氟橡胶的性能和加工要点

氟橡胶的性能和加工要点

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氟橡胶是一种高性能的合成橡胶，具有优异的耐热性、耐腐蚀性和化学稳定性，广泛应用于航空航天、汽车、石油、化工等领域。本文将详细介绍氟橡胶的主要性能特点和加工要点，帮助读者深入了解这种重要的特种橡胶材料。

氟橡胶的主要性能

1. 物理性能：氟橡胶具有较好的力学性能，有较好的拉伸强度和硬度，但常态下的弹性较差。

2. 耐热性：氟橡胶有很好的耐热性，26型氟橡胶可在250℃下长期工作，在300℃可短期工作。其性能随温度的变化大于硅橡胶，拉伸强度和硬度均随温度升高而明显下降，至250~260℃时，下降趋势减缓。

3. 耐腐蚀性能：氟橡胶有很高的化学稳定性，是所有弹性体中最耐介质的一种；它对有机液体各种烃类有良好的抗耐性，仅仅不耐低分子的酯、醚、酮及部分胺类化合物。

4. 耐过热水、蒸汽的性能：过氧化物硫化的氟胶优于胺类、酚类化合物硫化的氟橡胶。

5. 抗压缩变形性能：据统计，50%以上的氟橡胶用于密封制品，压缩变形是一个主要性能。美国杜邦公司一直致力于改进压缩变形性能，其产品204℃×70h压缩变形在1964年时大于80%，至1973年已有大幅度的降低达13%。

6. 耐寒性能：26型氟橡胶的耐寒性能较差，其保持弹性的极限温度为-15~-20℃。美国杜邦公司开发的VitonGLT，其低温性能得到很好的改进，可适用于-54℃下的密封，是阿拉斯加油田用的低温密封材料。特定的超低温下的密封，有时也用氟橡胶。

7. 气透性与真空性能：氟橡胶有很低的透气性，在高温、高真空条件下，具有极小的气体挥发量（失重），因此，它的耐高真空性能特别好。

8. 耐侯、耐臭氧性能：氟橡胶对日光、臭氧和天候老化十分稳定。硫化胶经过10年的自然老化，还保持很好的性能。

9. 耐燃性能：氟橡胶与火接触能燃烧，但离开火后即熄灭，它属于自熄橡胶。氟橡胶的氧指数为61~64。

氟橡胶的配合和加工要点

氟橡胶的加工配方比较简单，主要由生胶、吸酸剂、硫化剂、补强剂组成。

生胶

国外生胶品种多，门尼粘度适中，供选择的余地大。国内在这方面的差距较大。

吸酸剂（稳定剂）

一般多用氧化物、氢氧化物，其用量在5-10份。加入品种根据胶料性能要求而定。加入氧化镁可得到耐热性好的胶料；加入氧化铅可得到耐水和耐酸性好的胶料；加入氧化锌和二盐基亚磷酸铅，可得到流动性好的胶料，其耐水性能好；加入氧化钙，可得到低压缩变形的胶料；在酚类硫化体系中，加入氢氧化钙和活性氧化镁，可得到低压缩变形的胶料。

硫化剂

1. 胺类硫化剂：国内多用3#硫化剂，它易分散，工艺性能较好，耐热性尚可，压缩变形较大，胶料贮存期较短。国外已不采用此系统。

2. 酚类硫化剂：胶料稳定性好，工艺性能特好，硫化胶不抽边，而且压缩变形很小，是氟橡胶理想的硫化剂。

3. 过氧化物硫化剂：采用DCP+TAIC硫化，具有较好的工艺性能，可得到高强度的胶料。其耐腐蚀性好，但压缩变形大。

补强填充体系

氟橡胶属于自补强橡胶，补强填充剂主要是用于改进工艺性能、降低成本和提高硬度、耐热性和压缩变形性能等。

1. N990炭黑和喷雾炭黑

N990炭黑是氟橡胶理想的补强填充剂，它具有较大的填充量。一般可加入25~30份，特殊情况可加入60份。可得到较好的综合性能，压缩变形小，而且可降低成本。喷雾炭黑是国内惯用的补强填充剂。加入量一般不高于20份，它的硫化胶的硬度偏高，而且压缩变形大，工艺性能差。

2. 其他填料

白炭黑：氟橡胶加入白炭黑，工艺性能差，硫化胶的耐热和压缩变形性能差。

无机填料：氧化钙可加入2035份，其耐热性能好于炭黑和其他填料，碳酸钙可获得好的绝缘性，硫酸钡可获得低的压缩变形，用量为2040份。

碳纤维和硅酸镁纤维（针状滑石粉）均能提高氟橡胶的强度和耐热性能。碳纤维可提高硫化胶的导热性。

加工助剂

氟蜡、低分子聚乙烯、SL-1加工助剂可保持稳定的脱模效果。美国耀星公司的WS280是氟橡胶专用加工助剂。它在高温时的挥发性非常低，可提供良好的脱辊性，胶料流动性好，而且减少模具污染。经试用，效果很好。

金属粘合剂

试验表明，白色的氟胶料比黑色胶易与金属粘合；酚类硫化的氟胶比胺类硫化胶易与金属粘合。

过去惯用开姆洛克的CH-607作为粘合剂，近两年来，采用CH-5150，使用效果很好，比CH-607稳定、可靠。

3#硫化剂的氟胶料，用过上海华明橡塑制品厂配制的粘合剂，其粘合强度都大于5MPa。

胶浆的配制

氟橡胶胶料可溶解于乙酸乙酯和丙酮等溶剂。一般氟胶胶浆的配制如下：混炼胶：溶剂=1:4。

关于混炼工艺

氟橡胶的导热性差，混炼生热大，容易导致粘辊或焦烧。为此，要强化冷却，并适当减少混炼装胶容量（减少30%左右）如14英寸炼胶机的容量为5~8kg。

加料顺序：生胶上辊→加工助剂→吸酸剂→补强填充剂→硫化剂。

要特别注意的是硫黄不能混入氟胶胶料，即使是0.2感量也会对胶料硫化产生严重的影响。

另外，混炼胶不能接触水，少量的水能使氟胶胶料产生焦烧，这是应该严格控制的。

下表是氟橡胶配方举例。分别列出国产氟胶、日本大金公司和美国3M公司氟胶的配方组成。

结论

氟橡胶经40多年的开发应用，已经成为重要的耐热、耐介质弹性材料。26型氟橡胶制的0形图在200℃可连续工作10000小时以上，在230℃下可工作3000小时，在260℃下可工作1000小时。它是一种耐高温、长寿命的橡胶产品，已在各领域广泛应用，得到各方面的认可。

目前，我国氟橡胶无论在产量和质量上，和国外尚有较大差距。例如，上海3F公司的26B氟橡胶在100℃，ML1+5门尼粘度为100-140，而日本大金公司G751氟胶在100℃，ML1+5门尼粘度为52，其加工性能和弹性都较好。从物理性能看，大金公司产品的力学性能和老化性能均优于我国3F公司。但3F公司的氟橡胶采用酚类硫化体系和N990炭黑之后，性能也保持在较高的水平上，同时国产氟橡胶一直以它的价格优势吸引着国内外的广大用户。