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氟橡膠的加工與應(yīng)用(二)

日期:2024-10-23 04:55
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摘要: 3. 氟橡膠的配合技術(shù) 一個(gè)氟橡膠的配方,一般是由生膠、吸酸劑、硫化劑、促進(jìn)劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、加工助劑等組成。 (1) 生膠 國產(chǎn)氟橡膠和國外的氟橡膠的性能基本相同,只是加工性能有些差異,國產(chǎn)膠的加工性能較差,主要是門尼粘度較高,相應(yīng)影響膠料加工流動(dòng)性差。 國產(chǎn)氟橡膠26相當(dāng)于美國杜邦公司的VitonA,氟橡膠246相當(dāng)于VitonB,國外的氟橡膠生膠,有不少已加好了硫化劑,美國3M公司和日本大金公司供應(yīng)的氟橡膠已經(jīng)加好了硫化劑。 (2) 硫化劑 硫化是使氟橡膠...

3. 氟橡膠的配合技術(shù)

    一個(gè)氟橡膠的配方,一般是由生膠、吸酸劑、硫化劑、促進(jìn)劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、加工助劑等組成。

    (1) 生膠

    國產(chǎn)氟橡膠和國外的氟橡膠的性能基本相同,只是加工性能有些差異,國產(chǎn)膠的加工性能較差,主要是門尼粘度較高,相應(yīng)影響膠料加工流動(dòng)性差。

    國產(chǎn)氟橡膠26相當(dāng)于美國杜邦公司的VitonA,氟橡膠246相當(dāng)于VitonB,國外的氟橡膠生膠,有不少已加好了硫化劑,美國3M公司和日本大金公司供應(yīng)的氟橡膠已經(jīng)加好了硫化劑。

    (2) 硫化劑

    硫化是使氟橡膠產(chǎn)生一定程度的交聯(lián),使其具有良好的使用性能。氟橡膠硫化可以采用親核試

劑的離子加成機(jī)理進(jìn)行,也可以以過氧化物或射線以自由基機(jī)理進(jìn)行。

    胺類化合物(1#、3#硫化劑)硫化氟橡膠,可以解決一般產(chǎn)品的要求;采用2#硫化劑,可以解決膠漿的加工。

    在密封制品中,為使其有較小的壓縮變形值,應(yīng)優(yōu)先選用酚類化合物作為硫化劑。如對(duì)苯二酚、雙酚A、雙酚AF等,并配用相應(yīng)的促進(jìn)劑,以適合高層次的性能要求。

    在解決腐蝕介質(zhì)的抗耐性上,建議采用過氧化物硫化氟橡膠。

    (3) 吸酸劑

    吸酸劑也稱為穩(wěn)定劑。它是為了解決氟橡膠加工過程產(chǎn)生氟化氫對(duì)金屬的腐蝕和污染,使硫化反應(yīng)順利進(jìn)行。Ca(OH)2等。一般采用 MgO、CaO、ZnO、PbO、二鹽基亞磷酸鉛,其用量一般在5 ~10份。它們的加入各有特點(diǎn):MgO耐熱性好; PbO 耐酸性好;CaO壓縮變形小;對(duì)消除氣泡有利;ZnO和二鹽基亞磷酸鉛,膠料流動(dòng)性得到改善,耐水性好;Ca(OH)2壓縮變形小,加入Ca(OH)2和活性MgO,在酚類硫化體系中,可得到低壓縮變形的膠料??傊?,要選擇合適的吸酸劑,以滿足實(shí)際性能的要求。

    (4) 補(bǔ)強(qiáng)填充劑

    氟橡膠是一種自補(bǔ)強(qiáng)性能的橡膠。由于性能要求和用途的不同,需要通過補(bǔ)強(qiáng)、填充體系進(jìn)行調(diào)節(jié),使其功能和成本適應(yīng)用戶的需要。一般用量在10-30份之間。目前常用的補(bǔ)強(qiáng)填充劑大致上有熱裂法炭黑(N-990)、噴霧碳黑、白炭黑、硫酸鈣、硫酸鋇、氧化鈣、炭纖維等。

    用加拿大進(jìn)口的N990炭黑或噴霧碳黑,在黑色制品中均取得較好的加工工藝和相應(yīng)的物理性能。

    加入20份炭纖維的氟橡膠,膠料流動(dòng)性好,加工硫化復(fù)雜形狀產(chǎn)品之后,其外觀好于N-990和噴霧碳黑,表面光滑。由于炭纖維的膠料導(dǎo)熱系數(shù)大,適合高速運(yùn)動(dòng)橡膠件的使用。應(yīng)該指明的是加入炭纖維的成本高,其伸長率低。

    彩色氟橡膠制品可以使用白炭黑、鈦白、氟化鈣、碳酸鈣等,并配用相應(yīng)的顏料即可得到相應(yīng)的膠料。但是,在加工壓縮型密封制品時(shí),在選用彩色原料時(shí),要注意顏料與高溫的合理匹配,還要控制膠料的壓縮變形值,以使產(chǎn)品適應(yīng)壓縮下的工作需要。

    (5)加工助劑

    加工助劑是近年來氟橡膠加工的一大進(jìn)步,它是在不影響膠料發(fā)揮的前提下,能改善氟橡膠的混煉工藝,防止焦燒,改進(jìn)膠料的流動(dòng)性和壓出性能,并能在加工中防止粘輥、粘模,起到外脫模劑的作用。

    在氟橡膠的加工中,已出現(xiàn)過氟蠟、低分子聚乙烯、硬脂酸鋅、Ws280、棕櫚蠟、模特麗935P等新的加工助劑,為氟橡膠的加工和應(yīng)用提供了新的手段。它的加入量在1-2份。

    4. 氟橡膠的加工工藝

    氟橡膠的加工過程和使用設(shè)備、加工方法,和一般橡膠相同。由于它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),它的加工

性能較差,以下簡要敘述一下。

    (1) 塑煉:生膠在輥距0.3~0.5mm的開煉機(jī)薄通10次,包輥即可加入配合劑。

    (2) 混煉:

    容量:氟橡膠的容量比合成膠還要小。

    63混煉機(jī) 500克

    143混煉機(jī) 5000克

    輥溫:40-60℃ 

    加料順序: 生膠→吸酸劑→加工助劑→填充劑→硫化促進(jìn)劑。

    配合劑加完,均勻、薄通打三角包、打卷、放下后片。

    (3) 硫化

    一段 165-170℃ ×10min

    二段 230℃×24h(要保證逐步加溫,到230℃后,恒溫記時(shí)。

    5. 氟橡膠于金屬粘合

    金屬件采用金屬噴砂或鹽酸浸泡,清洗干凈,建議采用CHEMLOK5150或首立公司PC-22作為金屬粘合劑。(詳細(xì)操作可參考相應(yīng)公司的規(guī)定)

    6. 國內(nèi)外氟橡膠的性能對(duì)比

    表5是國內(nèi)外氟橡膠的性能對(duì)比情況,可以看出,國產(chǎn)膠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與美國杜邦、3M、日本大

金公司及德國K.G.K所報(bào)道的數(shù)據(jù)比較接近,常態(tài)下的拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)有較大差異,伸長率的波動(dòng)范圍基本一致。但是,在相同硬度下的伸長率,國產(chǎn)的數(shù)據(jù)低于國外的數(shù)值。

表5.國內(nèi)外氟橡膠的性能對(duì)比

 

性能

 

鐵嶺

 

3M公司1

 

杜邦公司2

 

大金公司3

 

K.G.K4

 

蘇聯(lián)5

 

拉伸強(qiáng)度MPa

 

9-20

 

9-19

 

8.9-17.2

 

17.2

 

14.2

 

7.0

 

伸長率  %

 

130-180

 

100-500

 

100-300

 

250

 

228

 

225

 

硬度 (邵氏A)

 

65-95

 

 

 

65-95

 

70

 

76

 

70-85

 

撕裂強(qiáng)度 KN/m

 

18-35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

壓縮變形  %

 

(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】杜邦公司樣本VT210·1 編號(hào)81/06

    【3】大金公司樣本

    【4】《K.G.K》No2 P111(1989)

    【5】ΝΡΠ-1144

    關(guān)于200℃×70h壓縮變形,因?yàn)槲覀兪前凑誈B1683進(jìn)行測試,它的樣品是10×10㎜的圓柱體,所得的數(shù)值要比環(huán)形式樣(3.5㎜)大。因此,我們的壓縮變形數(shù)值,還是比較好的。應(yīng)該說明的是:氟橡膠的壓縮變形是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。杜邦公司進(jìn)行大量工作,他們研究出來的低壓縮變形氟橡膠,在200℃×336h壓縮變形為19%。200℃×1000h時(shí)為37%。這樣的數(shù)據(jù),目前,我們是達(dá)不到的。

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