氟硅橡膠(FSRs) 在汽車應用中通常被用于制造接觸發(fā)動機燃料/汽車燃料,溶劑和機油的產(chǎn)品。道康寧開發(fā)的新型完全氟化LSR,把液態(tài)硅橡膠的高加工效率和氟硅橡膠的優(yōu)異性能結(jié)合起來。
什么是100% F-LSR?
通過完全將硅氧烷主鏈上的兩個甲基基團之一取代為三氟丙基,道康寧開發(fā)出一種全新的液態(tài)氟硅橡膠(F-LSR)產(chǎn)品,該產(chǎn)品具有與FSR相似的性能,同時又具有LSR良好的流動性和加工性能。
道康寧*初開發(fā)的共聚型F-LSRs與傳統(tǒng)的共混型材料相比,具有更好的性能和耐燃油/機油性。聚合物共混物兩相之間的相容性差,而共聚物則達到了分子水平的相互作用。新型的100%F-LSRs(完全氟化液態(tài)硅橡膠)與共聚型F-LSRs相比,具有以下的共同特性:
·通過消除聚合物的熔點(無Tm),降低材料的*低使用溫度。共聚型 F-LSR Tg ~ -100℃;100% F-LSRTg~-70℃。 ·寬廣的耐溫范圍。 ·良好的力學性能,如優(yōu)異的拉伸強度和撕裂強度。
與共聚型系列產(chǎn)品相比,新型的100% F-LSRs在以下方面更具優(yōu)勢﹕
·優(yōu)良的耐非極性烴類燃油,機油和溶劑的能力; ·提高了在極性流體,如酯類和酮類中的溶解度; ·具有與標準固態(tài)FSR(氟硅橡膠)產(chǎn)品相同的耐流體介質(zhì)能力。
兩種SilasticF-LSR產(chǎn)品都能提供良好的低溫彈性和高溫穩(wěn)定性。氟化系列產(chǎn)品的耐低溫性能可從SilasticFL30-9201 和 SilasticFL 40-9201的~ -70 到Silastic FL 45-9001 和SilasticFL65-9001的-100℃。新型的SilasticF-LSRs在高溫穩(wěn)定性方面也表現(xiàn)良好。 圖1 道康寧新型液態(tài)Silastic牌橡膠的三氟丙基甲基摩爾百分比對四種Silastic 牌號的F-LSRs,根據(jù)ASTMD2000-06ae1汽車用橡膠制品標準分類系統(tǒng)進行測試,表1給出了相應的測試結(jié)果。該分類系統(tǒng)對橡膠的性能進行了分類并給出相應的代碼,**位字母(類型)基于材料的耐熱老化能力而定,**位字母(級別)代表耐油溶脹的能力。
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小時熱老化和油品老化測試結(jié)果
圖2表明,不同的SilasticF-LSR產(chǎn)品對于多種流體具有很好的耐受能力和耐油溶脹能力。值得注意的是,SilasticF-LSR產(chǎn)品對于苛刻的柴油型流體具有非常好的耐溶脹能力。而且在耐流體老化后,仍能保持良好的力學性能,兩種Silastic100%F-LSRs尤其突出。 圖 2 液態(tài)氟硅橡膠在不同流體中老化后的體積溶脹另外,對于兩種不同類型的SilasticF-LSR和一種FSR產(chǎn)品,在150℃?zhèn)鲃恿黧wATF+4中進行了1000小時的老化測試。該流體是一種很苛刻的油品。共聚型F-LSR在老化后幾乎降解,而兩種Silastic100%F-LSR和FSR盡管拉伸強度也出現(xiàn)不同程度的下降,但是仍能保持一定的彈性。
除了以上所示的老化數(shù)據(jù),SilasticF-LSRs,尤其是100%氟化的產(chǎn)品即使在未二次硫化的狀態(tài)下,仍具有良好的力學性能和低壓縮長久變形,這些特性使其尤其適合于密封應用。SilasticFL30-9201和SilasticFL40-9201所具有的低溶脹和其他技術(shù)特性,能夠為巿場上所提出的一些技術(shù)挑戰(zhàn)提供新的解決方案。
Silastic 100% F-LSR的使用
Silastic100%F-LSR在加工時與二甲基液態(tài)硅橡膠相似,可以采用標準的LSR設(shè)備加工,不需要特殊的設(shè)備或工裝。SilasticF-LSR材料將FSR和LSR的*佳特性獨特地結(jié)合起來,改善了材料的耐燃油能力和加工性能。
低粘度
當使用Silastic 100% F-LSR時,粘度降低的實現(xiàn)意味生產(chǎn)商能夠更快更好地操作生產(chǎn)設(shè)備。由Silastic100%F-LSR 的低粘度所帶來的直接好處如下:
* 減少對加工工藝條件的設(shè)定過程 (壓力和速度); * 生產(chǎn)無飛邊制品; * 采用更多的模腔。
當使用固態(tài)氟硅橡膠(FSR)時,材料的高粘度經(jīng)常迫使生產(chǎn)商降低模溫,以便使膠料能夠完全充滿模腔而不出現(xiàn)熔接痕和流痕。但是降低溫度會延長硫化時間,降低生產(chǎn)效率。當換成Silastic100%F-LSR后,生產(chǎn)商會發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)效率大幅提高。模具的溫度可以設(shè)定得更高,從而提高硫化程度并降低溫度對成品性能的影響,同時也縮短硫化時間。
快速的生產(chǎn)周期
道康寧的Silastic100%F-LSR所需的生產(chǎn)周期很短,提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的靈活性。該特性能夠使模溫設(shè)定在較低水平,同時維持相當短的模壓周期。這一點在嘗試將SilasticF-LSR復合模壓到工程塑料上的時候尤其有用。
長儲存期
液態(tài)產(chǎn)品的儲存期一直是加工企業(yè)和生產(chǎn)商所關(guān)注的問題。考慮到當兩組分混合后,其硫化速度較快,這就有必要保證在經(jīng)過周末后使模壓設(shè)備中混合的材料仍能夠進行抽取注射操作,而無需用新材料將其從混合注射系統(tǒng)中排出。與標準的LSR相比,Silastic100%F-LSR的儲存期更長。
復合模壓能力
作為液態(tài)橡膠,SilasticF-LSR能夠被復合模壓到塑料制品上。復合模壓既可以通過分步方法,也可以通過在同一模具中的連續(xù)注射操作而實現(xiàn)。
復合模壓工藝可以使工業(yè)的供應鏈結(jié)構(gòu)得以精簡,現(xiàn)在許多操作可以整合到硅橡膠或塑料生產(chǎn)商手中。復合模壓可以提高生產(chǎn)的靈活性:
* 節(jié)省時間; * 節(jié)約半成品的運輸和儲存成本; * 減少由于引入其他生產(chǎn)商生產(chǎn)的產(chǎn)品而產(chǎn)生的質(zhì)保問題; * 消除零件組裝成本。
在汽車應用的機遇
多年以來,道康寧一直在向巿場提供部分氟化的液態(tài)硅橡膠(三氟丙基甲基-二甲基共聚型LSR)解決方案。這些解決方案不能完全滿足一些苛刻的應用。道康寧將FSR和LSR的技術(shù)優(yōu)勢結(jié)合在一起,開發(fā)出新型的100%氟化液態(tài)硅橡膠。Silastic牌100%F-LSR給汽車制造商提供了革新設(shè)計水平,提高生產(chǎn)效率,生產(chǎn)能耐受苛刻燃油和機油,同時在極端溫度條件下保持高度可靠性的小型、復雜零件的機會。
零件生產(chǎn)商用Silastic100%F-LSR生產(chǎn)的零件能耐受更苛刻的機油、燃油工況,當接觸燃油和機油時其溶脹很有限,同時其工作溫度范圍也很寬廣。這些對于汽車工業(yè)的應用尤其重要。在這些應用中,零件必須能在嚴寒氣候、涼爽環(huán)境或者是夏季工作時的高溫環(huán)境中保持性能的穩(wěn)定。
液態(tài)氟硅橡膠能夠帶給汽車制造商和零件生產(chǎn)商如下一些益處:
更高的生產(chǎn)效率—采用標準的液態(tài)注射模壓工藝,液態(tài)氟硅橡膠的生產(chǎn)效率是采用標準固態(tài)氟硅橡膠的三倍;由于制品具有更高的均一性和更高的尺寸精度,所以零件在使用過程中的可靠性更高;與HCR生產(chǎn)相比,可以采用較低的壓力來生產(chǎn)液態(tài)氟硅橡膠,從而節(jié)約維護成本;LSR生產(chǎn)過程降低了對注射機和模具工裝的應力負荷;對于現(xiàn)在擁有液態(tài)硅橡膠注射模壓機(IMM)的客戶而言,可以節(jié)約模壓設(shè)備投資成本;計量設(shè)備也與標準LSR所需的相同,并且計量設(shè)備可以同時給多臺注射機供料;由于SilasticF-LSR在硫化過程中沒有異味,使得生產(chǎn)車間擁有良好的工作環(huán)境。 100% 液態(tài)氟硅膠滿足汽車業(yè)行業(yè)新挑戰(zhàn) |