Маслобензостойкие силиконовые резиновые смеси для уплотнительной техники
Маслобензостойкие силиконовые резиновые смеси это вулканизуемые композиции на основе высокомолекулярного полидиметилсилоксана с введением фторсодержащих групп и функциональных наполнителей. Материал предназначен для изготовления уплотнительных элементов, работающих в контакте с минеральными маслами, топливами и смазками при повышенных температурах. В отличие от стандартных силиконов, данная группа смесей сохраняет герметизирующую способность в средах, вызывающих набухание и деструкцию обычных МQ- и VMQ-каучуков.
Основное отличие от универсальных силиконовых смесей повышенная стойкость к нефтяным фракциям и синтетическим маслам. Это достигается за счет частичного замещения метильных групп в полимерной цепи на фторсодержащие радикалы, что снижает свободную энергию поверхности и ограничивает диффузию углеводородных сред в объем эластомера. По уровню маслостойкости такие материалы занимают промежуточное положение между стандартными силиконами и фторкаучуками (FKM), обеспечивая при этом более широкий температурный диапазон, чем у последних.
Технические характеристики и состав
Рецептура смесей включает фторсилоксановый каучук (FVMQ), вулканизующие агенты пероксидного типа, термостабилизаторы на основе оксидов редкоземельных металлов и усиливающие наполнители аэросил марок A-300 или R-972. Для корректировки твердости и снижения усадки вводят кварцевую муку или диатомит. В зависимости от марки содержание фторсодержащих звеньев варьируется от 20 до 50 %, что определяет конечную стойкость к конкретным средам.
Ключевые эксплуатационные параметры:
- температурный диапазон эксплуатации от 60 до +230 C (кратковременно до +260 C);
- твердость по Шору А от 40 до 80 единиц;
- относительное удлинение при разрыве от 150 до 350 %;
- прочность на разрыв от 6 до 12 МПа;
- изменение объема в масле АМГ-10 при 150 C за 72 часа от 3 до 10 %.
Стойкость к агрессивным средам
Материал демонстрирует устойчивость к следующим рабочим жидкостям: минеральным моторным и трансмиссионным маслам, гидравлическим жидкостям на нефтяной основе, дизельному топливу, керосину, бензину с октановым числом до 98. При контакте с ароматическими углеводородами (толуол, бензол) наблюдается умеренное набухание, поэтому для сред с высоким содержанием ароматики рекомендуется предварительное тестирование образцов. К сложным эфирам, кетонам и концентрированным кислотам стойкость ограниченная.
Сравнение поведения различных типов силиконовых смесей в масляной среде:
| Тип смеси | Изменение объема в масле АМГ-10, % | Макс. рабочая температура, C | Твердость по Шору А | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| Стандартная VMQ | от 15 до 25 | +200 | от 50 до 70 | Воздушные уплотнения |
| Маслобензостойкая FVMQ | от 3 до 10 | +230 | от 40 до 80 | Топливные и масляные системы |
| Фторкаучук FKM | от 1 до 5 | +200 | от 60 до 90 | Химически агрессивные среды |
Технология переработки и вулканизации
Смеси перерабатываются методами компрессионного, трансферного и литьевого формования. Рекомендуемая температура вулканизации от 160 до 170 C при давлении от 10 до 20 МПа. Время вулканизации зависит от толщины изделия и составляет от 5 до 15 минут на миллиметр сечения. После основного цикла требуется поствулканизация в термошкафу при температуре от 180 до 200 C в течение 24 часов для стабилизации физико-механических показателей и удаления летучих продуктов разложения пероксида.
При литьевом формовании температура материального цилиндра поддерживается в диапазоне от 60 до 80 C, температура формы от 170 до 180 C. Время цикла сокращается до 25 минут. Для улучшения текучести допускается введение технологических добавок стеариновой кислоты или низкомолекулярных силоксановых жидкостей в количестве от 0,5 до 2 массовых частей.
Применение в промышленности
Изделия из маслобензостойких силиконовых смесей востребованы в узлах, где сочетаются высокая температура и контакт с нефтепродуктами. Основные области использования:
- уплотнительные кольца и манжеты для топливной аппаратуры дизельных двигателей;
- сальники валов насосов, перекачивающих масла и топливо;
- диафрагмы и клапаны топливных систем авиационной техники;
- уплотнения разъемов гидравлических систем мобильной техники;
- прокладки фланцевых соединений нефтеперерабатывающего оборудования;
- защитные чехлы и колпачки для датчиков уровня масла.
В нефтегазовой отрасли материал применяется для уплотнения скважинного оборудования при температурах до 180 C в среде пластовых флюидов с высоким газовым фактором. В автомобилестроении для прокладок клапанных крышек и поддонов картера, работающих при постоянном контакте с моторным маслом. В авиастроении для уплотнений гидросистем с рабочим давлением до 210 бар и температурой до 150 C.
Преимущества и ограничения
К преимуществам материала следует отнести расширенный температурный диапазон по сравнению с фторкаучуками, стойкость к низкотемпературному охрупчиванию до 60 C, сохранение эластичности после длительного контакта с маслами. Ограничения связаны с более высокой стоимостью относительно стандартных силиконов и чувствительностью к пару высокого давления при температуре выше 150 C и давлении пара более 5 бар возможен гидролиз полимерной цепи.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем маслобензостойкие силиконовые смеси отличаются от обычных силиконов?
В состав введены фторсодержащие группы, которые снижают набухание в минеральных маслах и топливах. Изменение объема в масле АМГ-10 составляет от 3 до 10 % против от 15 до 25 % у стандартных VMQ-каучуков.
При каких температурах можно эксплуатировать изделия из FVMQ?
Рабочий диапазон составляет от 60 до +230 C. Кратковременно допустимо повышение до +260 C в течение не более 2 часов. При температуре выше 150 C в среде водяного пара возможен гидролиз.
Какие методы переработки применимы для этих смесей?
Используются компрессионное, трансферное и литьевое формование. Температура вулканизации от 160 до 170 C, давление от 10 до 20 МПа. После основного цикла обязательна поствулканизация при 180200 C.
В каких средах стойкость материала ограничена?
Наблюдается умеренное набухание в ароматических углеводородах толуоле и бензоле. Ограниченная стойкость к сложным эфирам, кетонам и концентрированным кислотам. Не рекомендуется контакт с водяным паром высокого давления.
