DKK Sealing Technology Co.,Ltd.
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如何选用橡胶材料
在选用密封件用之橡胶材料时,须考虑几种重要的指标:
一、 使用条件考虑
1. 须接触的物体(包含液体、气体、固体及各种化学药剂)
2. 温度区间(最低及最高温度)
3. 压力区间(密封件承受压力时的最低压缩比率之考虑)
4. 静态或动态使用之考虑
二、 设计需求考虑
1. 组合之考虑
2. 使用中可能之化学反应考虑
3. 使用寿命考虑及可能失败原因检讨
4. 组件润滑度及组装方式考虑
5. 公差方面考虑
三、 检验需求考虑
1. 定义出检验标准
2. 决定样本确认之需求性
3. 设定允收标准
4. 主要密封表面设定
四、 材质规范之选择
1. 决定材质规范的选用,如美国ASTM、德国DIN、日本JIS、中国GB等
2. 与供货商讨论,定义橡胶材料的选用
3. 选用供货质量穏定供货商
五、 成本考虑
选用适合之胶料,选免选用成本高且不符实用之胶料,造成成品无法发密封功能,无论是天然或人工合成之橡胶均拥有一般之橡胶特性,如受压缩之后弹力恢复性、耐曲折性、耐挤性及对气体液体之耐渗透性,但每一类之橡胶弹性体均有其独特之性能,同时藉由橡胶配方之组合物也能对其性能表现产生影响。目前有超过二十种以上之橡胶弹性体,并广泛被使用在各类材料需求,同时经由专业混炼厂之配方设计及混炼,更能提供符合各项工程需求,硫化作用使橡胶由热可塑性混合物转成热固性之期待形状,交链作用(Crosslink)提供”橡胶分子链接力量及弹性予密封件发挥性能,因此密封件之设计者与营造者及胶料供应者互相讨论决定使用材料是非常重要的。
橡胶原枓特性、优缺点及经常用途
橡胶材质 | 材质说明 | 优缺点 | 经常用途 |
丁腈胶 NBR (Nitrile Rubber) | 由丙烯腈与丁二烯共聚合而成,丙烯腈含量由18%~50%,丙烯腈含量愈高,对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好,但低温性能则变差,一般使用温度范围为-25~100℃。丁腈胶为目前油封及O型圈最常用之橡胶之一。 | 优点: 1. 具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。 2. 具良好的压缩歪,抗磨及伸长力。 缺点: 1. 不适合用于极性溶剂之中,例如酮类、臭氧、硝基烃,MEK和氯仿。 | 1. 用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅润滑脂、硅油、二酯系润滑油、甘醇系液压油等流体介质中使用的橡胶零件,特别是密封零件。可说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。 |
氢化丁腈胶 HNBR (Hydrogenate Nitrile) | 氢化丁腈胶为丁腈胶中经由氢化后去除部份双链,经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁腈橡胶提高很多,耐油性与一般丁腈胶相近。一般使用温度范围为-25~150℃。 | 优点: 1. 较丁腈胶拥有较佳的抗磨性 2. 具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩歪的特性 3. 在臭氧、阳光及其它的大气状况下具良好的抵抗性 4. 一般来说适用于洗衣或洗碗的清洗剂中 缺点: 1. 不建议使用于醇类,酯类或是芳香族的溶液之中。 | 1. 空调制冷业,广泛用于环保冷媒R134a系统中的密封件。 2. 汽车发动机系统密封件。
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乙丙胶 EPDM (Ethylene propylene Rubber) | 由乙烯及丙烯共聚合而成主链不合双链,因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常优秀,但无法硫磺加硫。为解决此问题,在EP主链上导入少量有双链之第三成份而可硫磺加硫即成EPDM,一般使用温度范围为-50~150℃。对极性溶剂如醇、酮、乙二醇及磷酸脂类液压油抵抗性极佳。 | 优点: 1. 具良好抗候性及抗臭氧性 2. 具极佳的抗水性及抗化学物 3. 可使用醇类及酮类 4. 耐高温蒸气,对气体具良好的不渗透性 缺点: 1. 不建议用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。 | 1. 高温水蒸汽环境之密封件。 2. 卫浴设备密封件或零件。 3. 制动(刹车)系统中的橡胶零件。 4. 散热器(汽车水箱)中的密封件。 |
硅橡胶 SI (Silicone Rubber) | 硅胶主链由硅(-si-o-si)结合而成。具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、耐大气老化。有很好的电绝缘性能。抗拉力强度较一般橡胶差且不具耐油性。 | 优点: 1. 经调制配方后抗张强度可达1500PSI及抗撕裂性可达88LBS 2. 弹性良好及具有良好的压缩歪 3. 对中性溶剂具有良好的抵抗性 4. 具极佳的抗热性 5. 具极佳的抗寒性 6. 对于臭氧及氧化物的侵蚀具极佳的抵抗性 7. 极佳的电绝缘性能 8. 隔热、散热性佳 缺点: 1. 不建议使用于大部份浓缩的溶剂、油品、浓缩酸及经稀释后的氢氧化钠之中。 | 1. 家用电器行业所使用的密封件或橡胶零件,如电热壶、电烫斗、微波炉内的橡胶零件。 2. 电子行业的密封件或橡胶零件,如手机按键、DVD内的减震垫、电缆线接头内的密封件等。 3. 与人体有接触的各式用品上的密封件,如水壶、饮水机等。 |
氟橡胶 FPM (Fluoro Carbon Rubber) | 分子内含氟之橡胶,依氟含量(即单体构造)而有各种类型。目前广用的六氟化系氟橡胶最早由杜邦公司以”Viton”商品名上市。耐高温性优于硅橡胶,有极佳的耐化学性、耐大部分油及溶剂(酮、酯类除外)、耐候性及耐臭氧性;耐寒性则较不良,一般使用温度范围为-20~250℃。特殊配方可耐低温至-40℃。 | 优点: 1. 可抗热至250℃ 2. 对于大部份油品及溶剂都具有抵抗的能力,尤其是所有的酸类、脂族烃、芳香烃及动植物油 缺点: 1. 不建议使用于酮类,低分子量的酯类及含硝的混合物。 | 1. 汽车、机车、柴油发动机及燃料系统。 2. 化工厂的密封件。 |
硅氟橡胶 FLS (Fluorinated Silicone Rubber) | 硅氟橡胶为硅橡胶经氟化处理,其一般性能兼具有氟橡胶及硅橡胶的优点;其耐油、耐溶剂、耐燃料油及耐高低温性均佳,一般使用温度为-50~200℃。
| 优点: 1. 适用于特别用途,如要求能抗含氧的化学物、含芳香氢的溶剂及含氯的溶剂的侵蚀。 缺点: 1. 不建议暴露于煞车油,酮类及胼的溶液中 | 1. 太空机件上。
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丁苯胶 S B R (Styrene Butadiene Copolyme) | 丁二烯与苯乙烯之共聚合物,与天然胶比较,质量均匀,异物少,但机械强度则较弱,可与天然胶掺合使用。 | 优点: 1. 低成本的非抗油性材质 2. 良好的抗水性,硬度70以下具良好弹力 3. 高硬度时具较差的压缩歪 4. 可使用大部份中性的化学物质及干性、滋性的有机酮 缺点: 1. 不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。 | 1. 广用于轮胎业、鞋业、胶布业及输送带行业等。 |
丁基橡胶 IIR (Butyl Rubber) | 为异丁烯与少量isoprenes聚合而成,保有少量不饱合基供加硫用,因甲基的立体障碍分子的运动比其它聚合物少,故气体透过性较少,对热、日光、臭氧之抵抗性大,电器绝缘性佳;对极性溶剂如醇、酮、酯等抵抗大,一般使用温度范围为-54~110℃。 | 优点: 1. 对大部份一般气体具不渗透性 2. 对阳光及臭氧具良好的抵抗性 3. 可暴露于动物或植物油或是可氧化的化学物中 缺点: 1. 不建义与石油溶剂,胶煤油和芳氢同时使用。 | 1. 用于制作耐化学药品、真空设备的橡胶零件。 |
氯丁胶 CR (Neoprene、Polychloroprene) | 由氯丁烯单体聚合而成。硫化后的橡胶弹性耐磨性好,不怕阳光的直接照射,有特别好的耐大气老化性能,不怕激烈的扭曲,不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷剂,耐稀酸、耐硅酯系润滑油,但不耐磷酸酯系液压油。在低温时易结晶、硬化,贮存稳定性差,在苯胺点低的矿物油中膨胀量大。一般使用温度范围为-50~150℃。 | 优点: 1. 弹性良好及具良好的压缩变形。 2. 配方内不含硫磺因此非常容易来制作 3. 具抗动物及植物油的特性 4. 不会因中性化学物,酯肪、油脂、多种油品,溶剂而影响物性 5. 具防燃特性 缺点: 1. 不建议使用强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中。 | 1. 耐R12制冷剂的密封件。 2. 家电用品上的橡胶零件或密封件。 3. 适合用来制作各种直接接触大气、阳光、臭氧的零件。 4. 适用于各种耐燃、耐化学腐蚀的橡胶制品。 |
氯磺化聚乙烯胶 CSM (Hypalon、Polyethylene) | 氯磺化聚乙烯为杜邦公司专利的合成橡胶。耐热性、耐候性、耐臭氧性均佳;耐酸性也佳,常用于耐氧化性药品(硝酸、硫酸)之处,一般使用温度范围为-45~120℃。 | 优点: 1. 对臭氧、氧化及火焰都有不错的抵抗性 2. 物性和氯丁胶相似且拥有较佳的抗酸性 3. 极佳的抗磨蚀性 4. 拥有和丁腈胶相同的低磨擦表面 5. 对于油剂及溶剂的抵抗性介于丁腈胶及氯丁胶之间 6. 建议使用水中来防渗漏 缺点: 1. 不建议暴露于浓缩的氧化酸、硝基烃、酯类、酮类及芬香氢。 | |
丙烯酸酯橡胶 ACM (Polyacrylate Rubber) | 由Alkyl Ester Acrylate为主成份聚合而成之弹性体,耐石化油、耐高温、耐候性均佳,在机械强度、压缩变形率及耐水性方面则较弱,比一般耐油胶稍差。一般使用温度范围为-25~170℃。 | 优点: 1. 适用于汽车传动油之中 2. 具良好的抗氧化及抗候性 3. 具抗弯曲变型的功能 4. 对油品有极佳的抵抗性 5. 适用于汽车传动系统及动力方向盘之中 缺点: 1. 不适用于热水之中 2. 不适用于煞车油之中 3. 不具耐低温的功能 4. 不适用于磷酸酯之中 | 1. 汽车传动系统及动力系统密封件。 |
天然橡胶 NR (Natural Rubber) | 由橡胶树采集胶乳制成,是异戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率。在空气中易老化,遇热变黏,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸。 | 1. 是制作胶带、胶管、胶鞋的原料,并适用于制作减震零件、在汽车刹车油、乙醇等带氢氧根的液体中使用的制品。 | |
聚氨酯橡胶 PU (Urethane Rubber) | 聚氨酯橡胶机械物性相当好,高硬度、高弹性、耐磨耗性均是其它橡胶类所难相比;耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相当好。一般使用温度范围为-45~90℃。 | 优点: 1. 耐磨、耐高压 缺点: 1. 不耐高温 | 1. 工业上耐高压、耐磨密封件,如液压缸密封件。 2. 高压高荷电系统 |