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1、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。本文选用几种丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、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
2、验液；丁腈橡胶；氢化丁腈橡胶；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 试验液对橡胶材料的更高要求，原传统的通用丁腈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 1 试验试验1.11.1 主要原材料主要原材料NBR，丁腈 3604，兰化公司产品；丁腈 3365，台湾南帝公司产品；丁腈 D
3、N003，丁腈 1203D（NBR/PVC=70:30 质量比） ，日本瑞翁公司产品；HNBR，氢化丁腈 1020，日本瑞翁公司产品；氢化丁腈 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。1.21.2 主要设备与试验仪器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
4、；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。 1.31.3 测试方法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 2结果与讨论结果与讨论2.12.1 丁腈橡胶的选择丁腈橡胶的选择丁腈橡胶含有极性腈基，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、酯等极性物质对丁腈橡胶有溶胀作用，溶剂或油的苯胺点越低或芳烃含量越高，则丁腈橡胶
5、的溶胀也越大，即耐油性越差。故选用丙烯腈含量都在 30%以上的丁腈 3604、丁腈 3365、丁腈 DN003、丁腈 1203D（NBR/PVC=70:30 质量比） ，但经过多轮试验，几种丁腈橡胶的配方整体耐 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丁腈 DN003 耐 FAM-B 试验液性能明显优于其他丙烯腈含量较低的丁腈橡胶。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
6、 胶料性能结果项目VW 2.8.1 指标NBR-1NBR-2NBR-3NBR-4生胶牌号36043365DN0031203D丙烯腈含量，%36335033门尼粘度 1+4/1004065607570806070邵尔 A 硬度，度70568707066拉伸强度，MPa1011121712拉断伸长率，%300352347496492硬度变化，度0-17-18-22-26-24拉伸强度，MPa6.04.13.84.02.2FAM-B 试液中(2348h)拉断伸长率，%150140150190180重量变化，%2534.542.427.444.92.2氢化丁腈、氢化丁腈与丁腈并用的选择氢化丁腈、氢化丁
7、腈与丁腈并用的选择氢化丁腈橡胶因烃链上的不饱和双键被氢化还原成饱和键，故也称高饱和丁腈橡胶，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丁腈橡胶也具有溶胀作用。选用氢化丁腈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 试验液性能优于丁腈橡胶配方。但甲苯 、二异丁烯对氢化丁腈也具有溶胀作用，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
8、丁腈 C3446 耐 FAM-B 试验液性能明显优于饱和度低的氢化丁腈 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-1HNBR-2HNBR-3HNBR-4生胶牌号1020C34461020 与 DN003 并用 (50:50)质量C3446 与 DN003 并用 (50:50)质量邵尔 A 硬度，度70570686870拉伸强度，MPa1021221214拉断伸长率，%300
9、344431495456硬度变化，度0-17-20-22-24-26拉伸强度，MPa6.04.864.24.6FAM-B 试液中(2348h) 拉断伸长率，%150180190210200重量变化，%2537.835.64036.42.32.3 氟橡胶的选择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试验液性能优于丁腈和氢化丁腈橡胶配方。但氟橡胶的拉断伸长率偏低，不完全符合标准VW
10、 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项目VW 2.8.1 指标FKM-1FKM-2FKM-3生胶牌号260126022462邵尔 A 硬度，度705686872拉伸强度，MPa10131214拉断伸长率，%300212243268硬度变化，度0-17-10-12-24拉伸强度，MPa6.077.28拉断伸长率，%150157160220FAM-B 试液中(2348h)重量变化，%258.810.59.32.42.4 氟橡胶与氢化丁腈共混氟橡胶与氢化丁腈共混经过表 3 氟橡胶性能
11、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 中高饱和度的氢化丁腈 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 与氢化丁腈C3446 共混，选用几组质量比不同的配方经试验验证，氟橡胶 2462 与氢化丁腈 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
12、 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丁腈并用性能结果项目VW 2.8.1 指标F-H-1F-H-2F-H-32462 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705707272拉伸强度，MPa10151615拉断伸长率，%300280346343硬度变化，度0-17-18-16-12拉伸强度，MPa6.06.26.57.1拉断伸长率，%150256221181FAM-B 试液中(2348h)重量变化，%2530.529.221.83 3结论结论通过对各种耐油橡胶与共混的研究与试验，确定氟橡胶 2462 与氢化丁腈 C3446 按质量比 4：1 进行共混，所得到的胶料配方具有优良的耐燃油、耐 FAM-B 试验液和良好力学性能，完全符合德国大众标准 VW 2.8.1 对汽车橡胶件的严格要求。参考文献： （1）于清溪，主编.橡胶原材料手册-2 版.北京：化学工业出版社，2006.7 （2）上海大众汽车有限公司.合成橡胶材料要求和试验 VW2.8.1.2003-11张卫斌、男、1980 年 3 月、汉、陕西商洛、工程师 闫海旭、男、1973 年 4 月、汉、陕西兴平、高级工程师
