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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。
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氟橡胶分析 氟橡胶成分分析
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2012-07-26 16:39 星期四
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氟橡胶一般指未硫化的橡胶胶料，东标检测中心作为的第三方检测机构，能针对氟
氟橡胶一般指未硫化的橡胶胶料，东标检测中心作为的第三方检测机构，能针对氟
橡胶进行多方面的检测，并能出具权威检测报告。
橡胶进行多方面的检测，并能出具权威检测报告。
主要检测项 目:挥发份 灰分 拉伸强度 定伸强度
主要检测项 目:挥发份 灰分 拉伸强度 定伸强度
生产参数检测:门尼粘度 热稳定性 剪切稳定性 硫化曲线 门尼焦烧时间
生产参数检测:门尼粘度 热稳定性 剪切稳定性 硫化曲线 门尼焦烧时间
主要性能特点:
主要性能特点:
化学稳定性佳: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
化学稳定性佳: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、
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。
磷酸类液压油。
耐高温性: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。
耐高温性: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。
耐老化性能好:氟橡胶具有好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。
耐老化性能好:氟橡胶具有好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。
真空性能佳:26 型氟橡胶具有好的真空性能。246 氟橡胶基本配方的硫化胶真空
真空性能佳:26 型氟橡胶具有好的真空性能。246 氟橡胶基本配方的硫化胶真空
放气率仅为 37×10-6 乇升/秒．厘米 2。246 型氟橡胶已成功应用在 10-9 乇的真空条件下。
放气率仅为 37×10-6 乇升/秒．厘米 2。246 型氟橡胶已成功应用在 10-9 乇的真空条件下。
机械性能优良
机械性能优良
电性能较好:23 型氟橡胶的电性能较好，吸湿性比其他弹性体低，可作为较好的电
电性能较好:23 型氟橡胶的电性能较好，吸湿性比其他弹性体低，可作为较好的电
缘材料。26 型橡胶可在低频低压下使用。
缘材料。26 型橡胶可在低频低压下使用。
透气性小: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
透气性小: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。
的透气性也小。
低温性能不好: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
低温性能不好: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℃。
型的 TG＞0℃。
耐辐射性能较差: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
耐辐射性能较差: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。
后表现为交联效应，23 型氟橡胶则表现为裂解效应。
东标橡塑检测中心是国内权威的第三方检测机构，通过了中国国家认监督管理
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委员会和中国合格评定国家委员会的二合一 （CMA、CNAS）实验室认，可出具权
委员会和中国合格评定国
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的主要性能及应用从主链结构上看，氟橡胶可以分为三种基本类型:即氟碳橡胶、、氟化磷腈橡胶。其中以氟碳橡胶为主，而其中又以偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚（1#胶）、偏氟乙烯和六氟丙烯共聚（2#胶）、偏氟乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚（3#胶）为主。（1）1#氟橡胶具有良好的物理机械性能及化学稳定性，能在200℃之下长期使用，250℃之下短期使用；脆点为-20℃~ -40℃；优良的耐介质性能，对有机溶剂、无机酸、氧化剂作用的稳定性优良，尤其耐酸性；有好的耐气候、耐臭氧性能，在大气中暴露数年后，物理机械性能变化甚微，对微生物的作用亦较稳定。1#氟橡胶目前国内仅晨光院生产。主要用于制备耐热、耐油、耐酸的橡胶制品。如密封件、胶管、胶垫、胶布、胶带、簿膜、油箱和浸渍制品等也可用作导线的外护套及设备防腐衬里等，广泛应用于航空工业、石油工业、汽车工业、化学工业等领域。（2）2#氟橡胶2#氟橡胶是用量*大的氟橡胶品种。具有良好的贮存稳定性、电缘性和抗辐射性；优良的耐油、耐介质性；好的真空性能，可满足场合的需要；耐热性好，通常可在250℃下长期使用，300℃下短期使用。26型氟橡胶主要用于耐热、耐油、耐酸的橡胶制品制备。如密封件、胶管、胶垫等。产品可在250℃下长期使用，300℃下短期使用，它耐油性优于其它品种氟橡胶，可用于需耐油的场合的部件。举例如下:用作“○”形圈，V型密封圈，带金属骨架的油封皮碗、阀门密封垫等。这些密封材料可在200～250℃温度下长期工作和300℃短期工作。在石油工业中:F26胶密封件被用在钻井机械炼油设备、天然气脱硫装置上，可同时承受高温、高压、油类和强腐蚀介质等苛刻条件中使用。在化学工业中:F26密封件被用在泵、管接头、设备容器之中，以密封无机酸、有机物等化学物质。在建筑材料制造方面:F26可作水泥单仓泵密封胶圈，比天然橡胶做的密封圈使用寿命延长了10倍左右。（3）3#氟橡胶具有突出的耐高温性能、耐油、是耐双酯油类、耐化学品以及良好的物理机械性能、满意的介电性能、不燃性、耐候性及的真空性能、耐辐射性；通常可在275℃下长期使用，在320℃下短期使用；耐油、耐酸性优于1#胶；耐气候、耐臭氧、耐辐射性、透气性及电性能和耐燃性能与2#胶相近。广泛地应用于宇航、汽车、机械、石油化工等领域。例如用作飞机的液压系统和润滑系统的动静密封材料；用作油田的密封材料，油田用的电缆输油管道以及钻井设备上；化工行业用作设备、管道柔性连接、泵等的衬里或作耐腐蚀的密封材料，制成管道，用以输送或有机溶剂或其他有腐蚀性的介质等等。
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氟橡胶主要应用于汽车和机动车行业，由于它的耐高温、耐油和耐介质性能，主要是做油封和O型圈。氟橡胶配方是什么？我们知道，氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。氟原子的引入，赋予橡胶的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，在航天、航空、汽车、石油和家用电器等领域得到广泛应用。目前有聚烯烃类氟橡胶、亚硝基氟橡胶、四丙氟橡胶、磷腈氟橡胶以及全氟醚橡胶等品种。
氟橡胶配方分析:
氟橡胶一般是由 生胶 、吸酸剂 、硫化剂、促进剂 、补强填充剂 、加工助剂等组成 。
氟橡胶23，俗称1号胶，为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。
氟橡胶26，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，俗称3号胶，杜邦牌号VITONB，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。
氟橡胶配方说明:
1、生胶
有些生胶加工性能较差，主要是门尼粘度较高,相应影响胶料的加工流动性。
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。如对苯二酚、双酚A、双酚AF等,并配用相应的促进剂APP,以适应高层次的性能要求。
3、吸酸剂
吸酸剂也称为稳定剂。一般采用MgO、CaO、ZnO、PbO、二盐基亚磷酸铅,其用量一般在5份～10份。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的橡胶。一般用量在10份～30份之间。目前常用的补强填充剂大致上有热裂法炭黑(N990)、喷雾碳黑、白炭黑、碳酸钙、硫酸钡、氧化钙、炭纤维等。
5、加工助剂
它是在不影响胶料性能发挥的前提下,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。
6、骨架黏合
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。
混炼:氟橡胶的容量比合成胶还要小；辊温:一般控制在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、后出然片。
氟胶硫化要分两次进行:一段硫化165-170℃×10min；二段硫化230℃×24h（要逐步加温，到230℃后，恒温记时。
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。
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。
氟橡胶热硫化粘合剂 西邦CILBOND33AB
概述
CILBOND?33A/B双组份、单涂胶粘剂，粘接各种硬度的氟橡胶与不同的金属或热塑性及热固性塑料，以及织布。对于各种不同的氟橡胶和不同的硫化方式，都具有很好的粘接效果，如Viton?,Daiel?,Technoflon?和Fluorel?包括双酚硫化或胺类硫化，以及过氧化物硫化，适合后硫化要求。
CILBOND?33A/B的使用
CILBOND?33A/B组份A与组份B按1:1的体积比混合均匀，若需要稀释，边搅拌边加入稀释剂。1-2分钟内完成混合，混合物为琥珀的，无未溶解的颗粒。未稀释的混合物的固含量为32%，并且混合物在室温下，可稳定地停放一周。但在一周内用完。可采用浸涂、喷涂或刷涂，涂胶后，于室温下干燥20-30分钟，或70°C下，10分钟。根据基材的表面情况，可以涂胶1-2次，干膜厚度不低于5微米。因为固含量较高，通常需要用丁酮或MIBK稀释，以获得合适的干膜厚度。固化条件为150°C，30分钟。
CILBOND?33A/B为获得的耐冲刷性能，可于150°C预固化10分钟，或135°C，30分钟
CILBOND?33A/B显示的耐高温性能，以适应后苛刻的硫化要求，以及的耐苛刻化学品的性能。
CILBOND?33A/B具有的耐高温性能，可至200°C.
概述
沈阳英国西邦CILBOND33A/B 单涂粘接氟橡胶
CILBOND?36单涂胶粘剂，粘接各种硅橡胶与金属。有较高的固含量，耐冲刷性能好，的耐环境性能，是耐油和耐高温。
CILBOND?36适合注射工艺。
CILBOND?36的耐高温性能和长时间的高温下的后硫化。对各种金属:钢、铝、铜，良好的粘接效果。
CILBOND?36的应用领域
CILBOND?36的耐环境性能，使其适用于油封、汽缸垫、轴封阀门、胶管及胶辊等的应用。
CILBOND?65W是一种单涂、水剂型胶粘剂。用于硅橡胶、过氧化物硫化的氟橡胶、过氧化物硫化的氢化丁腈和丙烯酸酯橡胶与金属的热硫化粘接。
概述
CILBOND?65W用于各种硅橡胶、氟橡胶及一些过氧化物硫化的氢化丁腈和丙烯酸酯橡胶与金属和其它工程塑料的热硫化粘接。其固含量高，耐冲刷性能好，杰出的耐环境性能，尤其是耐油和耐高温。适用于注射工艺。也可以用CILBOND?12C作为底涂，CILBOND?65W作为面涂形成双涂体系，粘接难粘接的橡胶，以及获得的耐高温性能。
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