第一節(jié) 氟硅橡膠的簡介
氟硅橡膠又稱γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷。一般分子鏈中還引入0.2%~0.4%乙烯基硅氧烷共聚改性。無色透明高黏滯塑性直鏈高分子化合物,主鏈由硅和氧原子組成,與硅相連的側基為甲基、乙烯基和三氟丙基,分子量在50~80萬之間。配合各種添加劑,可混煉成均相膠料。在有機過氧化物作用下,可硫化成各種彈性橡膠制品。除具有一般硅橡膠的特性外,還有優(yōu)良的耐航空燃料油、液壓油、機油、化學試劑及溶劑等性能。能在-55~+200℃下長期工作。(立項報告)
第二節(jié) 氟硅橡膠 行業(yè) 市場發(fā)展 概況
氟硅橡膠(FVMQ)在保持了硅橡膠的耐高低溫性、壓縮性、壓縮復原性、 回彈性、電氣特性等一系列優(yōu)良性能的基礎上,同時又具有氟橡膠的耐燃料油、耐溶劑等性能。它與氟橡膠相比,耐寒性、壓縮永久變形性更優(yōu),從低溫到高溫 都顯示出了優(yōu)良的性能。氟硅橡膠( FVMQ)是當今世界綜合性能最好的合成橡膠之一,是目前極少能在-55~250℃的燃油介質中使用的彈性體,主要應用于宇航、飛機、汽車等現(xiàn)代工業(yè)及國防、交通運輸?shù)阮I域。
我國最早于1966 年由中科院和上海有機氟材料 研究 所協(xié)作成功開發(fā)出 SF 系列氟硅橡膠。國家出臺了一系列促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關政策,加快氟硅材料領域的科學 研究 和產(chǎn)品開發(fā),將氟硅橡膠列入《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī) 劃》中的國家七類重點發(fā)展新材料之一。
由于氟硅橡膠優(yōu)異的性能,可適應極端作業(yè)環(huán)境。國際大型化工企業(yè)如美國道康寧、美國邁圖、日本信越、德國瓦克等,均陸續(xù)展開了對氟硅橡膠的 研究 與產(chǎn)品開發(fā),并在持續(xù)不斷的推出氟硅橡膠產(chǎn)品。目前,氟硅橡膠世界總生產(chǎn)能力約1萬噸。國內目前尚無規(guī)?;a(chǎn)氟硅橡膠的企業(yè), 我國氟硅橡膠的市場需求基本靠進口解決。
第三節(jié) 氟硅橡膠的用途
氟橡膠的主要性能及應用從主鏈結構上看,氟橡膠可以分為三種基本類型:即氟碳橡膠、氟硅橡膠、氟化磷腈橡膠。其中以氟碳橡膠為主,而其中又以偏氟乙烯與三氟氯乙烯共聚(1#膠)、偏氟乙烯和六氟丙烯共聚(2#膠)、偏氟乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚(3#膠)為主。
(1)1#氟橡膠具有良好的物理機械性能及化學穩(wěn)定性,能在200℃之下長期使用,250℃之下短期使用;脆點為-20℃~ -40℃;優(yōu)良的耐介質性能,對有機溶劑、無機酸、氧化劑作用的穩(wěn)定性優(yōu)良,尤其耐酸性優(yōu)異;有極好的耐氣候、耐臭氧性能,在大氣中暴露數(shù)年后,物理機械性能變化甚微,對微生物的作用亦較穩(wěn)定。1#氟橡膠目前國內僅晨光院生產(chǎn)。主要用于制備耐熱、耐油、耐酸的橡膠制品。如密封件、膠管、膠墊、膠布、膠帶、簿膜、油箱和浸漬制品等也可用作導線的外護套及設備防腐襯里等,廣泛應用于航空工業(yè)、石油工業(yè)、汽車工業(yè)、化學工業(yè)等領域。
(2)2#氟橡膠2#氟橡膠是用量最大的氟橡膠品種。具有良好的貯存穩(wěn)定性、電絕緣性和抗輻射性;優(yōu)良的耐油、耐介質性;極好的真空性能,可滿足特殊場合的需要;耐熱性好,通??稍?50℃下長期使用,300℃下短期使用。
26型氟橡膠主要用于耐熱、耐油、耐酸的橡膠制品制備。如密封件、膠管、膠墊等。產(chǎn)品可在250℃下長期使用,300℃下短期使用,它耐油性優(yōu)于其它品種氟橡膠,可用于需耐油的場合的部件。舉例如下:用作“○”形圈,V型密封圈,帶金屬骨架的油封皮碗、閥門密封墊等。這些密封材料可在200~250℃溫度下長期工作和300℃短期工作。
在石油工業(yè)中:F26膠密封件被用在鉆井機械煉油設備、天然氣脫硫裝置上,可同時承受高溫、高壓、油類和強腐蝕介質等苛刻條件中使用。
在化學工業(yè)中:F26密封件被用在泵、管接頭、設備容器之中,以密封無機酸、有機物等化學物質。
在建筑材料制造方面:F26可作水泥單倉泵密封膠圈,比天然橡膠做的密封圈使用壽命延長了10倍左右。
(3)3#氟橡膠具有突出的耐高溫性能、耐油、特別是耐雙酯油類、耐化學藥品以及良好的物理機械性能、滿意的介電性能、不燃性、耐候性及優(yōu)異的真空性能、耐輻射性;通常可在275℃下長期使用,在320℃下短期使用;耐油、耐酸性優(yōu)于1#膠;耐氣候、耐臭氧、耐輻射性、透氣性及電性能和耐燃性能與2#膠相近。廣泛地應用于宇航、汽車、機械、石油化工等領域。例如用作飛機的液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的動靜密封材料;用作油田的密封材料,油田用的電纜輸油管道以及鉆井設備上;化工 行業(yè) 用作設備、管道柔性連接、泵等的襯里或作耐腐蝕的密封材料,制成管道,用以輸送或有機溶劑或其他有腐蝕性的介質等等。
第四節(jié) 氟硅橡膠的應用領域
氟硅橡膠○型圈○形密封由于主鏈為半無機的有機硅結構,它在保持有機硅材料的耐熱性,耐寒性,耐高電壓性,耐氣候老化等優(yōu)異性能的基礎上,由于含氟基團的引入,氟硅橡膠○型圈○形密封又具有有機氟材料優(yōu)異的耐氫類溶劑,耐油,耐酸堿性和更低的表面能性能。氟硅橡膠O型圈可廣泛用于航天,航空,汽車,電力,電子電器,紡織,機械及建筑等領域中。下面以航空航天和汽車領域為例。
1.航天航空領域
在航空航天領域中飛機制造工業(yè)中,主要用于航空工業(yè)上制造耐燃料油、潤滑油、液壓油、耐溶劑等的各類密封制品(密封件/接觸件)。如各種動態(tài)、靜態(tài)工作的○型圈、填片、整體油箱密封,密封環(huán)、傳感器材料、隔膜、氟硅襯墊的線夾等。航空薄膜調壓等用的活門、膜片、導管、薄膜等;如在油箱調壓管路中活門用膜片、油箱通氣活門用膜片(在-55℃~ 200℃的煤油蒸汽和150℃的RP煤油中使用的氟硅橡膠涂層與聚酯布作骨架材料的夾布薄膜);油箱和管路系統(tǒng)連接、液體氟硅橡膠作為表面涂覆劑、潤滑劑、密封膩子、粘合劑等用途也很廣泛。
2.汽車領域
在汽車工業(yè)中,隨著汽車向高性能化、低消耗、低排放、低噪音、低污染與超長使用壽命和安全舒適等發(fā)展的要求,汽車用燃料油、潤滑油、制冷劑等產(chǎn)品也在不斷地改進,特別是發(fā)動機、變速箱系統(tǒng)及燃油噴射裝置等用的傳統(tǒng)橡膠材料已不能適用新型汽車的使用要求。再加上高檔轎車需求量的增加,因此氟硅橡膠的發(fā)展帶來了機遇。主要產(chǎn)品是:汽車工業(yè)各類車輛密封環(huán)、油封、膜片、導管、閥門襯里等;汽車燃油水平指示傳感器軟管、導油管、霧化器油泵隔膜、燃油泵隔膜、波紋護套、發(fā)動機曲軸后密封圈、氣缸墊、燃油泵密封件、油箱蓋墊圈、油箱加油墊圈、氣缸墊、濾油器密封件、真空調節(jié)用膜片、橡膠圈。
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