硫化模具采用表面镀铬处理。 氟硅橡胶要二段硫化,在电热鼓风箱中进行,一般为:200℃×4~6小时。
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外观:产品为白块状颗粒,,具有橡胶气味, 不溶于水,能溶于有机溶剂,熔点250℃,不易燃烧。
组成:主要由氟橡胶加双酚AF构成,氟橡胶40~60%, 双酚AF 40~60%。
用途:用作氟橡胶制品加工,主要用于汽车、油封、垫圈、胶管、辊筒、O型圈、阀片等。
优点:氟联3是双酚AF经过加工而成,具有较好的分散性和较低的熔点,能与氟橡胶相似相溶,同时。
包装:内用塑料袋,外用纸箱包装,5kg/箱,10kg/箱,也可根据用户要求而定。
用量:建议氟联3#用量为3.4~4份。
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3. 氟橡胶的配合技术
一个氟橡胶的配方,一般是由生胶、吸酸剂、硫化剂、促进剂、补强填充剂、加工助剂等组成。
(1) 生胶
国产氟橡胶和国外的氟橡胶的性能基本相同,只是加工性能有些差异,国产胶的加工性能较差,主要是门尼粘度较高,相应影响胶料加工流动性差。
国产氟橡胶26相当于美国杜邦公司的VitonA,氟橡胶246相当于VitonB,国外的氟橡胶生胶,有不少已加好了硫化剂,美国3M公司和日本大金公司供应的氟橡胶已经加好了硫化剂。
(2) 硫化剂
硫化是使氟橡胶产生一定程度的交联,使其具有良好的使用性能。氟橡胶硫化可以采用亲核试
剂的离子加成机理进行,也可以以过氧化物或射线以自由基机理进行。
胺类化合物(1#、3#硫化剂)硫化氟橡胶,可以解决一般产品的要求;采用2#硫化剂,可以解决胶浆的加工。
在密封制品中,为使其有较小的压缩变形值,应优先选用酚类化合物作为硫化剂。如对苯二酚、双酚A、双酚AF等,并配用相应的促进剂,以适合高层次的性能要求。
在解决腐蚀介质的抗耐性上,建议采用过氧化物硫化氟橡胶。
(3) 吸酸剂
吸酸剂也称为稳定剂。它是为了解决氟橡胶加工过程产生氟化氢对金属的腐蚀和污染,使硫化反应顺利进行。Ca(OH)2等。一般采用
MgO、CaO、ZnO、PbO、二盐基亚磷酸铅,其用量一般在5 ~10份。它们的加入各有特点:MgO耐热性好; PbO
耐酸性好;CaO压缩变形小;对消除气泡有利;ZnO和二盐基亚磷酸铅,胶料流动性得到改善,耐水性好;Ca(OH)2压缩变形小,加入Ca(OH)2和活性MgO,在酚类硫化体系中,可得到低压缩变形的胶料。总之,要选择合适的吸酸剂,以满足实际性能的要求。
(4) 补强填充剂
氟橡胶是一种自补强性能的橡胶。由于性能要求和用途的不同,需要通过补强、填充体系进行调节,使其功能和成本适应用户的需要。一般用量在10-30份之间。目前常用的补强填充剂大致上有热裂法炭黑(N-990)、喷雾碳黑、白炭黑、硫酸钙、硫酸钡、氧化钙、炭纤维等。
用加拿大的N990炭黑或喷雾碳黑,在黑制品中均取得较好的加工工艺和相应的物理性能。
加入20份炭纤维的氟橡胶,胶料流动性好,加工硫化复杂形状产品之后,其外观好于N-990和喷雾碳黑,表面光滑。由于炭纤维的胶料导热系数大,适合高速运动橡胶件的使用。应该指明的是加入炭纤维的成本高,其伸长率低。
彩氟橡胶制品可以使用白炭黑、钛白、氟化钙、碳酸钙等,并配用相应的颜料即可得到相应的胶料。但是,在加工压缩型密封制品时,在选用彩原料时,要注意颜料与高温的合理匹配,还要控制胶料的压缩变形值,以使产品适应压缩下的工作需要。
(5)加工助剂
加工助剂是近年来氟橡胶加工的一大进步,它是在不影响胶料发挥的前提下,能改善氟橡胶的混炼工艺,焦烧,改进胶料的流动性和压出性能,并能在加工中粘辊、粘模,起到外脱模剂的作用。
在氟橡胶的加工中,已出现过氟蜡、低分子聚乙烯、硬脂酸锌、Ws280、棕榈蜡、模特丽935P等新的加工助剂,为氟橡胶的加工和应用提供了新的手段。它的加入量在1-2份。
4. 氟橡胶的加工工艺
氟橡胶的加工过程和使用设备、加工方法,和一般橡胶相同。由于它的结构特点,它的加工
性能较差,以下简要叙述一下。
(1) 塑炼:生胶在辊距0.3~0.5mm的开炼机薄通10次,包辊即可加入配合剂。
(2) 混炼:
容量:氟橡胶的容量比合成胶还要小。
63混炼机 500克
143混炼机 5000克
辊温:40-60℃
加料顺序: 生胶→吸酸剂→加工助剂→填充剂→硫化促进剂。
配合剂加完,均匀、薄通打三角包、打卷、放下后片。
(3) 硫化
一段 165-170℃ ×10min
二段 230℃×24h(要逐步加温,到230℃后,恒温记时。
5. 氟橡胶于金属粘合
金属件采用金属喷砂或盐酸浸泡,清洗干净,建议采用CHEMLOK5150或首立公司PC-22作为金属粘合剂。(详细操作可参考相应公司的规定)
6. 国内外氟橡胶的性能对比
表5是国内外氟橡胶的性能对比情况,可以看出,国产胶的试验数据与美国杜邦、3M、日本大
金公司及德国K.G.K所报道的数据比较接近,常态下的拉伸强度数据有较大差异,伸长率的波动范围基本一致。但是,在相同硬度下的伸长率,国产的数据低于国外的数值。
表5.国内外氟橡胶的性能对比
性能
铁岭
3M公司1
杜邦公司2
大金公司3
K.G.K4
苏联5
拉伸强度MPa
9-20
9-19
8.9-17.2
17.2
14.2
7.0
伸长率 %
130-180
100-500
100-300
250
228
225
硬度 (邵氏A)
65-95
65-95
70
76
70-85
撕裂强度 KN/m
18-35
压缩变形 %
(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】杜邦公司样本VT210·1 编号81/06
【3】大金公司样本
【4】《K.G.K》No2 P111(1989)
【5】ΝΡΠ-1144
关于200℃×70h压缩变形,因为我们是按照GB1683进行测试,它的样品是10×10㎜的圆柱体,所得的数值要比环形式样(3.5㎜)大。因此,我们的压缩变形数值,还是比较好的。应该说明的是:氟橡胶的压缩变形是一个关键。杜邦公司进行大量工作,他们研究出来的低压缩变形氟橡胶,在200℃×336h压缩变形为19%。200℃×1000h时为37%。这样的数据,目前,我们是达不到的。