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硅橡胶 制品在汽车领域的应用

2014-10-6 17:01:50 点击:

       1999年以来,我国的 汽车工业呈现了迅猛的发展势头,未来10年我国 的汽车工业将以10%~15%左右

的速度增长,到2010年将达到800万辆,2020年将达到1300万辆左右。汽车工 业的快速发展对车用橡胶材

料及其 制品提出了新的要求,同时也 刺激和带动了橡胶行业的发展。

1: 汽车用硅橡胶制品


1.1 汽车用胶管

       2008年我国 汽车用硅胶管的生产企业约20余家,但总体来看,生产企 业规模普遍偏小,布点分散,技

术力量薄弱,生产工 艺和设备比较落后、新产品开发缓慢。从生产能力看,普通汽 车用胶管供大于求,而

高档轿车所 需要的胶管远远不能满足市场的需求。目前在 合资引进车型中,胶管国产化率不足40%,高档

轿车国产化配套率仅为5%。因此,今后汽 车胶管工业应紧跟国际潮流,只有加 快开发高性能汽车专用的硅

胶制品,才能满 足汽车工业的发展需求。


1.1.1 制动胶管

       由于免保轿车的出现,制动流 体工作环境温度的提高和高沸点制动流体的使用,目前制动胶管内胶层

有采用三元 乙丙橡胶替代丁苯橡胶的趋势,国外制 动胶管内外胶层多为三元乙丙橡胶,增强层使用聚酯,

聚乙醇或人造丝纤维等。内胶层 可用耐压聚酰胺,外胶层 使用氯磺化聚乙烯。


1.1.2 燃油胶管

       由于无铅汽油的使用,并向高 氧化值方向发展,导致燃 油对橡胶的腐蚀性增大,因此燃油胶管的内层

必须具备良 好的耐燃油性能。其内胶 层已发展到采用氟橡胶、氯醚橡 胶或丙烯酸酯橡胶代替丁腈橡胶,以

降低燃油的 渗透率和进一步改进橡胶的耐热性能。


1.1.3 动力转向胶管

       汽车的 发展对胶管提出了高耐热性和高耐久性的要求,内胶层 应具有良好的耐油性,外胶层应具有耐

磨、耐热、耐候等特性。目前胶 管的内外层已由丁腈橡胶和氯丁橡胶向氢化丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡

胶、氯化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶转换,增强层以尼龙66为主。


1.1.4 散热器胶管

随着汽 车向节能和低污染的方向发展,近年来 发动机的温度提高了15~50℃,因此后 来采用硫黄硫化体系

生产的 散热管胶管逐渐被用过氧化物体系生产的产品所替代,主要采 用的材料为三元乙丙橡胶。


1.1.5 涡轮增压器胶管

该胶管 的主要要求是具有良好的耐热性能,在国外 涡轮增压胶管目前采用全橡胶结构,即内胶层由氟橡胶

和耐热 性较好的硅橡胶组成,增强层 用高强度的芳酰胺纤维针织组成,外胶层采用硅橡胶。


1.1.6 空调胶管

目前随 着新型环保致冷剂R134a的应用,空调胶 管的结构和材料变化很大,内胶层 采用树脂和氯化丁基橡

胶、三元乙 丙橡胶的结构成为最佳组合,其使用效果良好。


1.2 汽车用油封

油封是 一种高技术含量的精密橡胶零件,经过近十几年的发展,目前我 国的油封年需求量已超过千亿件以

上,其中为 汽车主机厂配套的汽车用油封已达到1亿件以上,拥有大 小规模不等的生产企业300余家,其中

具有年产量3000万件以 上生产能力的企业10余家,产品品种达到3000余种,30%的企业 有不同数量的出

口。汽车工 业的发展为油封的发展提供了广阔的市场和良好的机遇,通过技 术引进和产品结构的调整,我

国的油 封工业加快了新技术应用和新产品开发,产品性能,质量和 品种有了较大幅度的提高,特别是技术

含量较 高的汽车发动机、变速箱、汽门油封,以及氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、氢化丁腈橡胶、聚四氟乙烯油

封和复 合型特殊油封在制造技术上已有了明显的进步。

       尤为关 键的是今后国内油封生产企业应重点从油封流体动力学入手,开发其 拥有自主知识产权的高性

能制品,未来油 封的发展趋势是复合型油封、采用铝 骨架粘合氟橡胶使用注射硫化工艺制作的油封、在油

封唇口 部位贴合聚四氟乙烯片,并在聚 四氟乙烯中添加有玻璃纤维、石墨、二硫化 钼等贴合聚四氟乙烯油

封,都能取 得较佳的使用效果。


1.3 汽车用密封条


       目前我国拥有的60余家生 产汽车橡胶密封条的企业,引进国 外先进的汽车橡胶密封条挤出生产线40余

条,年生产能力约为1.7亿米,实际产量约为1亿米左右。

       橡胶密 封条材料基本上是三元乙丙橡胶,随着汽车工业的快速发展,用于汽 车密封条的新型材料越来

越多,尤其是 热塑性弹性体材料用做汽车密封条的优越性被 业内人土所认识。用在汽 车密封条的热塑性弹

性体材 料主要有聚烯经热塑性弹性体(TPV),其耐磨性好,摩擦系数小,不仅可 用作汽车玻璃导槽密封条的

挤出用料,还可用 作汽车密封条的接角材料。此外,水发泡海绵状TPV在国外已研制成功,并在汽车橡胶密

封条上 得到了广泛应用,成为取 代海绵橡胶制做汽车密封条的新趋向。另外,TPV着色工艺简单方便,通常

作为汽 车橡胶密封条的外装饰材料,目前彩色TPV和彩色橡 胶在线共挤包覆橡胶密封条生产技术,已在国内

数家汽 车密封条生产企业引进应用。


1.4 汽车传动带

       汽车传动带主要有V型带和 同步齿轮带两大类。我国轿 车用传动带特别是同步齿轮带生产起步较晚,产

品质量、性能与 国外同类产品相比较尚有一定差距。2006年我国汽车用V型带产量约为6亿米,同步带产量

1890万条左右。

       国外汽车V型带主体材料,采用的 是氯丁橡胶和氢化丁腈橡胶,骨架材 料主要选用聚酯帘线、芳纶帘

线;而国内主 要使用氯丁橡胶,很少用氢化丁腈橡胶,骨架材 料则主要选择人造丝和玻璃纤维。汽车同步

带国内主体材 料选用氯磺化聚乙烯和氢化丁腈橡胶,骨架材料为玻璃纤维,而国外 主要采用氢化丁腈橡胶

/异丁烯酸复合材料,骨架材料为芳纶帘线。因此,今后国 内传动带的制做应尽快由传统的氯丁橡胶和氯

磺化聚乙烯橡 胶向氢化丁腈橡胶过渡,同时骨 架材料应立足国内开发解决,尽快向芳纶帘线、聚酯帘线过

渡。


1.5 汽车减振橡胶制品

       目前我 国汽车减振用橡胶制品的生产企业有数百家,其制品 主要有橡胶弹簧、橡胶空气弹簧、机架横

梁、发动机悬架减振器、扭震阻尼器等。对限制汽车排放量、降低噪音、提高乘 坐舒适性和安全性具有重

要的作用。随着汽 车工业的快速发展,尤其是对安全性、舒适性 和驾驶易操作性的要求越来越高,汽车减

振用硅 胶制品用量逐年增加,在2008年国内 汽车减振橡胶制品的市场需求量约为1.5亿只左右,而且未来高

档轿车生产数量增加,汽车减 振用橡胶制品市场需求量增长速度更快,因此对 材料的需求也是多样化的。

但是需 要根据制品使用在不同的部位而选择,从耐疲 劳和蠕变性能考虑,多选择天然橡胶;若要提高其耐

热性的,则选择丁苯橡胶;若在动 态生热小的场合,可以选用顺丁橡胶;若橡胶 减振产品在工作时与各类

油介质接触,则选用丁腈橡胶;由于对 汽车尾气排放标准进行更严格的限制,致使发 动机和排气管的温度

提高,用于这 些部位的橡胶需要采用耐热性高的三元乙丙橡胶。

我国汽 车用减振制品今后发展的方向是标准化、系列化,重点应 放在国外已成功应用的液压减振器和扭转

减振器上。提高检 测和测试技术水平,开发新 型减振橡胶材料,橡胶减 振材料的开发应进一步提高其耐热

性,开发低动倍率、高阻尼 的新型弹性体材料。


1.6 其他橡胶制品

       除上述 汽车用橡胶制品外,其他主 要的品种还有制动皮膜、皮碗和防尘罩等。今后的 发展重点应采用

氟硅橡胶、聚酯织 物为骨架材料制作而成的轿车用供油压力调节器膜片;采用氯 化聚乙烯制造车用膜片。

作为防尘罩用的材料,最重要 的要求是耐候性要好。等速方 向节一般采用氯丁橡胶,但是随着耐热性能的

提高,聚烯烃 热塑性弹性体应用逐渐增加。在欧美,大部分 轿车上都使用聚烯烃热塑性弹性体来制作防尘

罩,这类材 料既能满足对耐候、耐油、耐热性的要求,同时还 可以实现汽车的轻量化。


2: 汽车用 橡胶制品对材料的技术要求

       汽车用橡胶制品(不包括轮胎)尽管要 用一部分天然橡胶和通用合成橡胶,但多数 场合使用的是性能更优

异的特种橡胶。国外汽 车橡胶制品的生产企业在大量使用ACM、HNBR、FKM、SI、CHC、氯磺化聚乙烯等

特种橡胶的同时,还在不 断开发和应用性能独特的专用胶种。美国道康宁公司牌号为Silastic4—9040、4—

9060、4—9080的氟硅橡胶耐高温、耐燃油 和耐溶剂性性能极佳,非常适 用于汽车胶管和硅胶密封产品的

制造。美国AES公司的Santaprene橡胶已用于福特、大众、丰田和奔驰汽车公司的汽车 密封条等的密封产

品。国外开发的EPDM/有机硅 改性橡胶制品在耐热性、耐候性、压缩永 久变形性能等方面均优于硅橡胶,

既可用硫黄硫化,又可用过氧化物硫化,适用于多种成型方式,因此可 用于硅橡胶或乙丙橡胶不能适应的

场合(汽车用减振材料等)。


       我国目 前汽车橡胶配件中的主体材料多为传统的NR、SBR、CR、NBR和EPDM等,而 ACM、FKM、SI、

HNBR(氢化丁腈橡胶)、TPE(聚氨酯弹性体)等特种 新型橡胶仅有少量的应用,其中最 主要的原因是我国特殊

橡胶产品产量极少、生产没有形成规模化、系列化,很多品 种需要从国外进口,在某种 程度上限制和影响

了我国 汽车用橡胶制品向高性能、特殊化领域的发展。今后,随着汽 车工业的快速发展,对汽车用橡胶制

品在质量,性能和 数量上提出了更高的要求,因此在 某种意义上也会刺激我国特种橡胶工业的发展,以促

进新材料、新制品的开发。

       硅橡胶

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