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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。

　　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。

　　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。

　　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

　　80

　　1968 60

　　1969 50

　　1970 30

　　1973 13

　　（6）耐低温性能

　　氟橡胶的耐低温性能一般，它能保持弹性的限温度为-15~-20℃。随着温度的降低，它的拉伸强度变大，在低温下显得强韧的。在测2mm厚的标准试样时，它的脆性温度在-30℃左右；厚度1.87mm时为-45℃；厚度0.63mm时为-53℃；厚度0.25mm时为-69℃。一般氟橡胶的使用温度可略低于脆性温度。如美国军用标准MIL-25879D中规定使用温度为-40~205℃。国外对氟橡胶在航空发动机中使用温度限为-35℃。

　　（7）耐气候老化和耐臭氧性

　　VitonA自然存放10年之后的性能仍然是令人满意的。在臭氧浓度为0.01%的空气中，经45天作用没有明显龟裂。它的耐气候老化和耐臭氧性是令人满意的。

　　（8）电性能

　　氟橡胶的电缘性能不是太好，只适于低频低压下使用。温度对它的电性能影响很大，从24℃升到184℃时，其缘电阻下降35000倍。

　　（9）气透性

　　氟橡胶的气体溶解度比较大，其扩散速度比较小，总的气透性很小。在氟橡胶中，填料的加入，充填了橡胶内部的空隙，从而使硫化胶的气透性变小，这对于真空密封是很有利的。如配合适中，氟橡胶可解决10-7Pa真空密封。

　　（10）耐燃性

　　氟橡胶遇火能燃烧，离火即自熄。

　　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

　　氟橡胶生产供应商不止杜邦一家，在中国市场上，氟橡胶供应商还有美国3M，日本的大金（Dai EL）和欧洲的Solvay。

　　我们自己国产的有3F、晨光、东岳等等。

　　氟橡胶(表B10)

　　新牌号

　　原牌号及名称

　　氟含量，％

　　门尼粘度ML1+4100℃

　　FPM 2301

　　氟橡较23—11

　　19.1～20.2(氯含量)

　　1.5～2.4(特性粘度)

　　FPM 2302

　　氟橡胶23—21

　　13.2～15.2(氯含量)

　　4.4～5.6(特性粘度)

　　FPM 2601

　　氟橡胶26D

　　65

　　60～100

　　FPM 2602

　　氟橡胶26B

　　65

　　140～180

　　FPM 2461

　　氟橡胶246B

　　50～80

　　FPM 2462

　　氟橡胶246G

　　70～100

　　FPM 4000

　　氟橡胶TP

　　54～58

　　70～110*

　　FPNM 3700

　　含氟磷腈橡胶PNF—381

　　AFMU 4360

　　羧基亚硝基氟橡胶

　　注:①有“*”者，门尼粘度为ML1+10100℃，

　　②AFMU 4360羧基亚硝基氟橡胶:酸含量0.4％~1.0％，分子量Mw3×103。

　　氟橡胶23，国内俗称1号胶，为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。

　　氟橡胶26，国内俗称2号胶，杜邦牌号VITON A，为偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物，综合性能优于1号胶。

　　氟橡胶246，国内俗称3号胶，杜邦牌号VITON B，为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物，氟含量高于26胶，耐溶剂性能好。

　　氟橡胶TP，国内俗称四丙胶，旭硝子牌号AFLAS，为四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物，耐水蒸汽和耐碱性能。

　　偏氟醚橡胶，杜邦牌号VITON GLT，为偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化点单体四元共聚物，低温性能。

　　全氟醚橡胶，杜邦牌号KALREZ，低温性能，氟含量高，耐溶剂性能。

　　氟硅橡胶，低温性能，具有一定耐溶剂性能。