液体硅橡胶密封材料

) — f 。 7 强旗 ，碗 舞蔽， 1994车 r’ 一’一一 ’ i译 文； ’●_ ，^_， ．● ．●· ·’_— ● ’ 液体硅橡胶密封材料 在本世纪 7O年代早期，用于注射成型的 液体硅橡胶已经问世 ，最初的应用基本上是 作航空连接器、O型圈、机动密封制品和电子 元件的灌封。“，在 70—80年代间由于液体硅 橡胶注射成型的低成本及其本身所固有的高 质量．结果扩大了液体硅橡胶在许多工业领 域 的需要。 本文描述了两种新型液体硅椒 胶密封材料，这两种材料成本低、成型速度 怏，井且改善了制品的耐燃料油{生，使制品具 有低的压缩永久变形和耐油性。 所谓硅橡胶指的是一合成聚合物 (Rn- SiO．一-，2) ．其中n一1--3，m≥2．R是由甲基、 长链烃基、氟代烃基、苯基和具有特定功能的 其它基团构成的有机基团。R也可由氢、烷氧 基、羧基或烷基胺或其它功能的基团构成。 硅橡胶的一系列性能使它成为引人注目 的聚合物．下面列出的是一些比较重要的性 能 ： · 使用温度从一60~C到 250。C， · 极好的耐氧、臭氧和 日光(uV一射线) 环境的降解性。 · 化学惰性或耐化学性。 · 无毒性。 · 极好的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面隔离性 · 能制成透明制品。 · 极好的电性能 · 高压缩系数。 硅橡胶密封制品 使用硅橡胶作密封材料至今已有一段时 间并且取得了很尢的成功。耐高温、低压缩永 久变形和耐油性使得这种硅橡胶材料在汽车 上用作密封部件时，县有高的综合章受能力。 密封部件的作用是在发动机内在(一40oc~ 200 c)宽的温度范围内密封发动机润滑油． M．Toub的论文“硅胶密封制品的通用性和安 全性 ”中详述了密封稳定性并解释 了为什 么硅橡胶能适应实现发动机为 l0年或行程 l0万英里不漏的要求。在此工作中推导出不 同温度和压力下硅橡胶密封材料的应力随时 间而松弛的对数关系。该文提出硅橡胶暴露 在可变且宽的条件范围内是稳定的结论，井 认为低压缩永久变形、高耐撕裂和极好的热 稳定性是密封材料的主要因素。 更进一步的工作发表在名为 弹性体密 封制品密封力的维持 ”一文。用压缩应力松 驰仪研究了硅橡胶密封力的维持井与有机橡 胶进行了比较．在此工作中．从硅橡胶与氟橡 胶、三元乙丙橡胶、聚丙烯酸酯橡胶和丁睛橡 胶的比较数据中表明 硅橡胶在最大的温度 范围内(一30oc l50 c)能够保持比较高的 密封能力。两篇论文～致认为硅橡胶作为汽 车密封材料是理想的选择。 热硫化型硅橡胶是单组分材料．粘度为 10×10,q～20×10。Pas 这种橡交中配合的聚 合物为胶质材料，它与填充剂、加工助剂和过 氧化物在开炼机或密炼机上混合。热硫化型 橡胶的硫化多数是由过氧化物热分解所产生 的自由基引起的。硫化依赖于所用过氧化物 的种类，一般广泛使用的过氧化物在温度为 J2s℃—— 200~C时，1—3O分钟内分解。在大 多数情况下，硅橡胶配合物需二段硫化才能 达 到完全硫化。 液体硅橡胶的组成 双组分液体硅橡胶丽组分的初始粘度范 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 1期 巍 文 围在 25。C时 ，由低粘度(1pas)的倾注型材料 到高粘度(】O000pas)的糊状材料。 在多数情况下，第一组分含有乙烯基的 液 体 聚 合 物，在 25~C时，粘 度 为 6O～ 1000pas,,并且混有填充剂和催化剂，催化剂 是一可溶性的氯铂酸的铂络合物或者是～过 氧化物。 第二组分是由含有乙烯基的液体聚合 物 、含有氢的流体硅橡胶和填充剂构成 在上述体系中所用的填充剂可按具体要 求在气相白炭黑、沉淀白炭黑、粘土、玻璃填 充剂和金属氧化物中合理地选取。 双组分体系的硫化借助于硅氢化反应， 如图 1所示。 圈 1双衄分体 系的硫化 ’ O~ ----,C⋯ + cH卫 ． H= c +叫 L o，{ H H C l H ． C I H, ． Hj d H| t 0 Hj ’ 硅氧烷中的氢化物基团对聚合物中的乙 烯基基团起交联剂的作用 。实现这种硫 化不 产生任何付产品。该硫化茌室温时几小时内 发生，但莅加热时几秒钟就能发生。铂催化的 硫化体系所产生产品的特性如下； · 无付产品反应——低收缩性 。 · 厚薄制品均可硫化。 · 快速生热促进硫化。 · 可限制交联密度(控制物理性能) · 低(ppm)催 化剂用量 (高纯 度 低 毒 性 、耐返硫)。 · 贮藏寿命具有极好的稳定性 (所有用 料都是稳定的，无水解的可能)。 ·A／B比率具有可变性。 · 极好的隔离性能(非极性乙烯基形成 的)。 · 可能制成透明高强度的产品 。 · 特有的阻燃性 液体注射成型工艺 液体注射成型工艺兼有热塑性材料成型 工艺的优点和热固性硅橡胶所具备的性能， 这种独特工艺的主要优点是 ： · 高质量的模制品 液体注射成型是一 步、自动、全封闭的过程，省略了人为的误差， 减少了操作过程 的差异和污染，保证了产品 的准确尺寸公差。 · 高生产率的成型操作。液体注射成型 省去了模压成型的炼胶、预成型和修边操作 ， 实现了劳动力、资金、设备、原材料和场地的 有效节约。 注射成型工艺比模压成型快 20一d 0倍 ， 注射成型能够大量降低操作成本并艟够大量 增加生产能力 注射成型工艺所需的低压力消除了模制 品的飞边并降低了对设备和模具的磨耗。 液体注射成型体系 液体注射成型是全自动操作。通过计量 混合设备以适当的比例从罐或桶中抽取液体 硅橡胶两组成，在固定混台器 中混合并输送 到成型帆中。通过成型机注射或喷射到一预 热的多模腔模具中。硫化实际上是瞬间完成 的 ，整个硫化周期只有 20秒钟 ，然后制品从 模具中自行脱出 制品一旦从模具中取出即 可使 啊 新型液体硅橡胶密封体系 至此，本文已着手描述了硅橡胶在密封 维普资讯 http://www.cqvip.com 译 文 1994生 应用方面 的普遍优点．并强调了液体硅橡胶 成型工艺的益处。但是现在市场上可以得到 的液体硅橡胶产品由于下歹 原因不适合作密 封材料 ： · 没有实现象模压制品似的低压缩永久 变形。尽管可能具有快的硫化速度，但若实现 低压缩永久变形通常还要经过二段硫化 。 · 耐油性欠佳。 · 耐燃料油性欠佳 。 由于上述原因，本文开发了两种新型液 体硅橡胶体系．如表 1所示。 表 2是两种新型液体硅橡胶与用作油封 的高粘度模压硅橡胶物理性能的比较。 表 l 两种新型液体硅橡胶的基本性能 l 体系的基本性能 撕裂强度 可用泵抽取 的拈度 成型温度 硫 化速度 压缩永 久 变形 (177。C×22小时) 耐 油性 好 >40KN／m 150。C一 200。C 10— 30秒 9— 26 2 体系的基本性能 撕 裂强度 >40KN／m 可用泵抽取 的粘度 成型温度 177。c一2O0。c 硫化速度 2O一6O秒 压缩永 久变 开；(17"7。C×22小时) 18—30 与现在使甩的硅橡胶密封材料相比．具有好的耐油性，更好的耐燃料油性和更好的耐磨 性 。 表 2 两种新型液体硅橡胶密封材料与热硫化型(HCR)硅橡胶性能的比较 实 验 拉伸 强度 (MPa) 100 摸 量(MPa) 仲长率( ) 邵 氏 A硬度 (pts) 挥发性物质含量( ) 压缩永 久变 开j( )(『77 oC．×22小时 ) 177。C×I68小时热老化 拉 仲强度 变化 ( ) 忡长率 变化 ( ) 邵 氏 A硬度变化( ) l50。C× I68小 时 打屿 川 Ⅲ㈨掰拈 系 ； ； 锄豫 2 系 j 佛帕 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 1期 译 文 35 注 ；所有硅橡胶材料的实验都是按 ASTM 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 实验方法进行的 孟山都流变仪实验数据的比较 使 用 孟 山 都 动 模 式 _旒 变 仪 (MOR2000E) ，对液体硅橡胶的硫化特征 与热硫化型硅橡胶密封材料进行比较。在密 封模腔内放人 5g试样并加热至 1 77℃。使用 非转子动模系统(1。弧形)在下层模具中施加 1．66HZ数运动可测得扭矩测量值并可在上 层模具中j贝《量总扭矩与时间的函数。该测量 值与橡胶试样的硫化程度相关 t一2值是扭 矩达到最大扭矩 2 时所需要的时间．是操 作延续时间的好参数或是橡胶材料注射时间 的制约参数。t一9O是达到最大扭矩 90 对 所需要的时间。该值是小型密封制品所需硫 化时间的好参数 。 终值扭矩是完成整个硫化过程时总的或 最终的扭矩 所列举的其它值是峰值速度和 峰值时间。峰值速度描述的是反应过程中扭 矩的变化．峰值时 间指的是扭矩变化最快的 一 点。把所有这些数据合并在一起整个硫化 过程就更清楚了。两种新体系的硫化速率如 表 3所示。用 HCR型硅橡胶作对照标准，1 体系大约快 9倍，2 体系大约快 3倍。 表 3 硫化速度 硫化速度与压缩永久变形的比较 新型蔽体硅橡胶体系在几秒钟内即 疏 维普资讯 http://www.cqvip.com 译 文 1994年 化，不需要二段硫化就能实现基本的物理性 能 l 体 系在 177。C时成 型 20秒钟 获得 26 的压缩永久变形。具有耐燃料油性的 2 体系在 177。C时成型 60秒钟能达到 27 的 压缩永久变形。实验数据如表 4所示。 表 4 LSR的性能 2 体系的耐燃料油性 液体硅橡胶 2 体系除了具有好的耐 油 性外 ，还具有比较优越的耐燃料 油性 HCR 型硅橡胶材料、2 体系和 100 摩尔的氟硅 橡胶在燃料油 C和 M25(75 的燃料油 C和 25 的 甲醇)介质中接 ASTMD471标准 (即 23。C×24小时)进行实验，实验结果如表 5 所示。上述材料按下列条件成型 ： · HCR型硅橡胶在 I 7℃ 时摸 压硫化 15分钟，不进行二段硫化。 · 2 体系在 I77。C时注射成型 6O秒钟 ， 不进行二段硫化。 · 氟硅橡胶在 l77口c时模压硫化 15分 钟，然后在 200。C时二段硫化 4小时。 在汽车上密封材料的耐汽油性变得越来 越重要，这是因为在低温起动时，会有少量的 这种流体污染发动机润滑油。实验按 As'r- MD47]标准实施。模拟最苛刻的条件，将试 样全部渗入列介质流体中。在燃料油 C和 M25中 ，2 体系的拉伸强度、伸长率和邵氏 A硬度只有少量的变化，这表明这种材料适 用于以前只有用较昂贵的氟硅橡胶才能适用 的偶然与汽油接触的应用中。 表 5 HCR型硅橡胶、2 体系扣氟硅橡胶的比较 ．挺仲 强 度 fMPa) 坤长早 ． 硅橡胶 HCR 2一体 系 7．8 6．9 837 480 OO 摩尔 鼠硅 橡胶 9．I 202 3 - 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 1期 译 文 37 结 论 所开发的两种新型液体硅橡胶密封材料 具有下列特征 ：可用泵抽取；高强度 }不需要 二段硫化即有低压缩永久变形；快速成型；耐 油；更低成本时即有适度的耐燃料油性。经过 特别设计的这两种材料能够满足密封应用的 需要。 参考文献：5篇(喀) 摘译自tRubbcr wm'ld}1992年 207卷第 1期 ． 华北油田橡腔制品及防离技术研究所 张汝义 浔 活性 白陶土 ＼～ 温州矿产品公司橡塑填料厂研制生产了 新颖橡胶补强填充剂—— 活性白陶土 目前 已形成年产 2000吨的规模。该产品是将矿石 经超 细粉碎后。再经偶联剂无机复盖剂双重 表面处理制成 其臼度达 80 以上，密度 2． 7g／cm 。经浙江省地质科学研究所删试中心 测试 ，粒径小于 400目的 占 90 以上 ．325目 帏余量小于 1 。陪性白陶土经杭仆l橡胶厂 、 新安江轮胎分厂、温仆l橡胶息厂韧杭州永 固 橡胶厂使用，表明其性能艮好 ，质量稳定。已 经有关单位鉴定。 ＼ 多功能橡胶助剂PDM | l 大连轻化工研究所研制多功能橡胶助剂 PDM(NN，间苯撑双马来酰亚胺)又名 HVA 一 2。属一种新型橡胶助剂，具有多官能团性 在橡胶硫化过程中，即可作硫化剂，也可用作 过氧化物硫化体系的助硫 化剂。还可用作防 焦剂和增粘剂，既适用于通用橡胶，也适用于 特种合成橡胶和橡塑井用体系。在乙丙橡胶、 氯磺 化聚乙烯、氯丁橡胶 中添加一定量 的 PDM。可大大改善其胶料的性能 ，并可降低生 产成本，具有一定实用价值。 郭 文 维普资讯 http://www.cqvip.com