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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。

　　2014年以前氟胶的专利技术详情

　　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，它不仅具有较好的力学性能，而且有很高的耐高温、耐油及耐多种化学品侵蚀的特性，综合性能，所以它的应用范围广泛，尤其大量用于密封制品的生产，是现代航空、导弹、火箭，宇宙航行等尖端科学技术及其他工业（如汽车）方面不可缺少的材料。

　　1· 氟橡胶的结构特点和应用领域

　　由于聚烯烃类氟橡胶（26 型氟橡胶，23 型氟橡）和亚硝基氟橡胶中，主链上都没有不饱和的C＝C 键结构。减少了由于氧化和热解作用在主链上产生降解、断链的可能。偏氟乙烯中亚甲基基团对聚合物链的柔软性起着相当重要的作用，例如氟橡胶23-21 和氟橡胶23-11 是分别由偏氟乙烯和三氟氯乙烯按7 ∶3 和5 ∶5 的比例组成，显然，前者比后者柔软。

　　无论是偏氟乙烯和三氟氯乙烯，或者前者和六氟丙烯的共聚物以及它们和四氟乙烯的三聚物，都可以是以晶态为主或无定形态为主。这取决于当一个单体为共聚物的主要链段时，另一个单体介入的含量。电子衍射研究指出，在偏氟乙烯链段中六氟丙烯摩尔分数达7％，或者在三氟氯乙烯的链段中偏氟乙烯的摩尔分数达16％时，这两种共聚物仍具有和其相当的均聚物的晶体结构。但是，当前者的六氟丙烯摩尔分数增加到15％以上，或者后者的偏氟乙烯摩尔分数增加到25％以上时，晶格就被大幅度破坏，导致它们具有橡胶性能为主的无定形结构。这是由于第二单体引入量的增加，破坏了其原有分子链的规整性。氟橡胶可以与丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶等并用，以降低成本，改善物理机械性能和工艺性能。

　　早的氟橡胶为1948 年美国DuPont 公司试制出的聚-2-氟代-1，3-丁二烯及其与苯乙烯、丙烯等的共聚体，其性能并不比氯丁橡胶、丁橡胶突出，而且价格昂贵，没有实际工业价值。20世纪50 年代后期，美国Thiokol 公司开发了一种低温性能好、耐强氧化剂（N2O4）的二元亚硝基氟橡胶。氟橡胶开始进入实际工业应用。中国从1958 年开始也开发了多种氟橡胶，主要为聚烯烃类氟橡胶，如23 型、26 型、246 型以及亚硝基类氟橡胶；随后又发展了较新品种的四丙氟橡胶、全氟醚橡胶、氟化磷橡胶。这些氟橡胶品种都首先以航空、航天等国防军工配套需要出发，逐步推广应用到民用工业部门，已应用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪器、机械等工业领域。

　　氟橡胶在日常生活中的应用领域广泛，譬如在汽车配件、航空与航天领域、机械密封、泵、反应器、搅拌器、压缩机外壳、阀、各类仪表和其它设备上用作阀座、阀杆的填料，隔膜和垫片，以及在橡胶板行业、半导体制造行业和食品与制等行业都很发挥其作用。

　　随着无铅汽油和电喷装置等在汽车上使用，燃油胶管的结构和材料变化很大，内胶层已用氟橡胶来代替丁腈橡胶，为了降低燃油渗透和进一步改进耐热性，内胶层多采用复合结构，即由氟橡胶和氯醇橡胶或丙烯酸酯橡胶组成，由于氟橡胶价格比较昂贵，因此氟橡胶层比较薄，厚度约为0.2～0.7 mm。这种结构燃油胶管已成为国外的主流产品。我国也已开发出这种氟橡胶为内层的胶管，并在桑塔纳、奥迪、捷达、富康等型号的轿车上使用。在技术含量较高的汽车发动机、变速箱、汽门油封方面，所选用的材料主要是氟橡胶、氢化丁腈橡胶等。氟橡胶和硅橡胶复合油封已成为常用的发动机曲轴油封。装卸车液压系统和大型装卸车液压系统连续工作时间长，油温及机件温度上升很快，普通橡胶不能满足其工作要求，而氟橡胶制品凭其优良的耐温性能，能满足各种苛刻的技术要求。伴随着汽车工业对性、性等要求的不断提升，氟橡胶在汽车行业中的需求量也呈现出迅速增长趋势。除汽车工业应用以外，氟橡胶密封件被应用在钻井机械、炼油设备、天然气以及电厂脱硫装置上，可以同时承受高温、高压、油类和强腐蚀介质等苛刻条件；在化工生产中氟橡胶密封件被用在泵、设备容器之中，用于密封无机酸、有机物等化学物质。在石油和化学工业中氟橡胶密封产品用于机械密封、泵、反应器、搅拌器、压缩机外壳、阀、各类仪表和其它设备上，如通常用作阀座、阀杆的填料，隔膜和垫片。氟橡胶更是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端科学技术不可缺少的高性能材料之一，近些年在航空和航天领域中，氟橡胶新产品不断地开发出来。

　　2· 氟橡胶的主要性能

　　氟橡胶具有的性能，其硫化胶各项性能分别叙述如下。

　　（1）耐腐蚀性性能:氟橡胶具有的耐腐蚀性能。一般说来它对有机液体（燃料油、溶剂、液压介质等）、浓酸（硝酸、硫酸、盐酸）、高浓度过氧化氢和其他强氧化剂作用的稳定性方面，均优于其他各种橡胶。

　　（2）耐溶胀性能:氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前弹性体中耐介质性能好的一种。26 型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23 型氟胶的介质性能与26 型相似，且更有之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26 型好，在室温下98%的HNO3中浸渍27 天它的体积膨胀仅为13%～15%。

　　（3）耐热和耐高温性能:在耐老化方面氟橡胶可以和硅橡胶相媲美，优于其他橡胶。26 型氟橡胶可在250 ℃下长期工作，在300 ℃下短期工作，23 型氟橡胶经200 ℃×1 000 h 老化后仍具有较高的，也能承受250 ℃短期高温的作用。四丙氟橡胶的热分解温度在400 ℃以上，能在230 ℃下长期工作。氟橡胶在不同温度下性能变化大于硅橡胶和通用的丁基橡胶，其拉伸强度和硬度均随温度的升高而明显下降，其中拉伸强度的变化特点是:在150 ℃以下，随温度的升高而迅速降低，在150～260 ℃之间，则随温度的升高而下降较慢。

　　氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中好的。26-41 氟胶在250 ℃下可长期使用，300 ℃下短期使用；246 氟胶耐热比26-41 还好。在300 ℃×100 h 空气热老化后的26-41 的物性与300 ℃×100 h 热空气老化后246 型的性能相当，其扯断伸长率可保持在100%左右，硬度90～95 度。246 型在350 ℃热空气老化16 h之后保持良好弹性，在400 ℃热空气老化110 min之后保持良好弹性，在400 ℃热空气老化110 min之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1 ／2～1 ／3，强度下降1 ／2 左右，仍保持良好的弹性。23-11 型氟胶可以在200 ℃下长期使用，250 ℃下短期使用。

　　（4）耐低温性能:氟橡胶的低温性能不好，这是由于其本身的化学结构所致，如23-11 型的Tg ＞0 ℃。实际使用的氟橡胶低温性能通常用脆性温度及压缩耐寒系数来表示。胶料的配方以及产品的形状（如厚度）对脆性温度影响都比较大，如配方中填料量增加则脆性温度敏感地变坏，制品的厚度增加，脆性混同度也敏感地变坏。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。当用作密封件时，往往会出现低温密封渗漏问题。其脆性温度随试样厚度而变化。例如26 型氟橡胶在厚度为1.87 mm时，其脆性温度是-45 ℃，厚度为0.63 mm 时是-53 ℃，厚度为0.25 mm 时是-69 ℃。它的标准试样26 型氟橡胶的脆性温度是-25～-30 ℃，246 型氟橡胶的脆性温度为-30～－40 ℃，23 型氟橡胶的脆性温度为-45～－60 ℃。

　　（5）耐过热水与蒸汽的性能:氟橡胶对热水作用的稳定性不仅取决于本体材料，而且决定于胶料的配合。对氟橡胶来说，这种性能主要取决于它的硫化体系。过氧化物硫化体系比胺类、双酚AF 类硫化体系为佳。26 型氟橡胶采用胺类硫化体系的胶料性能较一般合成橡胶如乙丙橡胶、丁基橡胶还差。

　　（6）压缩永久变形性能:氟橡胶用于高温下的密封中压缩变形是它的关键性能。维通型氟橡胶所以得到其广泛的应用是与它的压缩变形的改进分不开的。它是作为密封制品控制的一个重要性能。26 型氟橡胶的压缩永久变形性能较其他氟橡胶都好，这是它之所以获得广泛应用的原因之一。在200～300 ℃的温度范围内其压缩永久变形显得很大。但在20 世纪70 年代美国DuPont 公司对其进行了改进，发展了一种低压缩永久变形胶料（Viton E-60C），它是从生胶品种（Viton A 改进为Viton E－60）和硫化体系选择上（从胺类硫化改进为双酚AF 硫化）进行改进的，这就使氟橡胶在200 ℃高温下长期密封时的压缩永久变形性较好，氟橡胶在149 ℃长期存放的条件下，其密封保持率在各类橡胶中处于领先的。

　　（7）耐气候老化和耐臭氧性能:氟橡胶具有好的耐天候老化性，耐臭氧性能。据报道，DuPont 开发的VitonA 在自然存放10 年之后性能仍然令人满意，在臭氧体积分数为0.01%的空气中经45 天作用没有明显龟裂。23 型氟橡胶的耐天候老化、耐臭氧性能也好。

　　（8）机械性能:氟橡胶一般具有较高的拉伸强度和硬度，但弹性较差。26 型氟橡胶一般配合的在10～20 MPa 之间，扯断伸长率在150～350%之间，抗撕裂强度在3～4 kN ／m 之间。23 型氟橡胶在15.0～25 MPa 之间，伸长率在200%～600%，抗撕裂强度在2～7 MPa 之间。一般地，氟橡胶在高温下的压缩永久变形大，但是如果以相同条件比较，如从150 ℃下的同等时间的压缩永久变形来看，丁和氯丁橡胶均比26 型氟胶要大，26 型氟橡胶在200 ℃×24 h 下的压缩变形相当于丁橡胶在150 ℃×24 h 的压缩变形。

　　（9）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35 000 倍。26 型氟橡胶的电缘性能不是太好，只适于低频，低电压场合应用。温度对其电性能影响很大，即随温度升高，缘电阻明显下降，因此，氟橡胶不能作为高温下使用的缘材。填料种类和用量对电性能影响较大，沉淀碳酸钙赋予硫化胶较高的电性能，其他填料则稍差，填料的用量增加，电性能则随之下降。

　　（10）耐高真空性能:氟橡胶具有佳的耐真空性能。这是由于氟橡胶在高温、高真空条件下具有较小的放气率和小的气体挥发量。26 型、246 型氟橡胶能够应用于133×l0-9～133×10-10 Pa 的超高真空场合，是宇宙飞行器中的重要橡胶材料。氟橡胶的气透性是橡胶中较低的，与丁基橡胶、丁腈橡胶相近。填料的加入能使硫化胶的气透性变小，其中硫酸钡的效果较中粒子热裂法炭黑（MT）显著。氟橡胶的气透性随温度升高而增大，气体在氟橡胶中的溶解度较大，但扩散速度则很小，这有利于在真空条件下应用。氟橡胶对气体的溶解度比较大，但扩散速度却比较小，所以总体表现出来的透气性也小。据报道，26 型氟橡胶在30 ℃下对于氧、氮、氦、二氧化碳气体的透气性和丁基橡胶、丁橡胶相当，比氯丁胶、天然橡胶要好。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。

　　（11）耐燃性能:橡胶的耐燃性取决于分子结构中卤素的含量。卤素含量愈多，耐燃性愈好。氟橡胶与火焰接触能够燃烧，但离开火焰后就自动熄灭，所以氟橡胶属于自熄型橡胶。

　　（12）耐辐射性能:氟橡胶是属于耐中等剂量辐射的材料。高能射线的辐射作用能引起氟橡胶产生裂解和结构化。氟橡胶的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种，26 型橡胶辐射作用后表现为交联效应，23 型氟橡胶则表现为裂解效应。246 型氟橡胶在空气中常温辐射在5×107 仑的剂量下性能剧烈变化，在1×107 仑条件下硬度增加1～3，强度下降20%以下，伸长率下降30%～50%。所以，一般认为246 型氟橡胶可以耐1×107 仑，限为5×107 仑。

　　3· 氟橡胶的加工技术

　　高分子合成材料的氟橡胶合成技术并不是难的，关键之处在于氟橡胶的改性和加工技术。随着科技发展，国内外开发多种类型的氟橡胶，主要是通过改变聚合单体来实现氟橡胶的不同组成和性能。除单体组成外，加工过程中的硫化体系是决定氟橡胶物理性能的关键因素之一。目前已开发出的硫化体系有3 种:分子中含有2 个氨基的二胺化合物、含有2 个羟基的多元醇化合物、过氧化物及多官能化合物。其中，使用为广泛的是多元醇硫化体系，所使用的多元醇只限于双酚AF。与传统的二胺硫化体系相比，多元醇体系具有压缩永久变形小和抗焦烧性高两大优点。过氧化物硫化体系中的交联点含有更稳定的C—C键，因此其硫化胶的耐化学品的腐蚀性能更加。此外，含有醚的单体耐寒级氟橡胶，由于要从偏氟乙烯键上脱除氟化氢，所以采用过氧化物来进行硫化。

　　（1）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。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，主要是穆尼粘度较高，影响胶料加工流动性。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 号、3 号硫化剂）硫化氟橡胶，可以解决一般产品的要求；采用2 号硫化剂，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）吸酸剂也称为稳定剂，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）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、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，加入碳纤维的成本高，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。它的加入量一般只有1～2 份。

　　硫化剂加入量及其作用因为硫化体系、氟橡胶类型不同而有所不同，目前国内外主要采用多元醇硫化体系。增塑剂，国内通常使用硬脂酸盐或低相对分子质量氟橡胶。当胶料用量大，自动化程度高的挤出或注塑模压过程中，容易发生焦烧，同时需添加一定量的防焦剂。通常选用对硝基苯酚、对硝基苯甲酸、邻羟基苯甲酸和防焦剂NA。促进剂，使用多元醇硫化体系要求促进剂既要在混炼和加工阶段有较好的焦烧性能，又要具有较快的硫化速率。

　　（6）改性。尽管氟橡胶具有许多的性能，但也存在模压流动性差、易压缩变形、生胶加工工艺性能和硫化胶的物理性能不好等不足。为了解决氟橡胶的流动性，可以采用高相对分子质量和低相对分子质量氟橡胶合用，也可通过工艺调整，生产出宽相对分子质量分布的氟橡胶。为解决氟橡胶的压缩永久变形性能，可通过添加硫化的交联剂、促进剂和耐热助剂的方法使氟橡胶获得低的压缩永久变形性，从而解决并提高氟橡胶的物理机械性能。另外，还有采取添加无机填料的方式来对氟橡胶进行改性。

　　丙烯酸酯橡胶是氟橡胶或丙烯酸酯橡胶与丙烯酸酯塑料共混形成的新型热塑性弹性体。丙烯酸酯橡胶主要用于汽车工业而被称之为“汽车胶”。氟橡胶也主要应用于汽车。因此将氟橡胶与价格相对较低的丙烯酸酯橡胶共混，可以在性能不下降的前提下显著降低生产成本。含环氧化物硫化点的丙烯酸酯橡胶通过偶－偶相互作用，与氟橡胶形成可混溶的共混胶，从而改善了共混胶的力学性能。

　　4· 应用实例

　　4.1 耐油FKM 混合料

　　氟橡胶材料密封件适用于要求高热温和高化学稳定性的环境。针对高添加剂、润滑剂等环境，MOK 研制出了的FKM 混合物。在选择密封件适用材料时，除考虑密封件所处温度范围外，还需考虑与之接触的液体或气体性质。弹性体的膨胀或收缩以及化学稳定性都是影响密封件稳定性的重要因素。

　　这些材料可以耐受高达200 ℃的温度，取决于聚合物结构和交联作用系统。二胺、双酚或过氧化物会产生交联作用。氟含量决定化学稳定性，氟含量越高，FKM 材料就越能够耐受高度侵蚀性的环境。

　　对于公共车辆和移动式机械，密封材料需要满足对温度和周围介质为苛刻的应用条件。由于高机油添加剂含量以及工作温度的日益升高，温度和化学稳定性的要求越来越严格。MOK 为动力应用研制的低温混合剂70FKM8086和70FKM2010122具有良好的膨胀特性、抗磨蚀度和缓冲性能。材料70FKM2010122 适用于生物柴油或低粘度润滑剂。发动机和驱动器的新一代长寿油可将使用寿命延长一千多小时。这类油液主要是矿物油，胺添加剂含量高。

　　4.2 耐碱FKM 材料

　　耐碱型FKM 材料用于轴和驱动器的标准FKM材料采用双酚交联共聚物或三聚物，会受到这些高添加剂油的化学损伤腐蚀。正是基于这一原因，耐碱型（BRE）FKM 材料面世了。这种材料在高添加剂油中具有高度稳定性。将材料75FKM2010128在150 ℃高温下与侵蚀性CastrolSAF XO 机油接触168 h 后，其机械特性只发生了轻微变化，而标准FKM 材料在同一条件下断裂点延长率降低50%以上，大大影响了密封件的功能性。新型高性能材料75FKM2010128 在侵蚀性长寿机油中试运行即使超过1 000 h，仍能保持良好的密封性。因此，新型BRE-FKM 材料在侵蚀性润滑剂中具有好的耐久性以及更长的使用寿命。MOK 生产多个FKM 材料系列，从标准型号到具有高耐化学性的改性混合材料，一直到适用于动力应用的低温弹性材料，以及优化后具有长寿耐磨特性的75FKM2010129 材料。

　　由于氟橡胶的技术性能，因而其应用领域不断拓展，制品类型越来越多，主要制品有胶布、胶带、胶管、薄膜和浸渍制品用氟橡胶制造各种胶管及复合胶管，用于输油管、耐高温和高压的液压胶管、空气导管和热液体导管以及各种密封材料。用氟橡胶制造胶膜作耐腐蚀介质的泵、阀中的隔膜，广泛用于的领域。用氟橡胶的浆料涂于玻璃纤维布、聚酯纤维布和其他纺织品上，可制成耐燃容器、耐高温垫片、不燃性胶布、防护衣及防护手套等。缘材料主要用作耐高温、耐油和耐压的电缆和电线护套。制造石棉纸的泊板氟橡胶可取代其他橡胶制造石棉纸泊板，具有耐高温和耐高压性能，还可用作物料管的法兰垫片，广泛应用于化工、轻工和机器制造等领域。

　　4.3 氟橡胶制品及应用

　　密封材料用氟橡胶可以制成多种用途的垫圈、阀门密封垫圈、○型密封圈、V 型密封圈、皮碗、油封和波纹连接管等。这些制品能耐200 ℃以上的温度，在各类油介质的环境下不变形。氟橡胶密封材料在国内主要应用于汽车和航空航天领域，目前国内汽车零部件用氟橡胶材料的主要制品有发动机的曲轴前油封、曲轴后油封、气门缸油封、发动机膜片、发动机缸套阻水圈、加油软管、燃油软管、机油滤清器单问阀、加油口盖○型环、变速箱及减速器的油封等等。氟橡胶、硅橡胶和丙烯酸酯橡胶及耐热弹性体成为未来汽车用橡胶材料的发展趋势和主流，许多汽车零部件采用性能更为的氟橡胶来替代传统的材料。

　　氟橡胶密封件用于汽车发动机的密封时，可在200 ℃～250 ℃下长期工作，工作寿命可与发动机返修寿命相同；用于化学工业时，可密封无机酸（如140 ℃下的67%的硫酸、70 ℃的浓盐酸，90 ℃下30%的硝酸），有机溶剂（如氯代烃、苯、高芳烃汽油）及其它有机物（如丁二烯、苯乙烯、丙烯、苯酚、275 ℃下的脂肪酸等）；用于深井采油时，可承受149 ℃和420 个大气压的苛刻工作条件；用于过热蒸汽密封件时，可在160～170 ℃的蒸汽介质中长期工作。在单晶硅的生产中，常用氟橡胶密封件以密封高温（300 ℃）下的介质—三氯氢硅、四氯化硅、砷化镓、三氯化磷、三氯乙烯以及120 ℃的盐酸等。

　　用氟橡胶制造的胶管适用于耐高温、耐油及耐特种介质场合。用氟橡胶制成的电线电缆屈挠性好，且有良好的缘性。氟橡胶制作的玻璃纤维胶布，能耐300 ℃的高温和耐化学腐蚀。芳纶布涂氟胶后，可以制作石油化工厂耐高温、耐酸碱类储罐间的连接伸缩管，可承受高压力、高温度和介质腐蚀，并对两罐的变形伸缩起缓冲减震连接作用。尼龙布涂氟胶后制成的胶布密封袋，作为炼油厂的内浮顶贮罐用软密封件，起到密封、减少油液面的挥发损失等作用。

　　23 型、四丙型氟橡胶主要用作耐酸、耐化学品的腐蚀性密封场合。羟基亚硝基氟橡胶主要用作防护制品和密封制品，以溶液形式作为不燃性涂料，应用于防火电子元件及纯氧中工作的部件。其溶液和液体橡胶可用喷涂、浇注等方法制造许多制品，如宇宙服、手套、管带、球等。也可用作玻璃、金属” 濑性体、织物的胶粘剂，制造海绵及接触火箭推进剂（N2O4）的垫圈、○型圈、胶囊、阀尹畴各类密封件等。G 型系列氟橡胶制作的密封件具有使用VitonA、B、E 等氟橡胶无法达到的耐高温蒸汽性、耐甲醇汽油或含高芳香烃汽油的性能；GLT 型氟橡胶、氯化磷橡胶、全氟醚橡胶等更具有宽广的使用温度范围，低温柔软性、弹性密封性等。全氟醚橡胶还具有突出的耐介质腐蚀性，在军工尖端技术中得到广泛应用。用氟橡胶制成的密封剂———腻子，耐燃料油性能突出，可在200 ℃左右的油中使用，被用作飞机整体油箱的密封材料。用氟橡胶制得的闭孔海绵，具有耐酸、耐油、宽广使用温度范围和良好的缘性，可用作火箭燃料、溶剂、液压油、润滑油及油膏的密封和火箭、导弹的减震材料，耐温达204 ℃，浸渍氟胶乳液的石棉纤维布，可制成石棉胶板，用于耐高温、耐燃烧和耐化学腐蚀性的场合。

　　5· 氟橡胶技术开发进程和发展趋势

　　自从氟橡胶问世以来，新产品开发层出不穷，目前新开发的氟橡胶品种很多，主要有聚烯烃类氟橡胶、亚硝基类氟橡胶、全氟醚橡胶和氟化磷腈橡胶等，并向高含氟、耐低温和耐碱方向发展。目前世界氟橡胶产量的60％以上用于汽车工业，氟橡胶正以优良的性能不断扩大应用领域。

　　5.1 新氟橡胶品种

　　目前，新开发的氟橡胶品种很多，主要有聚烯烃类氟橡胶、亚硝基类氟橡胶、全氟醚橡胶和氟化磷腈橡胶等，并向高含氟、耐低温和耐碱方向发展。近年来，开发的性能的品种主要有以下几种。

　　（1）全氟醚橡胶:是由全氟甲基乙烯基醚、四氟乙烯与全氟烯丙基醚三元共聚得到的一类弹性体，全氟醚橡胶在300 ℃的高温下也能保持橡胶的弹性特征；在耐化学性方面，一般氟化橡胶无法适用的醚类、胺基化合物、酮类、氧化剂、有机溶剂、燃料、酸、碱等环境中，全氟醚橡胶显示出其的稳定性，几乎对化学品都具有的耐受性。能耐除氟溶剂外的一切溶剂，接触过热蒸气的时间可长达1 年，在碱液中能使用3 000 h，能在260～290 ℃的温度下连续工作很长时间，是目前耐热性能好的橡胶。除了的耐化学性、耐热性，产品具有均质性，表面没有渗透、开裂和针孔等困扰。全氟醚橡胶密封零部件的长期功效，可以提高生产效益和减少维修费用，这些特征可以提高密封性能，延长运行周期，有效降低维护成本。

　　（2）偏氟乙烯系橡胶:偏氟乙烯在大于它的临界温度和临界压力时能发生高放热的聚合反应。偏氟乙烯树脂主要作为加工性能好的耐蚀材料，用于对防蚀有要求的装置、机器的防腐，有效地利用其物理和化学特性，作为装置零部件甚至整个工厂的工业材料，所做出的成绩遍及各个行业。因为其加工性能佳，以容易成型、熔接涂装、衬里获得好评。偏氟乙烯系橡胶耐热性能，耐候性、耐臭氧性、耐油性和耐化学性能均很好，主要用于苛刻条件下的○型密封圈、密封材料和垫片等工业用零件。

　　（3）聚氟代烷氧基磷腈弹性体（简称磷腈氟橡胶）:含氟量低（30％～40％），对许多化学介质有的耐受能力，可以在170 ℃温度下长期工作，并具有良好的物理机械性能和宽广的使用温度范围，的耐低温性能，温度可达-230 ℃，性能类似于硅橡胶和其他氟橡胶，但能弥补硅橡胶机械强度低和氟橡胶耐低温性能差的特点，其拉伸强度为7～14 MPa，较耐磨，是一种新型具有好低温挠性的耐溶剂聚合物。

　　（4）四丙氟橡胶:由四氟乙烯与丙烯共聚得到的弹性体。具有的耐高温（200 ℃以上）和耐油性能。四丙氟橡胶是四氟乙烯与丙烯通过乳液聚合生成的共聚物。四丙氟橡胶可在200 ℃下连续使用，高使用温度可达230 ℃。四丙氟橡胶在200 ℃下连续使用寿命可达2 年。它具有耐高温和耐腐蚀性能，使用寿命较长，主要用于制造各种密封制品，如轴封、密封圈、○型密封圈，隔膜和防腐蚀衬里。

　　（5）不需硫化的氟化橡胶:具有氟橡胶的弹性和氟树脂优良的耐介质性能，在加热的情况下，与塑料加工工艺相同，可进行熔融、挤出、注射及模压加工，加工十分方便。高含氟橡胶适用于钢铁加工业用的耐溶剂洗涤辊、化工的挠性管接头、热交换器的密封材料、○型密封圈和燃料电池密封件等。G-555 适用于汽车燃料管、排气管，也可挤出成胶绳、胶条或胶片硫化后再进行裁断、粘接成大型○形密封圈及衬垫。

　　（6）高纯氟橡胶:污染小，主要用于液晶半导体制造。普通级产品耐磨性能，低磨擦产品具有较好的耐磨擦性能，具有的纯度和耐等离子性能。液体氟弹性体由日本的信越公司开发，品牌主要有两类，可在150 ℃下加工，具有优良的耐油、耐溶剂和耐低温性能（在-40 ℃下仍有弹性）。

　　5.2 氟橡胶技术开发趋势

　　大限度提高单体纯度是提高聚合物性能的重要手段。通过采用新工艺技术，偏氟乙烯、全氟丙烯和四氟乙烯单体纯度得到大提高。为改善氟橡胶的耐低温性、耐介质以及和加工性能，采用含全氟烷基烯醚、硅氧烷、亚硝基、含溴氟醚等改性基团的单体，开发出多种新型聚合单体，从而制得多种高性能特种氟橡胶产品。

　　氟橡胶生产技术发展趋势为改进间歇单釜聚合为连续双釜聚合，产量大，工艺和产品质量稳定。采用的相对分子质量分布控制技术，改变多年来的较宽相对分子质量分布为双峰分布；控制相对分子质量大小，降低生胶穆尼粘度值，满足挤出加工和复杂制件的浇铸成型的需要。近年来，杜邦和苏威公司开发了由可控聚合反应代替了常规的随机官能团共聚反应的新聚合工艺。

　　根据工艺类型，可控性聚合反应用来改进和控制聚合物结构，从而取代通过常规官能团聚合反应生成的共聚物。

　　国外大多数商用氟橡胶的供应采用预混胶形式，采用双酚硫化体系可降低制品的压缩永久变形。过氧化物硫化体系可以提高制品的耐油、耐水蒸汽性能。生产用过氧化硫化的氟橡胶时，可在聚合物主链上加入一种带硫化点的单体，改善其加工性能，以达到的要求。针对氟橡胶工艺复杂，技术难度大的特点，各生产厂商竞相提高装备自动化水平，采用现代检测技术，实现单体制备、聚合生产和炼胶等工艺参数的微机控制，做到密闭化、连续化，产品质量优良。

　　在实际应用中，针对苛刻的环境，开发了耐高低温性能范围更宽的、耐热水（水蒸汽）、耐含醇燃料、耐化学品性好的氟橡胶新品种，满足了工况的需要。氟橡胶发展至今已经形成系列多品种的特种橡胶。目前新型高性能的氟橡胶产品仍不断被开发出来。

　　6 ·结束语

　　中国氟橡胶企业不能继续走简单扩产而不重视提高产品技术含量和品质的老路。大力发展氟橡胶产业关系到国计民生、国家，提高氟橡胶的自给能力已是当务之急。

　　中国企业作为技术跟随者，在引进生产线和生产技术的基础上，应当做好消化吸收工作，积进行专利回输；分析外国公司的专利布状况，充分利用其无权专利和无效专利，避开其有效专利的技术封锁；借鉴国外企业的专利布经验，在自己的优势领域或者对方的弱势领域及技术空白点上构建结构合理的专利群，形成具有自身特的专利组合，运用专利策略保护自己的市场利益。

　　我国氟橡胶合成技术领域的研发实力和技术水平与美国、日本、欧洲的企业相比差距较大，存在较大的上升和提高空间，因此应重点扶持企业在部分技术上形成突破。国内氟橡胶生产企业应在提高生产技术水平和产品质量与应用上下功夫，加大特种单体、合成技术工艺、硫化工艺、硫化体系、产品形态开发的力度，加快开发耐低温氟橡胶、耐高温氟橡胶、宽温域氟橡胶等新的氟橡胶品种，提升综合竞争力。

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　　Huhoco希科SI Coatings热硫化胶粘剂 （德国）

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　　百年德企HUHOCO GROUP成立于1927年，致力于工业制造、新材料研发等行业，在欧美亚建立20余个研发和生产基地，为制造业客户提供跨行业系统解决方案。

　　集团旗下SIC GmbH是欧洲家涂料胶粘剂研发和生产厂家，产品涵盖各类橡胶与金属基材热硫化胶粘剂、塑料与金属基材胶粘剂、塑料与玻璃陶瓷碳纤维基材胶粘剂。公司的产品和技术广泛应用在汽车制造、工业生产、建筑桥梁减震、航空航天、电子制造、过程工业等众多领域。

　　SIC GmbH产品，符合欧洲严苛的要求。

　　橡胶与金属基材热硫化胶粘剂

　　产品名称                涂布方式       使用说明

　　SIC 05 底涂/单涂  普通橡胶的底涂，适用于NBR单涂使用

　　SIC 16  面涂  通用型面涂，适合大多数橡胶

　　SIC 17  面涂

　　针对性较高的较难粘接的橡胶如三元乙丙橡胶（EPDM）

　　以及 氯 硫化聚乙烯橡胶（CSM）

　　以及苯乙烯-丁 二烯橡胶（SBR）等橡胶，

　　具有 好的油与溶剂抗性

　　SIC 05  底涂/单涂 丁腈橡胶（NBR）和氢化丁腈橡胶（HNBR）的单涂，

　　SIC 17 与 SIC 05 的组合适合EPDM的硫化粘接

　　SIC 34  单涂 腈化橡胶和氯化橡胶如丙烯酸橡胶（AEM），

　　氯丁橡胶（CR），氯醇橡胶（ECO）

　　以及某些天然橡胶（NR）粘接金属基材的

　　的低温硫化型

　　SIC 15  面涂 针对大多数橡胶低温硫化型面涂，

　　适用于80-90度的硫化条件

　　SIC 01  底涂/单涂 抗温性底涂，亦可作为丁腈橡胶（NBR）

　　和氢化丁腈橡胶（HNBR）的单涂

　　SIC 22  单涂 针对氟橡胶

　　SIC 28  单涂  针对硅橡胶

　　SIC 29  单涂  针对氟硅橡胶

　　SIC 18  单涂

　　天然橡胶（NR）,异戊二烯橡胶（IR）,丁二烯橡胶（BR）,

　　苯乙烯 -丁 二烯橡胶（SBR）,氯乙烯橡胶（ CR）,

　　丙烯晴-丁二烯橡胶（NBR）,异丁烷-异戊二橡胶 烯（IIR）

　　和 氯 硫化聚乙烯橡胶（CSM） 等橡胶

　　SIC  116613  单涂

　　针对性较高的较难粘接的橡胶如三元乙丙橡胶（EPDM）、

　　氯 硫化聚乙烯橡胶（CSM）以及

　　苯乙烯-丁 二烯橡胶（SBR）等橡胶

　　与金属和很多塑料 基材的粘接涂层。

　　塑料与金属基材胶粘剂

　　产品名称           涂布方式          使用说明

　　SIG 2169  单涂  针对各种聚氯乙烯（PVC）

　　SIC 3192  单涂  针对聚丙烯（PP）射出成形等工艺

　　SIC 3161 单涂 针对热塑性聚氨酯（TPU）和聚氨酯（PU）树脂、CPU

　　SIC 78 底涂

　　可配合 SIC 2169、3192、

　　3161使用的底涂，

　　在对防腐有要求的情况下使用

　　SIC 3125  单涂

　　针对聚酰胺（PA）及其玻璃纤维加强树脂（PA+GF），

　　也可用于聚丙烯玻璃纤维加强树脂 （PP+GF）、

　　聚對苯二甲酸丁二酯 （PBT）以及

　　丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物玻璃纤维加强树脂（ABS+GF）

　　SIC  75  底涂  配合SIC 3125使用的底涂，

　　尤其在基材对防腐要求较高时推荐使用

　　SIC 3599  面涂  针对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 （ABS）

　　SIC 80 底涂 配合 SIC 3599使用的底涂，

　　与金属基材有强的附着力，并且起到防腐的效果。

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　　2. 氟橡胶的主要性能

　　（1）常态下的力学性能

　　26型氟橡胶一般的配合强度10-20Mpa；伸长率150-300%；撕裂强度在20-40KN/m之间，但是它的弹性较差。

　　氟橡胶的摩擦系数（0.8），较丁腈橡胶的摩擦系数（0.9~1.5）小。

　　（2）耐高温性能

　　氟橡胶和硅橡胶的耐高温性能，是目前现有橡胶中好的。F26-41氟橡胶在200~250℃下可长期工作，在300℃也可短期工作（见表1），F246的耐热性能比F26好一点。

　　表1.氟橡胶的耐热性

　　试验温度℃ 时间（小时）

　　204℃ 10000小时以上

　　232℃ 3000小时

　　260℃ 1000小时

　　288℃240小时

　　316℃ 48小时

　　在耐老化方面，氟橡胶和硅橡胶优于其它品种的橡胶（见表2）

　　表.2各种橡胶的耐热老化性*

　　橡胶种类具有工作能力的限温度℃

　　氟 橡 胶320℃

　　硅 橡 胶320℃

　　丁腈橡胶180℃

　　天然橡胶130℃

　　*橡胶在该浓度下，经过24~26小时老化后，拉伸强度≥7MPa；伸长率≥100%的称为具有工作能力。

　　氟橡胶拉伸强度和硬度随温度升高而明显下降。拉伸强度和硬度的变化特点是:在150℃以下，随温度升高而迅速降低；在150～260℃之间，随温度升高下降缓慢（见表3）。

　　表3.氟橡胶在不同温度下的性能变化

　　性能 24℃ 150℃204℃

　　拉伸强度 Mpa 16. 83. 42.0

　　伸长率 100% 3301 2080

　　硬度 （邵氏Ａ）75 65 63

　　基于以上情况，在高温条件下使用的氟橡胶密封件，应避免非装配应力的作用，以免造成高温下早期损坏。

　　（3）耐腐蚀性能

　　氟橡胶具有的耐腐蚀性能。它对有机液体、不同燃料油和润滑油的稳定性。对大部分无机酸、碳氢化合物、苯和甲苯有良好的抗蚀性。仅仅不耐低分子的酯、醚、酮以及部分胺类化合物。

　　（4）耐热水和过热蒸汽的性能

　　橡胶对热水作用的稳定性，不仅取决于本体材料，而且决定于胶料的配合。对氟橡胶来说，过氧化物硫化的氟橡胶优于胺类和酚类硫化体系的胶料。应该说，氟橡胶的耐热水和过热蒸汽性能一般，它不如乙丙橡胶，在180℃×24h的过热水浸泡后体积变化不超过10%，物理性能没有太大的变化。

　　（5）压缩永久变形性能

　　氟橡胶用于高温下的密封中，压缩变形是它的关键性能。维通型氟橡胶所以得到其广泛的应用，是与它的压缩变形的改进分不开的。美国杜邦公司从60～７0年代致力于提高氟橡胶压缩变形的抗耐性，并取得显著的效果。表4是杜邦公司氟橡胶压缩变形的改进。

　　表4. 杜邦公司氟橡胶压缩变形的改进

　　年度 204℃×70h

　　1964 >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。

　　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。

　　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。

　　氟橡胶的主要成分为氟化聚合物，它是一种由氟乙烯和其他单体聚合而成的合成高分子材料。氟橡胶的主要聚合物有三种:乙烯-氟乙烯共聚物（FKM）、四氟乙烯-异氰酸酯共聚物（FFKM）和乙烯-氟-丙烯三元共聚物（FEPM）。其中，FKM是常用的氟橡胶。它具有出的热稳定性、耐油性和耐化学性，是耐高温、耐腐蚀和抗化学品的材料。

　　1. 耐高温性能好

　　氟橡胶具有良好的耐高温性能，一般能够在-20℃~200℃温度范围内使用。在高温下，氟橡胶的弹性模量和硬度不会大幅度变化，且不会软化，熔化或分解，因此在高温环境下多用于密封材料。

　　2. 耐腐蚀性能

　　氟橡胶的化学惰性强，表现出良好的抗溶液、抗氧化和抗酸碱等化学性能。它能够耐受酸性和碱性环境，能够抵抗有机和无机化学物质的侵蚀，表现出耐腐蚀的特性。因此，在化工、石油等领域中得到广泛应用。

　　3. 抗化学品性能

　　氟橡胶的分子链中引入了氟原子，使其分子链的惰性变得更强。它能够抵抗氧化性和还原性的化学物质，如酸、碱、溶剂等，表现出良好的抗化学品性能。

　　氟橡胶的主要成分为氟化聚合物，具有出的耐高温、耐腐蚀、抗化学品等特性，为了地发挥氟橡胶的特性，需要根据具体应用需求选择不同种类的氟橡胶材料