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硅膠制品跟橡膠制品在汽車行業的應用

發布時間:2013-9-2 點擊:3359 字體大?。?span onClick="javascript:fontSize('news_content','12px')">小 返回
1999年以來,我國的汽車工業呈現了迅猛的發展勢頭,未來10年我國的汽車工業將以10%~15%左右的速度增長,到2010年將達到800萬輛,2020年將達到1300萬輛左右。汽車工業的快速發展對車用橡膠材料及其制品提出了新的要求,同時也刺激和帶動了橡膠行業的發展。
1 汽車用硅橡膠制品
1.1 汽車用膠管
2008年我國汽車用硅膠管的生產企業約20余家,但總體來看,生產企業規模普遍偏小,布點分散,技術力量薄弱,生產工藝和設備比較落后、新產品開發緩慢。從生產能力看,普通汽車用膠管供大于求,而高檔轎車所需要的膠管遠遠不能滿足市場的需求。目前在合資引進車型中,膠管國產化率不足40%,高檔轎車國產化配套率僅為5%。因此,今后汽車膠管工業應緊跟國際潮流,只有加快開發高性能汽車專用的硅膠制品,才能滿足汽車工業的發展需求。
1.1.1 制動膠管
由于免保轎車的出現,制動流體工作環境溫度的提高和高沸點制動流體的使用,目前制動膠管內膠層有采用三元乙丙橡膠替代丁苯橡膠的趨勢,國外制動膠管內外膠層多為三元乙丙橡膠,增強層使用聚酯,聚乙醇或人造絲纖維等。內膠層可用耐壓聚酰胺,外膠層使用氯磺化聚乙烯。
1.1.2 燃油膠管
由于無鉛汽油的使用,并向高氧化值方向發展,導致燃油對橡膠的腐蝕性增大,因此燃油膠管的內層必須具備良好的耐燃油性能。其內膠層已發展到采用氟橡膠、氯醚橡膠或丙烯酸酯橡膠代替丁腈橡膠,以降低燃油的滲透率和進一步改進橡膠的耐熱性能。
1.1.3 動力轉向膠管
汽車的發展對膠管提出了高耐熱性和高耐久性的要求,內膠層應具有良好的耐油性,外膠層應具有耐磨、耐熱、耐候等特性。目前膠管的內外層已由丁腈橡膠和氯丁橡膠向氫化丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氯化聚乙烯橡膠、丙烯酸酯橡膠轉換,增強層以尼龍66為主。
1.1.4 散熱器膠管
隨著汽車向節能和低污染的方向發展,近年來發動機的溫度提高了15~50℃,因此后來采用硫黃硫化體系生產的散熱管膠管逐漸被用過氧化物體系生產的產品所替代,主要采用的材料為三元乙丙橡膠。
1.1.5 渦輪增壓器膠管
該膠管的主要要求是具有良好的耐熱性能,在國外渦輪增壓膠管目前采用全橡膠結構,即內膠層由氟橡膠和耐熱性較好的硅橡膠組成,增強層用高強度的芳酰胺纖維針織組成,外膠層采用硅橡膠。
1.1.6 空調膠管
目前隨著新型環保致冷劑R134a的應用,空調膠管的結構和材料變化很大,內膠層采用樹脂和氯化丁基橡膠、三元乙丙橡膠的結構成為最佳組合,其使用效果良好。
1.2 汽車用油封
油封是一種高技術含量的精密橡膠零件,經過近十幾年的發展,目前我國的油封年需求量已超過千億件以上,其中為汽車主機廠配套的汽車用油封已達到1億件以上,擁有大小規模不等的生產企業300余家,其中具有年產量3000萬件以上生產能力的企業10余家,產品品種達到3000余種,30%的企業有不同數量的出口。汽車工業的發展為油封的發展提供了廣闊的市場和良好的機遇,通過技術引進和產品結構的調整,我國的油封工業加快了新技術應用和新產品開發,產品性能,質量和品種有了較大幅度的提高,特別是技術含量較高的汽車發動機、變速箱、汽門油封,以及氟橡膠、丙烯酸酯橡膠、氫化丁腈橡膠、聚四氟乙烯油封和復合型特殊油封在制造技術上已有了明顯的進步。
尤為關鍵的是今后國內油封生產企業應重點從油封流體動力學入手,開發其擁有自主知識產權的高性能制品,未來油封的發展趨勢是復合型油封、采用鋁骨架粘合氟橡膠使用注射硫化工藝制作的油封、在油封唇口部位貼合聚四氟乙烯片,并在聚四氟乙烯中添加有玻璃纖維、石墨、二硫化鉬等貼合聚四氟乙烯油封,都能取得較佳的使用效果。
1.3 汽車用密封條
目前我國擁有的60余家生產汽車橡膠密封條的企業,引進國外先進的汽車橡膠密封條擠出生產線40余條,年生產能力約為1.7億米,實際產量約為1億米左右。
橡膠密封條材料基本上是三元乙丙橡膠,隨著汽車工業的快速發展,用于汽車密封條的新型材料越來越多,尤其是熱塑性彈性體材料用做汽車密封條的優越性被業內人土所認識。用在汽車密封條的熱塑性彈性體材料主要有聚烯經熱塑性彈性體(TPV),其耐磨性好,摩擦系數小,不僅可用作汽車玻璃導槽密封條的擠出用料,還可用作汽車密封條的接角材料。此外,水發泡海綿狀TPV在國外已研制成功,并在汽車橡膠密封條上得到了廣泛應用,成為取代海綿橡膠制做汽車密封條的新趨向。另外,TPV著色工藝簡單方便,通常作為汽車橡膠密封條的外裝飾材料,目前彩色TPV和彩色橡膠在線共擠包覆橡膠密封條生產技術,已在國內數家汽車密封條生產企業引進應用。
1.4 汽車傳動帶
汽車傳動帶主要有V型帶和同步齒輪帶兩大類。我國轎車用傳動帶特別是同步齒輪帶生產起步較晚,產品質量、性能與國外同類產品相比較尚有一定差距。2006年我國汽車用V型帶產量約為6億米,同步帶產量在1890萬條左右。
國外汽車V型帶主體材料,采用的是氯丁橡膠和氫化丁腈橡膠,骨架材料主要選用聚酯簾線、芳綸簾線;而國內主要使用氯丁橡膠,很少用氫化丁腈橡膠,骨架材料則主要選擇人造絲和玻璃纖維。汽車同步帶國內主體材料選用氯磺化聚乙烯和氫化丁腈橡膠,骨架材料為玻璃纖維,而國外主要采用氫化丁腈橡膠/異丁烯酸復合材料,骨架材料為芳綸簾線。因此,今后國內傳動帶的制做應盡快由傳統的氯丁橡膠和氯磺化聚乙烯橡膠向氫化丁腈橡膠過渡,同時骨架材料應立足國內開發解決,盡快向芳綸簾線、聚酯簾線過渡。
1.5 汽車減振橡膠制品
目前我國汽車減振用橡膠制品的生產企業有數百家,其制品主要有橡膠彈簧、橡膠空氣彈簧、機架橫梁、發動機懸架減振器、扭震阻尼器等。對限制汽車排放量、降低噪音、提高乘坐舒適性和安全性具有重要的作用。隨著汽車工業的快速發展,尤其是對安全性、舒適性和駕駛易操作性的要求越來越高,汽車減振用硅膠制品用量逐年增加,在2008年國內汽車減振橡膠制品的市場需求量約為1.5億只左右,而且未來高檔轎車生產數量增加,汽車減振用橡膠制品市場需求量增長速度更快,因此對材料的需求也是多樣化的。但是需要根據制品使用在不同的部位而選擇,從耐疲勞和蠕變性能考慮,多選擇天然橡膠;若要提高其耐熱性的,則選擇丁苯橡膠;若在動態生熱小的場合,可以選用順丁橡膠;若橡膠減振產品在工作時與各類油介質接觸,則選用丁腈橡膠;由于對汽車尾氣排放標準進行更嚴格的限制,致使發動機和排氣管的溫度提高,用于這些部位的橡膠需要采用耐熱性高的三元乙丙橡膠。
我國汽車用減振制品今后發展的方向是標準化、系列化,重點應放在國外已成功應用的液壓減振器和扭轉減振器上。提高檢測和測試技術水平,開發新型減振橡膠材料,橡膠減振材料的開發應進一步提高其耐熱性,開發低動倍率、高阻尼的新型彈性體材料。
1.6 其他橡膠制品
除上述汽車用橡膠制品外,其他主要的品種還有制動皮膜、皮碗和防塵罩等。今后的發展重點應采用氟硅橡膠、聚酯織物為骨架材料制作而成的轎車用供油壓力調節器膜片;采用氯化聚乙烯制造車用膜片。作為防塵罩用的材料,最重要的要求是耐候性要好。等速方向節一般采用氯丁橡膠,但是隨著耐熱性能的提高,聚烯烴熱塑性彈性體應用逐漸增加。在歐美,大部分轎車上都使用聚烯烴熱塑性彈性體來制作防塵罩,這類材料既能滿足對耐候、耐油、耐熱性的要求,同時還可以實現汽車的輕量化。
2 汽車用橡膠制品對材料的技術要求
汽車用橡膠制品(不包括輪胎)盡管要用一部分天然橡膠和通用合成橡膠,但多數場合使用的是性能更優異的特種橡膠。國外汽車橡膠制品的生產企業在大量使用ACM、HNBR、FKM、SI、CHC、氯磺化聚乙烯等特種橡膠的同時,還在不斷開發和應用性能獨特的專用膠種。美國道康寧公司牌號為Silastic4—9040、4—9060、4—9080的氟硅橡膠耐高溫、耐燃油和耐溶劑性性能極佳,非常適用于汽車膠管和硅膠密封產品的制造。美國AES公司的Santaprene橡膠已用于福特、大眾、豐田和奔馳汽車公司的汽車密封條等的密封產品。國外開發的EPDM/有機硅改性橡膠制品在耐熱性、耐候性、壓縮永久變形性能等方面均優于硅橡膠,既可用硫黃硫化,又可用過氧化物硫化,適用于多種成型方式,因此可用于硅橡膠或乙丙橡膠不能適應的場合(汽車用減振材料等)。
我國目前汽車橡膠配件中的主體材料多為傳統的NR、SBR、CR、NBR和EPDM等,而ACM、FKM、SI、HNBR(氫化丁腈橡膠)、TPE(聚氨酯彈性體)等特種新型橡膠僅有少量的應用,其中最主要的原因是我國特殊橡膠產品產量極少、生產沒有形成規?;?、系列化,很多品種需要從國外進口,在某種程度上限制和影響了我國汽車用橡膠制品向高性能、特殊化領域的發展。今后,隨著汽車工業的快速發展,對汽車用橡膠制品在質量,性能和數量上提出了更高的要求,因此在某種意義上也會刺激我國特種橡膠工業的發展,以促進新材料、新制品的開發。
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