阀门用密封件的橡胶材质有哪些?

2018-08-31 17:00 厦门三江盛达

1、丁腈橡胶(NBR)

是丁二烯与丙烯腈单体经乳液聚合合成的无规律共聚物,其分子结构式为:—(CH2-CH=CH)m-(CH2-CH2- CH)n- CN,丁腈橡胶最早于1930年在德国开始研制,是丁二烯与25%丙烯腈的共聚物,由于其耐老化、耐热、耐磨性能均优于天然橡胶,因此受到橡胶工业的重视。第二次世界大战期间,随着武器装备的迅猛发展,耐热、耐油的丁腈橡胶作为战备物资,需求量急剧增加。至今已有20多个国家生产丁腈橡胶,年产量56万吨,占全世界合成橡胶总量的4.1%。
丁晴橡胶

 

由于具有优良的耐热、耐油和力学性能,现在已成为耐油橡胶的主体产品,占所有耐油橡胶需求量的80%左右。丁腈橡胶在20世纪50年代取得了很大的发展,至今已有300多个牌号,按照丙烯腈含量划分,在18%~50%丙烯腈含量范围内可分为:丙烯腈含量>42%为极高腈品级,36%~41%为高腈品级,31%~35%为中高腈品级,25%~30%为中腈品级,24%以下为低腈品级。工业上使用量最大的是低腈品级的丁腈-18(结合丙烯腈含量17%~20%),中腈品级的丁腈-26(结合丙烯腈含量27%~30%),高腈品级的丁氰-40(结合丙烯腈含量36%~40%)。丙烯腈含量的增加可以显著提高丁腈橡胶的耐油和耐热性能,但并非多多益善,因为丙烯腈含量的增加同时会降低橡胶的低温性能。 

 

丁腈橡胶主要用于制造石油基液压油、润滑油、煤油和汽油中工作的橡胶制品其工作温度为-50—100度;短期工作可用于150度,在空气和乙醇甘油防冻液中工作温度为-45—100度。丁腈的耐老化性差,当臭氧浓度较高时会迅速老化龟裂,不宜在高温空气中长期工作,也不能在磷酸酯抗燃液压油中工作。  

 

丁腈橡胶的一般物理特性:

 

(1)丁腈橡胶一般为黑色,颜色可根据客户需要调节,但须增加一些成本,而且可能影响橡胶的使用效果。

 

(2)丁腈橡胶有轻微的臭鸡蛋味道。

 

(3)根据丁腈橡胶的耐油特性及使用温度范围判断密封件的材质是否为丁腈橡胶。 

 

2、硅橡胶(Si或VMQ)
 

是以硅氧键单元(-si-o-si)为主链,以有机基为侧基的线性聚合物。   由于航空、航天等尖端工业的发展,迫切需要耐高温和耐低温的橡胶密封材料。早起使用的天然、丁氰、氯丁等通用橡胶已不能满足工业发展的需要,因而在20世纪40年代初期美国的两家公司开始投入生产二甲基硅橡胶,就是最早的硅橡胶。我国也在20世纪60年代初期研究成功并投入生产。经过几十年的发展,硅胶的品种、性能及产量都有了极大的发展。
 

硅胶的主要特性: 

 

(1)耐热性能 硅胶的高温稳定性能好。可以在150℃下长期使用,性能不会有明显变化;在200℃下可连续工作1万小时以上,甚至可以在350℃高温下短时间使用。

 

(2)耐寒性能 低苯基硅胶和中苯基硅胶在-60℃和-70℃时耐寒系数都在0.65以上具有良好的低温弹性。而一般硅胶的使用温度都在-50℃。

 

(3)耐油及耐化学介质性能 硅胶对乙醇、丙酮等极性溶剂和食物油等的耐受能力很好,只引起很小的膨胀,力学性能基本不会降低;硅胶对低浓度的酸、碱、盐的耐受性也较好,在10%硫酸溶液中放置7天,体积变化率小于1%,力学性能基本不改变。但硅胶不耐浓硫酸、浓碱、四氯化碳及甲苯等非极性溶剂。

 

(4)耐老化性能强,硅胶具有明显的耐臭氧性能和抗辐射能力是普通橡胶不能比拟的。 

 

(5)介电性能 硅胶具有很高的体积电阻率(1014~1016Ω•cm)并且在很宽泛的范围内其电阻值保持稳定。适合作为高压条件下的绝缘材料。

 

(6)阻燃性能 硅胶遇火不会马上燃烧,而且其燃烧产生有毒气体较少,燃烧后的产物会形成绝缘性陶瓷曾,因此硅胶还是优良的阻燃材料。

 

综合以上特性,硅胶被广泛应用于家用电器行业所使用的密封件或橡胶零件,如电热壶、电烫斗、微波炉内的橡胶零件;电子行业的密封件或橡胶零件,如手机按键、 DVD 内的减震垫、电缆线接头内的密封件等;与人体有接触的各式用品上的密封件,如水壶、饮水机等。 

 

3、氟胶(FKM或Vtion)

 

又称氟弹性体,是在主链和侧链碳原子上含有氟原子的高分子聚合物。 从20世纪50年代初期,美国和前苏联就开始含氟弹性体的开发。最早投入生产的是美国杜邦和3M公司的vtionA和Kel-F经过半个世纪的发展,氟弹性体在耐热,耐介质,耐低温和工艺等各个面取得了飞速发展,并形成系列产品。

 

氟胶有优异的耐热、耐臭氧和各种液压油料的性能。其在空气中的工作温度为-40~250℃,在液压油中的工作温度为-40~180℃。由于氟胶的加工,粘接和低温性能比通用橡胶差、价格也较昂贵,所以多用于通用橡胶不能胜任的高温介质中,但不适用于某些磷酸酯溶液。

4、三元乙丙(EPDM)

是乙烯、丙烯及少量非共轭双烯类烯烃的三元共聚物。   1957年意大利实现乙烯、丙烯二元共聚物橡胶(二元乙丙胶)的工业化生产。1963年美国杜邦公司在二元乙丙胶基础上加入少量非共轭的环状二烯作第三单体,合成出分子链上带有双键的低不饱和度三元乙丙。由于分子主链仍是饱和的,三元乙丙保持了二元乙丙的优异性能,同时又实现了硫化的目的。   三元乙丙橡胶 具有优良的耐臭氧性能,在臭氧浓度为1*10-6环境中2430小时仍不龟裂;具有很好的耐腐蚀性:对醇、酸、强碱、氧化剂、洗涤剂、动植物油、酮、和某些脂类都具有很好的稳定性(但在石油基燃油,液压油中膨胀严重,不能在接触矿物油的环境中工作);耐热性能优良,可以在-60~120℃温度下长期使用;具有很好的耐水性能和电绝缘能力。   三元乙丙橡胶本色为米黄色,弹性优良。 

5、聚氨酯弹性体

是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯,并以此为基础进入工业化应用。聚氨酯弹性体使用温度范围在-45℃—110℃,可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性,特别是对于润滑油和燃料油均具有良好的抗溶胀性能,具有“耐磨橡胶”之称。 

聚氨酯弹性体具有优异的综合性能,已广泛用于冶金、石油、汽车、选矿、水利、纺织、印刷、医疗、体育、粮食加工、建筑等工业部门.

6、聚四氟乙烯(PTFE)

聚四氟乙烯(英文缩写为Teflon或[PTFE,F4]),被美誉为/俗称“塑料王”,中文商品名“铁氟龙”、“特氟隆”(teflon)、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等。它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物,具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性(是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一,除熔融金属钠和液氟外,能耐其它一切化学药品,在王水中煮沸也不起变化,广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的)、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优异(能在+250℃至-180℃的温度下长期工作)。聚四氟乙烯它本身对人没有毒性,但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。   温度 -20~250℃(-4~+482°F),允许骤冷骤热,或冷热交替操作。   压力 -0.1~6.4Mpa(全负压至64kgf/cm2)(Full vacuum to 64kgf/cm2)