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100% 液态氟硅胶满足汽车业新挑战

时间: 2011-06-26 21:17 来源: 作者: 道康宁公司  &nb 点击:
氟硅(FSRs) 在汽车应用中通常被用于制造接触发动机燃料/汽车燃料,溶剂和机油的产品。道康宁开发的新型完全氟化LSR,把液态硅橡胶的高加工效率和氟硅橡胶的优异性能结合起来。

什么是100% F-LSR?

通过完全将硅氧烷主链上的两个甲基基团之一取代为三氟丙基,道康宁开发出一种全新的液态氟硅橡胶(F-LSR)产品,该产品具有与FSR相似的性能,同时又具有LSR良好的流动性和加工性能。

道康宁最初开发的共聚型F-LSRs与传统的共混型材料相比,具有更好的性能和耐燃油/机油性。聚合物共混物两相之间的相容性差,而共聚物则达到了分子水平的相互作用。新型的100% F-LSRs(完全氟化液态硅橡胶)与共聚型F-LSRs相比,具有以下的共同特性:

·通过消除聚合物的熔点(无Tm),降低材料的最低使用温度。共聚型 F-LSR Tg ~ -100℃;100% F-LSR Tg ~ -70℃。
·宽广的耐温范围。
·良好的力学性能,如优异的拉伸强度和撕裂强度。

与共聚型系列产品相比,新型的100% F-LSRs在以下方面更具优势﹕

·优良的耐非极性烃类燃油,机油和溶剂的能力;
·提高了在极性流体,如酯类和酮类中的溶解度;
·具有与标准固态FSR(氟硅橡胶)产品相同的耐流体介质能力。

两种Silastic F-LSR产品都能提供良好的低温弹性和高温稳定性。氟化系列产品的耐低温性能可从Silastic FL 30-9201 和 Silastic FL 40-9201的~ -70 到Silastic FL 45-9001 和 Silastic FL 65-9001的-100℃。新型的Silastic F-LSRs在高温稳定性方面也表现良好。


图1 道康宁新型液态Silastic牌橡胶的三氟丙基甲基摩尔百分比

对四种Silastic 牌号的F-LSRs, 根据ASTM D2000-06ae1 汽车用橡胶制品标准分类系统进行测试,表1给出了相应的测试结果。该分类系统对橡胶的性能进行了分类并给出相应的代码,第一位字母(类型)基于材料的耐热老化能力而定,第二位字母(级别)代表耐油溶胀的能力。

Silastic F-LSR ASTM D2000

Designation

FL 30-9201 FK

FL 40-9201 GK

FL 45-90 01 GJ

FL 65-9001 GJ

Type Class

F=200℃ J=<20% Swell 150℃

G=225℃ K=<10% Swell 150℃

表1 ASTM 70小时热老化和油品老化测试结果

图2表明,不同的Silastic F-LSR产品对于多种流体具有很好的耐受能力和耐油溶胀能力。值得注意的是,Silastic F-LSR产品对于苛刻的柴油型流体具有非常好的耐溶胀能力。而且在耐流体老化后,仍能保持良好的力学性能,两种Silastic 100% F-LSRs尤其突出。


图 2 液态氟硅橡胶在不同流体中老化后的体积溶胀

另外,对于两种不同类型的Silastic F-LSR和一种FSR产品,在150℃传动流体ATF+4中进行了1000小时的老化测试。该流体是一种很苛刻的油品。共聚型F-LSR在老化后几乎降解,而两种Silastic 100% F-LSR 和FSR尽管拉伸强度也出现不同程度的下降,但是仍能保持一定的弹性。

除了以上所示的老化数据,Silastic F-LSRs,尤其是100%氟化的产品即使在未二次硫化的状态下,仍具有良好的力学性能和低压缩永久变形,这些特性使其尤其适合于密封应用。Silastic FL 30-9201和Silastic FL40-9201所具有的低溶胀和其他技术特性,能够为巿场上所提出的一些技术挑战提供新的解决方案。

Silastic 100% F-LSR的使用

Silastic 100% F-LSR在加工时与二甲基液态硅橡胶相似,可以采用标准的LSR设备加工,不需要特殊的设备或工装。Silastic F-LSR材料将FSR和LSR的最佳特性独特地结合起来,改善了材料的耐燃油能力和加工性能。

低粘度

当使用Silastic 100% F-LSR时,粘度降低的实现意味生产商能够更快更好地操作生产设备。由 Silastic 100% F-LSR 的低粘度所带来的直接好处如下:

* 减少对加工工艺条件的设定过程 (压力和速度);
* 生产无飞边制品;
* 采用更多的模腔。

当使用固态氟硅橡胶(FSR) 时,材料的高粘度经常迫使生产商降低模温,以便使胶料能够完全充满模腔而不出现熔接痕和流痕。但是降低温度会延长硫化时间,降低生产效率。当换成Silastic 100% F-LSR后,生产商会发现生产效率大幅提高。模具的温度可以设定得更高,从而提高硫化程度并降低温度对成品性能的影响,同时也缩短硫化时间。

快速的生产周期

道康宁的Silastic 100% F-LSR所需的生产周期很短,提高了生产效率和生产的灵活性。该特性能够使模温设定在较低水平,同时维持相当短的模压周期。这一点在尝试将Silastic F-LSR复合模压到工程上的时候尤其有用。

长储存期

液态产品的储存期一直是加工企业和生产商所关注的问题。考虑到当两组分混合后,其硫化速度较快,这就有必要保证在经过周末后使模压设备中混合的材料仍能够进行抽取注射操作,而无需用新材料将其从混合注射系统中排出。与标准的LSR相比,Silastic 100% F-LSR的储存期更长。

复合模压能力

作为液态橡胶,Silastic F-LSR能够被复合模压到塑料制品上。复合模压既可以通过分步方法,也可以通过在同一模具中的连续注射操作而实现。

复合模压工艺可以使工业的供应链结构得以精简,现在许多操作可以整合到硅橡胶或塑料生产商手中。复合模压可以提高生产的灵活性:

* 节省时间;
* 节约半成品的运输和储存成本;
* 减少由于引入其他生产商生产的产品而产生的质保问题;
* 消除零件组装成本。

在汽车应用的机遇

多年以来,道康宁一直在向巿场提供部分氟化的液态硅橡胶(三氟丙基甲基-二甲基共聚型LSR)解决方案。这些解决方案不能完全满足一些苛刻的应用。道康宁将FSR 和 LSR的技术优势结合在一起,开发出新型的100 %氟化液态硅橡胶。Silastic牌100% F-LSR给汽车制造商提供了革新设计水平,提高生产效率,生产能耐受苛刻燃油和机油,同时在极端温度条件下保持高度可靠性的小型、复杂零件的机会。

零件生产商用Silastic 100% F-LSR生产的零件能耐受更苛刻的机油、燃油工况,当接触燃油和机油时其溶胀很有限,同时其工作温度范围也很宽广。这些对于汽车工业的应用尤其重要。在这些应用中,零件必须能在严寒气候、凉爽环境或者是夏季工作时的高温环境中保持性能的稳定。

液态氟硅橡胶能够带给汽车制造商和零件生产商如下一些益处:

更高的生产效率—采用标准的液态注射模压工艺,液态氟硅橡胶的生产效率是采用标准固态氟硅橡胶的三倍;由于制品具有更高的均一性和更高的尺寸精度,所以零件在使用过程中的可靠性更高;与HCR生产相比,可以采用较低的压力来生产液态氟硅橡胶,从而节约维护成本;LSR生产过程降低了对注射机和模具工装的应力负荷;对于现在拥有液态硅橡胶注射模压机(IMM)的客户而言,可以节约模压设备投资成本;计量设备也与标准LSR所需的相同,并且计量设备可以同时给多台注射机供料;由于Silastic F-LSR在硫化过程中没有异味,使得生产车间拥有良好的工作环境。(end)

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