几种耐FAM-B试验液橡胶配方的研究

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几种耐FAM-B试验液橡胶配方的研究

张卫斌闫海旭

（咸阳时代特种密封科技有限公司、陕西省咸阳市、712023）

（张卫斌，、男、1980年3、汉、陕西商洛、工程师）

摘要：随着汽车工业的燃料油、润滑油及其添加剂正在向无污染、生物燃油方向发展的趋势，对汽车用橡胶产品提出了更高性能、更好的耐新燃油及更长的使用寿命等要求。特别是德国大众对汽车橡胶产品性能要求的标准VW 2.8.1，其中的FAM-B试验液，对橡胶材料耐试验液提出了更高的要求。本文选用几种橡胶、氢化橡胶、氟橡胶和几种橡胶的并混，丛试验上对比数据，研究出耐FAM-B试验液效果比较好的橡胶配方。

关键词：FAM-B试验液；橡胶；氢化橡胶；氟橡胶；橡胶并混

本文根据汽车工业向高性能、低能耗、低排放、低噪音及更长使用寿命方向发展的特点，汽

车燃料油、润滑油及其添加剂成分在不断发生变化，正在向无污染、生物燃油发展的趋势影响，针对德国大众标准VW 2.8.1中FAM-B大米淀粉试验液对橡胶材料的更高要求，原传统的通用耐油橡胶材料已经远远不能适应这一变化，极大地约束着汽车整体性能和质量的提高。为此采用几种新材料开展汽车用特种橡胶材料的研究工作，提高我国汽车产业的整体性能和质量。

1 试验

1.1 主要原材料

NBR，3604，兰化公司产品；3365，台湾南帝公司产品；DN003，1203D（NBR/PVC=70:30质量比），日本瑞翁公司产品；HNBR，氢化1020，日本瑞翁公司产品；氢化C3446，德国朗盛公司产品；FKM，氟橡胶2601，氟橡胶2602，氟橡胶2462，上海三爱富新材料股份有限公司产品；FAM-A试验液: 甲苯 50%，异辛烷 30%，二异丁烯 15%，乙醇5%；FAM-B试验液：FAM-A 84.5%，甲醇 15%，去矿物质水 0.5%；其他配合剂均为工业品。

1.2 主要设备与试验仪器

XK-400开炼机，大连华日橡塑机械有限公司产品；50T平板硫化机，上海第一橡胶机械厂产品；XHS型绍尔A硬度计，营口市材料试验机有限公司产品；MZ-400万能电子拉力机，江都市明珠试验机械厂产品；9036A型老化箱，上海一华仪器设备有限公司产品；JA1003型电子天平，上海恒平科学仪器有限公司产品。

1.3 测试方法

所有测试均按现行相应国家标准或橡胶行业标准执行。

2 结果与讨论

2.1 橡胶的选择

橡胶含有极性腈基，对非极性或弱性的矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂等有较高的稳定性，耐油性是其最大优点，丙烯腈含量越高耐油性越好；芳烃溶剂、酮、酯等极性物质对橡胶有溶胀作用，溶剂或油的苯胺点越低或芳烃含量越高，则橡胶的溶胀也越大，即耐油性越差。故选用丙烯腈含量都在30%以上的3604、3365、DN003、1203D（NBR/PVC=70:30质量比），但经过多轮试验，几种橡胶的配方

整体耐FAM-B试验液效果不佳。造成橡胶溶胀，橡胶的硬度、伸长、拉伸强度、重量变化明显增大。但丙烯腈含量最高的DN003耐FAM-B试验液性能明显优于其他丙烯腈含量较低的橡胶。性能结果见表1。

NBR配方：生胶 100，氧化锌 5，硬脂酸 1,防老剂4010NA 1.5，防老剂D 2,硫化剂+促进剂 6，炭黑变量，软化剂变量，其他助剂 3。

表1、不同牌号NBR胶料性能结果

封胶机

项目		VW 2.8.1指标	NBR-1	NBR-2	NBR-3	NBR-4
生胶牌号			3604	3365	DN003	1203D
丙烯腈含量，%			36	33	50	33
门尼粘度 1+4/100℃			40～65	60～75	滚刷70～80	60～70
邵尔A硬度，度		70±5	68	70	70	66
拉伸强度，MPa		≥10	11	12	17	12
拉断伸长率，%		≥300	352	347	496	492
FAM-B试液中(23℃×48h)	硬度变化，度	0～-17	-18	-22	-26	-24
	拉伸强度，MPa	≥6.0	4.1	3.8	4.0	2.2
	拉断伸长率，%	≥150	140	150	190	180
	重量变化，%	０～25	34.5	42.4	27.4	44.9

2.2 氢化、氢化与并用的选择

氢化橡胶因烃链上的不饱和双键被氢化还原成饱和键，故也称高饱和橡胶，具有良好的耐液体（包括含腐蚀添加物的油类）的溶胀性能，良好的力学性能和耐低温性能。而芳烃溶剂、烯烃类等极性物质对氢化橡胶也具有溶胀作用。选用氢化1020（饱和度90%）、C3446（饱和度96%）、1020与DN003并用、C3446与DN003并用，经过多轮试验，几种配方整体耐FAM-B试验液性能优于橡胶配方。但甲苯、二异丁烯对氢化也具有溶胀作用，造成橡胶溶胀，橡胶的硬度、伸长、拉伸强度、重量变化也不完全符合标准VW 2.8.1的指标要求。但饱和度高的氢化C3446耐FAM-B试验液性能明显优于饱和度低的氢化1020。性能结果见表2。

HNBR配方：生胶 100，氧化锌 5，硬脂酸 1,防老剂RD 2，防老剂MB 2,硫化剂+促进剂 8，炭黑变量，软化剂变量。

表2、不同牌号HNBR、HNBR与NBR并用胶料性能结果

项目		VW 2.8.1指标	HNBR-1	HNBR-2	HNBR-3	HNBR-4
生胶牌号			1020	C3446	1020与DN003并用(50:50)质量	C3446与DN003并用(50:50)质量
邵尔A硬度，度		70±5	70	68	68	70
拉伸强度，MPa		≥10	21	22	12	14
拉断伸长率，%		≥300	344	431	495	456
FAM-B试液中(23℃×48h)	硬度变化，度	0～-17	-20	-22	-24	-26
	拉伸强度，MPa	≥6.0	4.8	6	4.2	4.6
	拉断伸长率，%	≥150	180	190	210	200
	重量变化，%	０～25	37.8	35.6	40	36.4

2.3 氟橡胶的选择

氟橡胶是主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一类高分子弹性体，具有优异的耐高温老化、耐油和耐化学药品性，但他的耐低温性能较差，拉断伸长率比较低。选用海三爱富新材料股份有限公司氟橡胶2601、2602、2462，经过多轮试验，几种配方整体耐FAM-B试验液性能优于和氢化橡胶配方。但氟橡胶的拉断伸长率偏低，不完全符合标准VW 2.8.1的指标要求。性能结果见表3。

FKM配方：生胶 100，活性氧化镁 4，氢氧化钙 6，硫化剂 3，炭黑变量。

表3、不同牌氟橡胶性能结果

人造板生产线

项目		VW 2.8.1指标	FKM-1	FKM-2	FKM-3
生胶牌号			2601	2602	2462
邵尔A硬度，度		70±5	68	68	72
拉伸强度，MPa		≥10	13	12	14
拉断伸长率，%		≥300	212	243	268
FAM-B试液中(23℃×48h)	硬度变化，度	0～-17	-10	-12	-24
	拉伸强度，MPa	≥6.0	7	7.2	8
	拉断伸长率，%	≥150	157	160	220
	重量变化，%	０～25	8.8	10.5	9.3

2.4 氟橡胶与氢化共混

经过表3氟橡胶性能对比，氟橡胶2462老化及耐介质优于其他氟橡胶；但氟橡胶总体的拉断伸长率偏低，不完全符合标准VW 2.8.1的指标要求。表2中高饱和度的氢化C3446具有良好的力学性能、耐油性和耐低温性。可以采用氟橡胶2462与氢化C3446共混，选用几组质量比不同的配方经试验验证，氟橡胶2462与氢化C3446按质量比4：1共混的配方性能完全符合标准VW 2.8.1的指标要求。结果见表4。

共混胶配方：F-H-1配方由FKM-3与HNBR-2按重量比1：1共混；F-H-2配方由FKM-3与HNBR-2按重量比3：1共混；F-H-1配方由FKM-3与HNBR-2按重量比4：1共混。

表4、不同质量比氟橡胶与氢化并用性能结果

项目		VW 2.8.1指标	F-H-1	F-H-2	F-H-3
			2462与C3446并用（1：1）	2462与C3446并用（3：1）	2462与C3446并用（4：1）
邵尔A硬度，度		70±5	70	72	72
拉伸强度，MPa		≥10	15	16	15
拉断伸长率，%		≥300	280	346	343
FAM-B试液中(23℃×48h)	硬度变化，度	0～-17	-18	-16	-12
	拉伸强度，MPa	≥6.0	6.2	6.5	7.1
	拉断伸长率，%	≥150	256	221	181
	重量变化，%	黑发液０～25	30.5	29.2	21.8