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氟橡胶应用领域广泛,一文了解氟硅橡胶的市场、胶料特性

   2023-05-05 13850
核心提示:氟硅橡胶是在有机氟和有机硅两种材料基础上发展而来的新材料,其弥补了有机硅材料的耐油、耐化学腐蚀和耐极端低温性能方面的不足
氟硅橡胶是在有机氟和有机硅两种材料基础上发展而来的新材料,其弥补了有机硅材料的耐油、耐化学腐蚀和耐极端低温性能方面的不足,实现了有机硅材料和有机氟材料的优势互补。氟硅橡胶所用基础聚合物主要为聚三氟丙基甲基硅氧烷,其主链仍由硅氧键构成,但硅原子上的部分甲基被含氟有机基团(通常为三氟丙基)取代。


氟硅橡胶集合了高键能的硅氧键和对碳碳键具有屏蔽效应的碳氟键,表现出优异的耐高低温、耐环境老化、耐油和耐化学腐蚀等性能,一经研制成功便应用到航空领域。


氟橡胶(FKM)应用领域广泛 行业发展前景较好


氟橡胶(FKM)指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。氟橡胶含有氟原子,具有耐油、抗氧化、耐腐蚀、耐热等优点,在家用电器、航空航天、汽车制造、国防工业等领域应用广泛。按化学组成不同,氟橡胶可分为亚硝基氟橡胶、含氟烯经类氟橡胶、氟化磷腈橡胶、氟硅橡胶等。


氟橡胶主要原材料包括硫化剂、吸酸剂、生胶、补强填充剂、橡胶促进剂等。成型为氟橡胶生产关键环节,对其质量及性能其决定作用。目前氟橡胶主流成型方法包括涂覆成型、平板模压成型、注射成型、挤出成型以及注压成型等。不同成型方法适用于不同型号的氟橡胶,随着技术成熟度提高,我国氟橡胶产量不断增长,2022年已达到2.4万吨。


氟橡胶种类丰富,包括亚硝基氟橡胶、含氟烯经类氟橡胶、氟硅橡胶等。氟硅橡胶(FVMQ)兼具有机氟和有机硅的特性,在众多领域应用广泛。氟硅橡胶属于特种氟橡胶,我国为氟橡胶生产大国,但与海外发达国家相比,我国特种氟橡胶技术水平较为落后,高端产品需依赖进口,这是行业发展面临的主要挑战。


氟橡胶主要应用于家用电器、航空航天、汽车制造、国防工业等领域。在航空航天领域,氟橡胶可用于生产润滑油、液压油、燃料油等高温和腐蚀性化学品的密封件;在汽车制造领域,氟橡胶可用于制造发动机油封、燃油胶管、涡轮增压器软管等。在下游需求拉动下,我国氟橡胶市场规模不断扩大,2022年达到1.2亿元。


我国氟橡胶生产企业众多,市场竞争激烈。昊华化工科技集团股份有限公司、浙江巨化股份有限公司、国新文化控股股份有限公司、浙江永和制冷股份有限公司、山东东岳化工集团等为我国氟橡胶市场主要参与者。近年来,巨化股份专注于氟橡胶技术改造,目前公司年产能达0.3万吨。


氟硅橡胶的市场


目前,美国、德国、日本等国家的大型化工企业正积极开展对氟硅橡胶的研究,全球氟硅橡胶年产量约为10kt。全球氟硅橡胶市场规模正以7.4%的复合年均增长率增长,预计到2026年,全球市场规模将增至3.28亿美元。


目前国内部分厂家已能工业化生产氟硅橡胶基础聚合物,但其RTV氟硅橡胶产品还在开发中。因氟硅橡胶单体及聚合物生产过程中的环保要求,以及原料价格、工艺难度等问题,氟硅橡胶基础聚合物成本偏高,具有价格优势的市场化产品尚未实现。


氟硅橡胶的特性


FVMQ氟硅橡胶O型圈在维持有机硅材料的耐温性,抗寒性,耐高电压性,耐气侯脆化等出色特性的基本上,因为含氟量酯基的导入,它又具备有机氟原材料出色的耐氢类有机溶剂,耐酸碱,耐腐蚀性和更低的表面特性。


1、耐酸碱、耐水洗、耐化学品性


氟硅橡胶与羟基乙烯基硅橡胶对比,其耐酸碱、耐水洗、耐化学品性极为优质;即便与氟胶对比,耐酸碱、耐水洗性也是优良的。在同样物质、溫度、時间下预浸后均显示信息出了优质的使用性能,可以说氟硅橡胶是唯一一种在-68℃~232℃下耐非极性物质的聚氨酯弹性体。氟硅橡胶的耐含甲醇汽油性也比较好,即便在车用汽油/乙醇混和管理体系中,其硫化橡胶胶的强度、抗拉强度、容积转变都不大,经500h长期的预浸实验后,各类物理性能也基本上沒有转变。


2、耐温性


氟硅橡胶的高溫溶解与硅橡胶一样,即:主链空气氧化、主链断裂、主链分解反应和造成各种各样复合型反映。因为溶解物质也会造成主链断裂,因此耐温性一般比硅橡胶要差一些,在200℃的溫度下已刚开始空气氧化脆化。但根据加上铁、钛、希土类金属氧化物等小量的无卤阻燃剂便可使其得到明显的改进,即便在250℃高溫下也具备充足的耐温性。溫度对氟硅橡胶危害比硅橡胶大,但比氟胶小。海外还科学研究了氟硅橡胶在150℃×2000h、175℃×5000h、200℃×4000h标准下的使用期,其結果是仅次羟基乙烯基硅橡胶。


3、抗寒性


氟硅橡胶与一般硅橡胶一样,超低温特性优良。因为氟硅橡胶是以绵软的Si-O主导链组成的线形聚合物,因此超低温特点好于以C-C主导链的氟胶。在其中,氟硅橡胶(LS-2370U)的超低温特点更强,延性温度低达-89℃,而一般的氟胶约为-30℃。


4、电气性能、耐辐射源特性


氟硅橡胶的电气性能与一般硅橡胶相仿,但非常宝贵之处是在高溫、超低温、湿冷、油、有机溶剂、化学品、活性氧等严苛标准下的转变不大。氟硅橡胶的耐辐射源特性并不突显,但耐辐射源脆化特性好于羟基乙烯基硅橡胶。


5、物理性能


氟硅橡胶与一般硅橡胶一样,硫化橡胶胶的冲击韧性(非常是撕破抗压强度)较为低。因而,改进和提升氟硅橡胶的抗压强度也是一个关键的课题研究。


6、其他特点


氟硅橡胶的耐天候脆化性十分优质,即便曝露五年后,仍维持有优良的特性。活性氧是聚氨酯弹性体脆化时转化成数最多的汽体之一,但氟硅橡胶根据动态性或静态数据实验后都未发觉有开裂或裂痕的状况。除此之外,氟硅橡胶的除霉性、生理学可塑性、抗凝血性也是十分优良的。


总结


虽然全球经济不景气,但氟硅橡胶材料属于高尖新材料,是产品升级换代所需的材料,是符合节能环保的材料,符合了全球经济环保节能的发展方向。


比如汽车对尾气排放的要求越来月苛刻,原来用普通硅橡胶密封的部位,就改用更耐油的氟硅橡胶;用全氟醚润滑油代替烃类合成油,延长使用寿命,减少停车维修时间。随着我国氟硅橡胶市场的发展氟硅橡胶的技术的研发和市场状况成为业内企业关注的焦点。


文章来源: 生意社 ,新思界网,橡胶技术网
 
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