道康宁新一代Silastic 氟硅橡胶 极端环境下的汽车应用中国汽车技术论坛 上海 2006. 9. 26/27廖 骏 道康宁工程弹性体工业 亚太区研发和技术服务经理 大中华区商务经理氟硅橡胶产品的演化 - 力学性能氟硅橡胶产品的演化 耐磨性Test conditions: 72 rpms, 5000 cycles, H-18 wheels, 1kg load.推翻旧观念 工业界长期存在的旧观念. FSR 的力学性能不如 FKM 在宽广的工作温度范围内这种观念适用吗 ? 邀请独立研究单位针对以上问题进行研究 研究由 RAPRA完成 对 FKM 和 Silastic FSR进行对比研究 在-60 +200 OC 范围内对典型的 FKM和 Silastic FSR 胶料进行对比 拉伸性能 (拉伸强度、 扯断伸长率、 100 % 定伸应力) 撕裂强度 FSR / FKM 对比研究小结关键要点： Silastic FSR的性能对温度的变化相对不敏感 Silastic FSR在较宽的温度范围内，相对FKM而言，更多地保 持了弹性体的特性当温度高于100 OC 时 Silastic FSR 的拉伸强度与 FKM相当 Silastic FSR 的撕裂强度高于 FKM耐温性 传统方法: 在老化温度下恒温 冷却 测试如果推荐不合适，老化后FSR 的拉伸强度会损失 30-40% 优化后FSR老化后的性能与未老化相比几乎没有变化 （拉伸强度和扯断伸长率的变化 5% ，7 days 200C）耐温性 传统方法: 在老化温度下恒温 冷却 测试同样推荐不合适，老化后FSR 的性能会损失高达80% 优化后的配方可以使拉伸强度的变化 30% ，扯断伸长率的变化 10%耐温性新方法: 在使用温度下测定性能在室温下，FKM的拉伸强度较高，但是随温度升高急剧降低 随着温度的升高，FSR的拉伸强度变化很小 产品的破坏很少会发生在室温下耐温性新方法: 在使用温度下测定性能即使在室温下，FKM的扯断伸长率也明显低于FSR，而且同样会随温度的升高而急剧下降； 随温度的升高FSR的扯断伸长率的变化很小； 产品的破坏很少会发生在室温下。耐温性新方法: 在使用温度下测定性能在室温下FKM显得更硬，当温度升高后会明显变软 而FSR在相当宽的温度范围内，100%定伸应力很稳定耐油性油品及测试温度的选择都是很苛刻的 未经优化的 FSR的拉伸强度的损失率最高可达 80% 优化后最好的 FSR 配方的拉伸强度和伸长率的损失仅为10-20% 配合技术中的成本控制 基体材料的选择 填充体系的改进 硫化技术的优化 液体氟硅橡胶的使用 Fluorosilicone Liquid Silicone Rubber (FLSR) FLSR - 用来提高生产效率和降低生产成本 大大缩短生产循环时间 密闭体系 自动化操作 降低劳动力成本 很少或无飞边（节约材料成本和工艺成本）氟硅橡胶在涡轮增压器胶管 中的应用趋势与研究进展涡轮增压器的发展涡轮增压器近年来得到了明显的增长； 在美国，涡轮增压发动机在重型卡车中增长强劲； 在欧洲，涡轮增压的柴油乘用车发动机的需求出现增长趋势； 使用环境越来越苛刻，对柔性的胶管性能的要求越来越高； 对氟硅橡胶的需求量将持续增长。欧洲 2004年 45% 的新车 (大多数为乘用车) 安装了柴油发动机Mercedes E320CDI Bluetec In the US Fall 2006 “In order to meet future green house gas (GHG) emission standards in California, the vehicle mix will need to include diesels.” www.dieselforecast.com涡轮增压器工作流程图Figure 1.Diesel EngineTurbochargerCharge Air CoolerExhaustAir IntakeHose硅橡胶 (VMQ, 或HCR)常常用 于需要提供耐高温的工作环 境；胶管的内层可以是氟硅橡胶 (FVMQ) 或氟橡胶 (FKM)要求内层橡胶能阻隔油的渗 透，还要能满足长期使用， 并能与外层橡胶形成一体。氟硅橡胶内层 (耐油) 芳纶纤维 (增强)硅橡胶中间层硅橡胶外层关键性能指标耐高温性 耐油性 耐燃油性 层间的粘合 加工性能 压延 共挤出（Co-extrusion） 硫化类型与速度 储存稳定性耐高温性发动机罩内温度不断升高； 一般要求材料在200C下连续使用； 期望材料能够在225 C和250 C 甚至更高温度下工作； 配方的设计开发尤为重要； 优化FSR 的配方后发现，其耐老化性能显著提高； 通常，在使用条件下测定FSR的性能，可以发现 FSR 具有优良 的性能保持率。耐油性胶管的内层必须能对油起到阻隔作用，阻止油向外层的渗透，从而影 响到胶管的功能 典型的测试方法是将材料浸入热油中，测定力学性能和体积的变化率 测试温度越来越趋升高 (150C 175 C 200 C) 油品的发展（全合成、添加剂）对材料的要求越来越苛刻 在欧盟， TOTAL MA3 5w30是一种广泛使用的油品耐燃油性该应用要求材料应具有基本的耐燃油性，但这并非最关键的 性能要求 主要的要求是能够耐受热油的接触 典型的测试条件是测试材料在Fuel C中经过 70 hours 23C 浸泡后的性能变化率 对于FSR 而言，体积变化率 +25% 是较容易达到的指标层间粘合氟硅橡胶硅橡胶Mylar film层间粘合测试在粘接促进剂化学和测试方法方面进行了深入的研究 以初始剥离强度（ 1 N/mm）作为研究的对比样 经过配方优化后，剥离强度可达到 2.5-3.0 N/mm (kN/m) 加工性能FSR 的许多特性非常适合该应用的需要 硬度范围宽 可以用压延和共挤出的方法来加工，以获得很薄 的因而也是低成本的胶管内层 FSR 和 HCR 的相似性 （化学结构-硅氧烷主链, 硫化化学及绝 对硫化速度）FSR (1.4) 的密度低于FKM (1.8) 单位体积的材料成本相近