汽车用氟橡胶介绍

高性能氟橡胶DAI-EL在汽车领域的应用DAIKINFLUOROCHEMICALS(CHINA)CO.,LTD.大金氟化工（中国）有限公司上海分公司

DAIKIN1、大金公司氟橡胶开发史

开始氟橡胶研究

开始氟橡胶

DAI-ELG-501的开发・商品化及商业生产

双酚硫化法氟橡胶的开发・商品化

(DAI-ELG-601,G-701)

1980

过氧化物硫化法的开发・商品化(碘移动聚合法的开发)

(DAI-ELG-801,G-901)

世界上首次成功研制出热可塑性氟橡胶

(DAI-ELTHERMOPLASTICS)

全氟橡胶的开发・商品化

(DAI-ELPERFLUOR)

耐寒性氟橡胶的开发・商品化

(DAI-ELLT-301,LT-251)

流动性、密封性优良的DAI-ELG-7000系列的商品化RRRRRRRDAIKIN

胺类硫化双酚硫化过氧化物硫化硫化剂胺类化合物芳香族双酚化合物多官能不饱和化合物DiamineBisphenolTAIC硫化促进剂

4级翁盐有机过氧化物

QuaternaryOniumSaltOrganicPeroxide吸酸剂必须必须不需要如:MgO如:MgO,Ca(OH)2(DAI-EL)填充剂适宜（0～60phr碳黑）如:碳黑、硫酸钡、二氧化硅、硅藻土、滑石粉

等加工助剂适宜（0～2phr）如:高级脂肪酸类、天然石蜡类2、氟橡胶的硫化体系DAIKINDAIKIN3、氟橡胶的种类及其结构大部分氟橡胶的主要成分为偏氟乙烯,1955年由3M公司首先开发成功。之后许多公司进行研究开发，目前成分不同的各种氟橡胶已经成功商品化。氟橡胶在耐热、耐药品、耐溶剂、机械等性能方面具有很强的竞争力，做为各类密封件和软管材料广泛应用于汽车、化工、通信及机械等领域。･二元系氟橡胶（偏氟乙烯-六氟丙烯的聚合物)-(CH2-CF2)m--(CF2-CF)n-

|CF3･三元系氟橡胶（偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯的聚合物)-(CH2-CF2)m--(CF2-CF)n--(CF2-CF2)l-

|CF3･耐低温性氟橡胶（偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚)-(CH2-CF2)m--(CF2-CF2)n--(CF2-CF)l-

|

OCF34、DAI-EL的产品体系概要DAIKIN5、氟橡胶的特性

DAIKIN１．优良的耐热性２．优良的耐药品性及耐油性３．优良的耐燃料透过性４．优良的耐气体透过性５．优良的耐水、耐蒸汽性６．极小的气体挥发量

７．难燃性优良８．优良的耐臭氧、耐候性

5-1、氟橡胶的类别HABCDEFGABCDEFGHJK14012010080604030201025022520017515012510070FVMQVMQAEMCREPM,EPDMSBR,IIRBR温度

(℃）在ASTMNo.3

中的体积变化率

(%)耐热等级耐油等级ACMHNBRECONBR

FKM

(基于

SAEJ200及

ASTMD2000)DAIKIN压缩永久变形(%)温度（℃）５０５０４０３０２０１００１００１５０２００氟橡胶硅胶丙烯酸酯橡胶5-2、氟橡胶的耐热性---高温下的压缩永久变形性---DAIKIN将橡胶制品压缩２５％、在各温度下放置２2小时后压缩永久变形值体积变化率（％）5-3、氟橡胶的耐油性3655300130130050100150200250300350汽油

甲苯氟橡胶

丙烯酸酯橡胶硅橡胶浸渍条件；25℃×7日DAIKIN甲醇乙醇丙醇丁烯醇5-4、氟橡胶的耐醇性体积变化率（△

Ｖ

％）H(CH2)nOHDAIKIN5-5、氟橡胶的耐燃料透过性(SAETech.Paper

900195)DAIKINFuel-C的透过率（ｇ/

m2/day)2001501251006050100150200250FKM（二元)COECONBR(37%AN)Fluorosilicone氟橡胶的气体透过性较低,适用于高真空装置,阻断外部气体渗透等用途方面。5-6、氟橡胶的气体透过性DAIKIN气体透过系数(cm3・mm/24h・m2・atm)橡胶的种类温度（℃）ＣＯ２Ｏ２Ｎ２氟橡胶26938859硅胶262574068292955丁基橡胶26919368聚氨酯橡胶292627315氯磺化聚乙烯3010972175-7、氟橡胶的耐蒸汽性DAIKIN02040

60

801000500

1000

1500时间

(Hr)压缩永久变形（％）G-902

VMQ

G-701(PbO配方)压缩永久变形（165℃）5-8、氟橡胶的难燃特性DAIKINASTMD６３５标准中氟橡胶被分类为「自熄性」材料。「自熄性」定义将长度：５

incｈ、宽：１/２inch、厚度:１/４inch的样品一端在喷灯上加热３０秒、火焰只蔓延到４inch以下即表示该材料具有自熄性FKM的氧气指数FKM(VDF/HFP)：75（氧气浓度在75％时着火）FKM(VDF/HFP/TFE）

:95以上臭氧浓度：１５０ｐｐｍ（紫外线灯：２８０～３８０mμ

２０Ｗ×１０根）温度：６０℃时间：３００小时试料：３号哑铃形试样１８０°弯曲在下述试验条件下，氟橡胶试样不会因臭氧而产生龟裂5-9、氟橡胶的耐臭氧性DAIKINDAIKIN6-１．各硫化体系的基本配方氟橡胶的门尼黏度及玻璃化温度较高，自身比重很大，通常用于要求耐高温、耐油的环境条件下。氟橡胶属于自补强橡胶，添加了各种助剂混炼后，氟胶的性能降低，因此氟胶的配方相对较为简单。氟橡胶的硫化有胺类硫化、双酚硫化、过氧化物硫化三种，各硫化体系的基本配方如下：

胺类硫化法双酚硫化法过氧化物硫化法基本配方加硫剂填充剂生胶受酸剂V-3MT-C生胶

MgO（低活性）３份

２０份１００份

１５份MT-C预混胶

MgO（高活性）Ca(OH)2

２０份１００份

３份

６

份TAIC过氧化物助剂

MT-C生胶

３份１．５份２０份１００份

6．氟橡胶的配方及硫化DAIKIN6-２.各硫化法的特征・粘接性・加硫速度・焦烧安定性・脱模性・耐药品性・拉伸强度・压缩永久变形

胺类硫化法

双酚硫化法

过氧化物硫化法～～～～～◎：优秀

○：良好△：一般DAIKIN6-3.

硫化过程橡胶物性的变化欠硫→正硫→过硫拉伸强度

小→

大

→小伸长

大→

→

→小硬度

小→

→

→大压缩永久变形大→

→

→小溶剂引起膨胀

大→

→

→小

DAIKIN

7、氟橡胶的成型加工氟橡胶的成型加工与普通橡胶的加工方式基本相同。使用开炼机・密炼机・捏和机混炼；使用挤出机・压延机滚筒・压机进行预成型加工；用平板硫化机、注射机等进行一次硫化；用烘箱进行二次硫化混炼成型加工顺序如下：。

原料准备２次硫化成型・硫化（１次硫化）

计量・混炼DAIKIN7-1、模压成型模具将混炼后的橡胶放入模具中，使用加压方法进行硫化成型制造橡胶制品，该方法是目前最普遍的橡胶硫化方法。

产品：O形圈、垫片、油封等对于过氧化物硫化的氟橡胶，建议采用真空硫化机来硫化。硫化机DAIKIN

7-2、

注射成型注射成型在普通橡胶产品中已普遍采用，氟橡胶正在逐渐使用。该成型法可以实现大批量生产，减少废边、保证产品外观质量。产品：O形圈、垫片、油封等使用该方法要求氟橡胶具有良好的流动性，为了改善流动性可以在配方中添加增塑剂。建议使用双酚硫化氟橡胶。

注射气缸可塑化用油压马达锁模/启模气缸油箱液压泵IU移动气缸马达DAIKIN

7-3、挤出加工挤出加工主要是生产胶管、胶条等产品。一般使用门尼粘度较低的氟橡胶，氟橡胶的分子量分布的宽与窄也是影响挤出工艺的一个重要因属。汽车燃油软管是通过氟橡胶和普通橡胶复合挤出工艺生产的。复合挤出是采用两台或多台挤出机分别挤出不同的橡胶，然后在机头处复合成一体。目前有氟橡胶／氯醇橡胶（FKM/ECO）、氟橡胶／丁腈橡胶（FKM/NBR）及氟橡胶/硅橡胶（FKM/VMQ）等多种结构的复合胶管制品。FKM/FEP/ECO/ECO

软管FKM

ECO阻隔层增强层ECO

挤出机＃4挤出机＃3挤出机＃1挤出机＃2多层机头X－Y外径测定器真空水槽引线机DAIKIN7-4、二次硫化二次硫化也叫烘箱硫化或后硫化，根据产品的用途不同有时可以省略。二次硫化的目的：a、结束硫化反应b、分解剩余的硫化剂c、挥发掉硫化时产生的气体d、除去残留的变形等e、同时改善物性。各硫化方法的烘箱硫化条件见下表，制品厚度在10毫米以上时，若二次硫化的温度上升太快会使得制品出现开裂，因此建议二次硫化是采用逐步升温。胺类硫化双酚硫化过氧化物硫化

１８０℃、４小时２３０℃、２４小时２００℃、２４小时DAIKIN7-5、氟橡胶与金属骨架的粘合氟橡胶为了满足更高的要求常与各类金属粘接配合使用，如各类油封。胺类硫化体系粘接性最好,双酚硫化体系次之,过氧化物硫化氟橡胶粘接比较困难。氟橡胶与金属之间粘接效果因素影响：a、胶料种类b、金属种类c、交联剂的种类d、接触面的清洁情况e、金属骨架处理情况工艺流程:金属表面处理(喷砂、酸洗、溶剂清洗)干燥涂刷粘接剂（刷涂、浸涂、喷涂）干燥固化（150℃×10分钟)硫化常见的粘合剂如下：

Chemlock5150、Chemlock607

Megum3290-1、PC-22DAIKIN8．氟橡胶的特征及用途汽车

・油封・曲轴油封・气门油封・凸轮轴密封・齿轮箱密封船尾管密封油压机的密封・耐热性・耐油性・耐溶剂性・耐药品性・耐臭氧、耐气候性・耐水、耐水蒸气性・低抽出性・低气体、燃料透过性8-1.发动机周边的应用曲轴油封的作用:

·防止发动机机油从发动机中渗漏·防止异物进入发动机内部曲轴曲轴油封

曲轴油封使用材料氟橡胶DAI-EL:G-752应用特性耐热性、耐油性、密封性、粘接性曲轴油封是发动机的重要零件之一,在高温下与机油相接触。因此需要采用耐热性和耐油性优良的材料。DAIKIN气门油封的作用:·防止汽油与空气的混合气体及废气泄漏·防止发动机机油进入燃烧室凸轮轴弹簧气门油封气门油封使用材料氟橡胶DAI-EL:G755F应用特性耐热性、耐油性、密封性、粘结性气门油封是发动机的零件之一,在高温下与汽油和机油相接触。因此需要采用耐热性和耐油性优良的材料。DAIKIN气缸垫片的作用:·连接气缸帽与气缸体·对机油、冷却水及气缸内部气体进行密封·将在气缸体发生的热量通过气缸帽进行散热DAI-EL涂层气缸垫片气缸垫片

使用材料氟橡胶DAI-EL:G-501NK应用特性耐热性、耐油性、密封性DAIKIN为了汽车的轻量化，进气歧管的原材料从金属换成树脂。由于热收缩的不同，将树脂（进气歧管）和金属（发动机）组装在一起时对密封性的要求很严格,因此密封圈由丁腈橡胶换成氟橡胶DAI-EL。DAI-EL密封圈进气歧管的作用:对发动机的各个气缸进行汽油和空气的混合气体的分配树脂进气歧管树脂进气歧管密封圈使用材料氟橡胶DAI-EL:G-716应用特性耐热性、耐油性、密封性DAIKIN喷油器的作用:

喷射出雾状汽油而使汽油与空气混合。

混合气体被送入气缸并燃烧。喷油器O形圈使用材料氟橡胶DAI-EL:G-671、LT-302应用特性耐低温性、耐油性喷油器被安装于发动机燃烧室周围,与汽油接触。因此,O型圈要求具有良好的耐油性。DAI-ELDAI-ELDAIKING-671LT-302其他公司硫化系统双酚过氧化物过氧化物TR10（℃）-20-31-31压缩永久变形，-30℃×70h

（%）963967耐燃料油性，40℃×70h，体积变化率燃料油C（%）81313含甲醇25%的燃料油C（%）323740含MTBE10%的燃料油C（%）151919胶料性能比较DAIKINDAIKIN8-2．燃料系统的应用・耐热性・耐油性・耐溶剂性・耐药品性・耐臭氧、耐候性・耐水、耐水蒸气性・低抽出性・低气体、燃料透过性

耐氧化汽油性汽车

燃料管汽车

燃料系统密封・燃料密封盖・喷油器O-形圈

・燃油泵密封等DAIKIN汽车的燃料管路系统进油管：③发动机燃油泵燃油过滤器过滤罐：⑧油箱：⑩↓↑」发动机油箱（ORVR规格）：④油箱内软管：⑨蒸发控制管：①金属管：⑦燃料管(进油)：⑤燃料管(回流)：⑥通气管：②燃油管(进油)：⑤燃料管(回流)：⑥：金属管：橡胶管蒸发控制管：①蒸发控制管：①DAIKIN北京广州上海全国燃油渗透限制量国Ⅰ2000年国Ⅱ2003年2005年2g／小时／辆国Ⅲ2005年2006年2006年2008年7月2g／天／辆欧洲美洲（美国）日本燃油渗透限制量欧Ⅰ1992欧Ⅱ19962g/小时/辆欧Ⅲ2000LEVⅠ199520002g/天/辆欧Ⅳ20052g/天/辆LEVⅡ200420050.5g/天/辆PZEV20050.35g/天/辆PZEV20050.054g/天/燃油系统燃油排放法规一览欧Ⅳ更加注重尾气排放和颗粒物的控制，渗透量与欧Ⅲ一样。

燃料管用氟橡胶开发历程NBR/HNBR氟含量66%的二元氟橡胶氟含量69%的三元氟橡胶Ⅰ氟含量69%的三元氟橡胶Ⅱ耐含硫汽油性开始使用含乙醇汽油（FFV）燃料低透过性的提高（SHED+FFV）DAI‐ELG‐755（1983年开发）DAI‐ELG‐555（1987年开发）DAI‐ELG‐558（1995年开发）DAIKIN对应LEVⅡ､PZEV更严格的低透过要求氟含量70%的三元氟橡胶氟含量71%的低透过性三元氟橡胶（开发中）DAI‐ELG‐575（2002年开发）加油口盖密封垫圈使用材料氟橡胶DAI-EL:G-716应用特性耐汽油性、耐药品性、低燃料透过性DAI-EL密封件由于汽油蒸发量的规定严格,对低燃料透过性的要求提高。DAI-EL被应用于加油口盖的密封件。加油口盖加油口盖DAI-EL密封件DAIKIN油位表密封／通风阀密封使用材料氟橡胶DAI-EL:G-551应用特性耐汽油性、耐药品性油位表密封油位表通风阀密封通风阀的作用:排出燃油箱内部的气体,下降燃油箱内部的气压。燃油箱周围的密封件一直接触汽油,因此要求具有良好的耐汽油性。DAIKIN由于蒸发量的规定越来越严格,对胶料的燃料透过性的要求提高。因此,具有良好的低燃料透过性的DAI-EL被应用于汽车的加油管。加油管使用材料氟橡胶DAI-EL:G-558应用特性低燃料透过性、耐汽油性、耐药品性加油管DAIKINDAI-EL编织网ECO构造由于汽油蒸发量的规定越来越严格,对低燃料透过性的要求越来越高。因此具有良好的低燃料透过性的DAI-EL被越来越多的应用于汽车的燃料管。燃油管使用材料氟橡胶DAI-EL:G-558应用特性低燃料透过性、耐热性、耐汽油性、耐药品性DAIKIN高分子量聚合物