氟胶垫片简介
氟胶垫片,是由氟橡胶(FKM, FPM) 材料制成的密封垫片。氟橡胶是一种主链或侧链含有氟原子的合成弹性体,以其卓越的耐高温性和优异的耐油、耐化学品性能而著称,被誉为“橡胶之王”。
在需要应对极端苛刻环境的密封应用中,氟胶垫片通常是最终、最可靠的解决方案之一。它专门用于那些普通橡胶(如NBR、EPDM、硅胶)无法胜任的工况。
核心特性与优势
氟胶垫片的卓越性能源于其分子结构中的强力的碳-氟键(C-F)。
1. 优异的耐高温性
长期使用温度可达 -20°C 至 +200°C。特殊配方的氟橡胶(如全氟醚橡胶)短期可耐受 +300°C 以上的高温,而低温型氟胶可延伸至 -40°C。
2. 出色的耐油和耐燃料性能
这是其最核心的优势。对发动机油、齿轮油、液压油、柴油、汽油、航空燃油等石油基油品和燃料具有极强的抵抗能力,溶胀率极低。
3. 卓越的耐化学药品性
耐大多数酸、碱、烷烃、芳香烃、卤代烃等化学品。特别适用于有机溶剂和腐蚀性介质的密封。(注意:不耐酮、酯、醚等极性溶剂和强碱)
4. 良好的耐老化性和耐候性
对臭氧、氧化、紫外线(UV)和天气老化具有出色的抵抗力,使用寿命长。
5. 良好的机械性能
具备良好的抗撕裂、耐磨性和机械强度,优于硅胶。
6. 低气体渗透性
气密性非常好,远优于硅胶等材料,适合用于真空密封和高压气体密封。
主要应用领域
氟胶垫片是以下苛刻工况的首选密封方案:
汽车工业(最大应用领域):
发动机系统: 气缸垫片、油底壳垫片、阀杆密封、曲轴前后油封。
变速箱系统: ATF(自动变速箱油)密封件。
燃油系统: 燃油泵、喷油器、输油管密封件。
涡轮增压系统:高温废气端的密封。
航空航天:
发动机燃油、液压油、滑油系统的密封件,因其能耐受航空燃油和磷酸酯液压油(Skydrol)。
石油化工与炼化:
泵、阀、法兰的密封,用于处理石油、烃类溶剂和某些酸类介质。
半导体制造:
在CVD、蚀刻等工艺中,用于抵抗高腐蚀性工艺气体(如等离子体)的密封。
液压与气动系统:
用于高压、高温的液压油密封。
常见类型(基于材料配方)
氟橡胶有不同的配方,以平衡其性能:
1. 标准型(Bisphenol 硫化)
最通用的类型,具有良好的综合性能(耐热、耐油、耐化学品)和加工性。
2. 过氧化物硫化型
具有更好的耐高温和耐介质性能(特别是耐酸和过热水蒸汽),更低的压缩永久变形性(即回弹性更好)。
3. 低温改进型
通过调整聚合物链结构,改善低温弹性,可将低温性能延伸至 -40°C 甚至更低,但可能牺牲部分高温性能。
4. 全氟醚橡胶(FFKM)
“终极”氟橡胶,几乎耐受所有化学品(包括酮和酯),耐高温性可达 +300°C以上。价格极其昂贵,仅用于最极端、无法失败的工况。
技术参数与数据表格
氟胶垫片(标准型)典型性能参数
| 特性 |
测试标准 |
单位 |
典型值范围 |
备注 |
| 硬度 |
ASTM D2240 |
Shore A |
65 - 90 |
常用范围为70°A ~ 85°A |
| 拉伸强度 |
ASTM D412 |
MPa |
10 - 20 |
机械性能良好 |
| 伸长率 |
ASTM D412 |
% |
100 - 300 |
|
| 压缩永久变形 |
ASTM D395 |
% (22h @ 200°C) |
15 - 30 |
关键指标,值越低,回弹性越好 |
| 工作温度 |
- |
°C |
-20 ~ +200(短时可达250) |
核心优势 |
| 耐油性(体积变化) |
ASTM D471 |
% (在ASTM #3 oil中 @ 150°C) |
+1 to +8 |
表现极佳(变化越小越好) |
| 耐燃油性(体积变化) |
ASTM D471 |
% (在Fuel C中 @ 室温) |
0 to +10 |
表现极佳 |
| 常见颜色 |
- |
- |
黑色、棕色 |
也可定制其他颜色 |
氟胶垫片与其他材料对比选型指南
| 特性 |
氟胶 (FKM) |
丁腈橡胶 (NBR) |
三元乙丙橡胶 (EPDM) |
硅胶 (VMQ) |
| 耐高温性 |
极优 (200°C) |
一般 (120°C) |
良好 (150°C) |
极优 (200°C) |
| 耐油性 |
极优 |
良好 |
差 |
差 |
| 耐燃油性 |
极优 |
良好 |
差 |
差 |
| 耐天候/臭氧 |
极优 |
良好 |
极优 |
极优 |
| 耐极性溶剂 |
差 |
一般 |
良好 |
差 |
| 耐热水/蒸汽 |
良好 |
差 |
极优 |
一般 |
| 低温柔性 |
一般 |
良好 |
良好 |
极优 |
| 成本 |
高 |
低 |
中 |
中 |
氟胶垫片是一种为应对高温、高压、油类和腐蚀性化学品等极端环境而设计的高性能密封件。
它是汽车、航空、石油化工等工业领域不可或缺的关键零部件,虽然成本高昂,但其提供的可靠性和安全性使其成为这些应用中无可替代的选择。在选择时,务必确认其与特定介质的兼容性,尤其是对酮类和强碱的耐受性。