仙桃氟橡胶包金属粘合剂厂家

　　不同配方体系的性能差异

　　市售氟橡胶热硫化胶水主要分为双组分和单组分两大体系。双组分（如酚醛树脂/氟橡胶共混型）通常具有更高的最终强度（剥离力可达6-8kN/m），但操作窗口较短（30-40分钟）；单组分（如氟硅改性型）施工简便但需严格控温。特殊配方包括导电型（添加银粉，体积电阻率<0.1Ω·cm）、阻燃型（氧指数>30）等。近年发展的纳米改性胶水通过添加SiO2或碳纳米管，可使耐温性提升20-30℃，蠕变率降低50%以上，但成本相应增加2-3倍。

　　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

　　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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　　1 氟橡胶的主要性能

　　①物理性能: 氟橡胶具有较好的力学性能, 有较好的拉伸强度和硬度, 但常态下的弹性较差。

　　②耐热性: 氟橡胶有很好的耐热性, 26型氟橡胶可在250℃下长期工作, 在300 ℃可短期工作。

　　氟橡胶性能随温度的变化大于硅橡胶, 其拉伸强度和硬度均随温度升高而明显下降, 至250~ 260℃时,下降趋势减缓。

　　⑧耐腐蚀性能: 氟橡胶有很高的化学稳定性, 是弹性体中耐介质的一种;它对有机液体各种烃类有良好的抗耐性, 仅仅不耐低分子的酯、醚、酮及部分胺类化合物。

　　④耐过热水、蒸汽的性能: 过氧化物硫化的氟胶优于胺类、酚类化合物硫化的氟橡胶。

　　⑤抗压缩变形性能: 据统计, 50%以上的氟橡胶用于密封制品,压缩变形是一个主要性能。美国杜邦公司一直致力于改进压缩变形性能, 其产品204℃ ×70h压缩变形在1964年时大于80% , 至1973年已有大幅度的降低达13%。

　　⑥耐寒性能: 26型氟橡胶的耐寒性能较差,其保持弹性的限温度为- 15~ -20℃。美国杜邦公司开发的VitonGLT, 其低温性能得到很好的改进, 可适用于- 54℃下的密封,是阿拉斯加油田用的低温密封材料。特定的温下的密封, 有时也用氟橡胶。

　　⑦气透性与真空性能: 氟橡胶有很低的透气性, 在高温、高真空条件下,具有小的气 体挥发量( 失重) , 因此, 它的耐高真空性能好。

　　⑧耐侯、耐臭氧性能: 氟橡胶对日光、臭氧和天候老化十分稳定。硫化胶经过10 年的自然老化, 还保持很好的性能。

　　⑨耐燃性能: 氟橡胶与火接触能燃烧, 但离开火后即熄灭, 它属于自熄橡胶。氟橡胶的氧指数为61~ 64。

　　2 氟橡胶的配合和加工要点

　　氟橡胶的加工配方比较简单, 主要由生胶、吸酸剂、硫化剂、补强剂组成。

　　2.1生胶

　　国外生胶品种多,门尼粘度适中, 供选择的余地大。国内在这方面的差距较大。

　　2.2 吸酸剂( 稳定剂)

　　一般多用氧化物、氢氧化物, 其用量在5-10 份。加入品种根据胶料性能要求而定。加入氧化镁可得到耐热性好的胶料;加入氧化铅可得到耐水和耐酸性好的胶料;加入氧化锌和二盐基亚磷酸铅, 可得到流动性好的胶料, 其耐水性能好;加入氧化钙, 可得到低压缩变形的胶料;在酚类硫化体系中, 加入氢氧化钙和活性氧化镁, 可得到低压缩变形的胶料。

　　2.3 硫化剂

　　①胺类硫化剂: 国内多用3# 硫化剂,它易分散, 工艺性能较好,耐热性尚可,压缩变形较大, 胶料贮存期较短。国外已不采用此系统。

　　②酚类硫化剂: 胶料稳定性好, 工艺性能特好,硫化胶不抽边, 而且压缩变形很小, 是氟橡胶理想的硫化剂。

　　⑧过氧化物硫化剂: 采用DCP+ TAIC硫化, 具有较好的工艺性能, 可得到高强度的胶料。其耐腐蚀性好, 但压缩变形大。

　　2.4 补强填充体系

　　氟橡胶属于自补强橡胶, 补强填充剂主要是用于改进工艺性能、降低成本和提高硬度、耐热性和压缩变形性能等。下面列举一些补强填充剂的性能。

　　①N990炭黑和喷雾炭黑

　　N990 炭黑是氟橡胶理想的补强填充剂,它具有较大的填充量。一般可加入25~30 份,情况可加入60 份。可得到较好的综合性能, 压缩变形小, 而且可降低成本。喷雾炭黑是国内惯用的补强填充剂。加入量一般不高于20 份, 它的硫化胶的硬度偏高,而且压缩变形大, 工艺性能差。

　　②其他填料

　　白炭黑: 氟橡胶加入白炭黑, 工艺性能差, 硫化胶的耐热和压缩变形性能差。

　　无机填料: 氧化钙可加入20~35份,其耐热性能好于炭黑和其他填料,碳酸钙可获得好的缘性,硫酸钡可获得低的压缩变形, 用量为20~40份。

　　碳纤维和硅酸镁纤维( 针状滑石粉) 均能提高氟橡胶的强度和耐热性能。碳纤维可提高硫化胶的导热性。

　　2.5加工助剂

　　氟蜡、低分子聚乙烯、SL- 1加工助剂可保持稳定的脱模效果。美国耀星公司的WS280 是氟橡胶加工助剂。它在高温时的挥发性低, 可提供良好的脱辊性, 胶料流动性好, 而且减少模具污染。经我们试用,效果很好。

　　2.6金属粘合剂

　　试验表明, 白的氟胶料比黑胶易与金属粘合;酚类硫化的氟胶比胺类硫化胶易与金属粘合。

　　过去惯用开姆洛克的CH- 607 作为粘合剂,近两年来, 我们采用CH- 5150,使用效果很好, 比CH- 607 稳定、。

　　3#硫化剂的氟胶料, 我们用过上海华明橡塑制品厂配制的粘合剂, 其粘合强度都大于5MPa。

　　2.7胶浆的配制

　　氟橡胶胶料可溶解于乙酸乙酯和丙酮等溶剂。一般氟胶胶浆的配制如下: 混炼胶:溶剂=1:4。

　　2.8关于混炼工艺

　　氟橡胶的导热性差, 混炼生热大, 容易导致粘辊或焦烧。为此, 要强化冷却,并适当减少混炼装胶容量( 减少30%左右)如14 英寸炼胶机的容量为5~ 8kg。

　　加料顺序: 生胶上辊→加工助剂→吸酸剂→补强填充剂→硫化剂。

　　要注意的是硫黄不能混入氟胶胶料,即使是0.2 感量也会对胶料硫化产生严重的影响。

　　另外, 混炼胶不能接触水,少量的水能使氟胶胶料产生焦烧, 这是应该严格控制的。

　　下表是氟橡胶配方举例。分别列出国产氟胶、日本大金公司和美国3M公司氟胶的配方组成。

　　3结论

　　氟橡胶经40多年的开发应用,已经成为重要的耐热、耐介质弹性材料。26型氟橡胶制的0形图在200 ℃可连续工作10000小时以上, 在230℃下可工作3000小时, 在260℃下可工作1000小时。它是一种耐高温、长寿命的橡胶产品, 已在各领域广泛应用, 得到各方面的。

　　目前, 我国氟橡胶无论在产量和质量上,和国外尚有较大差距。例如, 上海3F公司的26B氟橡胶在100℃,ML1+5门尼粘度为100-140, 而日本大金公司G751氟胶在100℃,ML1+5门尼粘度为52, 其加工性能和弹性都较好。从物理性能看, 大金公司产品的力学性能和老化性能均优于我国3F公司。但3F公司的氟橡胶采用酚类硫化体系和N990炭黑之后, 性能也保持在较高的水平上, 同时国产氟橡胶一直以它的价格优势吸引着国内外的广大用户。

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　　弹性体

　　单涂

　　双涂

　　天然胶 NR

　　丁苯胶 SBR

　　OSN-2EF

　　2000

　　P-11EF+520P-EF/538/516/511EF

　　丁基胶 IIR

　　溴化丁基，氯化丁基

　　2000

　　P-11EF+516/511T

　　异戊橡胶 IR

　　OSN-2EF

　　2000

　　P-6-EF+OSN-2EF

　　P-11EF+520P-EF

　　氯丁橡胶 CR

　　OSN-2EF

　　2000

　　P-11EF+2000-TEF/538

　　P-11EF+520P-EF

　　氯磺化聚乙烯 CSM

　　P-11EF+511-EF

　　丁晴胶 NBR

　　XNBR

　　HNBR

　　P-11EF

　　715

　　2000

　　2000

　　P-11EF+520P-EF

　　P-6-EF+516

　　P-6-EF+511EF

　　三元乙丙胶 EPDM

　　2000

　　P-11EF+516EF/2000

　　P-6-EF+814-2

　　丙烯酸橡胶 ACM

　　715

　　P-6-EF+OSN-2EF/2000

　　P-11EF+520P-EF/2000

　　聚氨酯 PU

　　TPU

　　422，406

　　403/404

　　氟橡胶 FKM

　　300/301,3290-1

　　硅橡胶 VMQ

　　注射

　　304

　　305

　　氯醇橡胶 ECO

　　CO

　　715

　　OSN-2EF

　　P-6-EF+715 /P-11EF+516

　　三元乙丙胶植绒

　　3423

　　98

　　后硫化 EPDM，

　　IIR，NR

　　814-2

　　OSN-2EF，511EF

　　P-6-EF+814-2

　　P-6-EF+OSN-2EF