硅橡膠制品在汽車行業(yè)的應(yīng)用
? ? ? ? 1.1汽車用膠管
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2008年我國汽車用硅膠管的生產(chǎn)企業(yè)約20余家，但總體來看，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍偏小，布點(diǎn)分散，技術(shù)力量薄弱，生產(chǎn)工藝和設(shè)備比較落后、新產(chǎn)品開發(fā)緩慢。從生產(chǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需求。目前在合資引進(jìn)車型中，膠管國產(chǎn)化率不足40％，高檔轎車國產(chǎn)化配套率僅為5％。因此，今后汽車膠管工業(yè)應(yīng)緊跟國際潮流，只有加快開發(fā)高性能汽車專用的硅膠制品，才能滿足汽車工業(yè)的發(fā)展需求。
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1.1.1制動(dòng)膠管
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由于免保轎車的出現(xiàn)，制動(dòng)流體工作環(huán)境溫度的提高和高沸點(diǎn)制動(dòng)流體的使用，目前制動(dòng)膠管內(nèi)膠層有采用三元乙丙橡膠替代丁苯橡膠的趨勢(shì)，國外制動(dòng)膠管內(nèi)外膠層多為三元乙丙橡膠，增強(qiáng)層使用聚酯，聚乙醇或人造絲纖維等。內(nèi)膠層可用耐壓聚酰胺，外膠層使用氯磺化聚乙烯。
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1.1.2燃油膠管
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由于無鉛汽油的使用，并向高氧化值方向發(fā)展，導(dǎo)致燃油對(duì)橡膠的腐蝕性增大，因此燃油膠管的內(nèi)層必須具備良好的耐燃油性能。其內(nèi)膠層已發(fā)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(jìn)一步改進(jìn)橡膠的耐熱性能。
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1.1.3動(dòng)力轉(zhuǎn)向膠管
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汽車的發(fā)展對(duì)膠管提出了高耐熱性和高耐久性的要求，內(nèi)膠層應(yīng)具有良好的耐油性，外膠層應(yīng)具有耐磨、耐熱、耐候等特性。目前膠管的內(nèi)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(zhuǎn)換，增強(qiáng)層以尼龍66為主。
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1.1.4散熱器膠管
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隨著汽車向節(jié)能和低污染的方向發(fā)展，近年來發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度提高了15～50℃，因此后來采用硫黃硫化體系生產(chǎn)的散熱管膠管逐漸被用過氧化物體系生產(chǎn)的產(chǎn)品所替代，主要采用的材料為三元乙丙橡膠。
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1.1.5渦輪增壓器膠管
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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(jié)構(gòu)，即內(nèi)膠層由氟橡膠和耐熱性較好的硅橡膠組成，增強(qiáng)層用高強(qiáng)度的芳酰胺纖維針織組成，外膠層采用硅橡膠。
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1.1.6空調(diào)膠管
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目前隨著新型環(huán)保致冷劑R134a的應(yīng)用，空調(diào)膠管的結(jié)構(gòu)和材料變化很大，內(nèi)膠層采用樹脂和氯化丁基橡膠、三元乙丙橡膠的結(jié)構(gòu)成為最佳組合，其使用效果良好。
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1.2汽車用油封
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油封是一種高技術(shù)含量的精密橡膠零件，經(jīng)過近十幾年的發(fā)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(jī)廠配套的汽車用油封已達(dá)到1億件以上，擁有大小規(guī)模不等的生產(chǎn)企業(yè)300余家，其中具有年產(chǎn)量3000萬件以上生產(chǎn)能力的企業(yè)10余家，產(chǎn)品品種達(dá)到3000余種，30％的企業(yè)有不同數(shù)量的出口。汽車工業(yè)的發(fā)展為油封的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)和良好的機(jī)遇，通過技術(shù)引進(jìn)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國的油封工業(yè)加快了新技術(shù)應(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)，產(chǎn)品性能，質(zhì)量和品種有了較大幅度的提高，特別是技術(shù)含量較高的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、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(fù)合型特殊油封在制造技術(shù)上已有了明顯的進(jìn)步。尤為關(guān)鍵的是今后國內(nèi)油封生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)從油封流體動(dòng)力學(xué)入手，開發(fā)其擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能制品，未來油封的發(fā)展趨勢(shì)是復(fù)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。
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1.3汽車用密封條
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目前我國擁有的60余家生產(chǎn)汽車橡膠密封條的企業(yè)，引進(jìn)國外先進(jìn)的汽車橡膠密封條擠出生產(chǎn)線40余條，年生產(chǎn)能力約為1.7億米，實(shí)際產(chǎn)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(yè)的快速發(fā)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(yōu)越性被業(yè)內(nèi)人土所認(rèn)識(shí)。用在汽車密封條的熱塑性彈性體材料主要有聚烯經(jīng)熱塑性彈性體(TPV)，其耐磨性好，摩擦系數(shù)小，不僅可用作汽車玻璃導(dǎo)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(fā)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(yīng)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(chǎn)技術(shù)，已在國內(nèi)數(shù)家汽車密封條生產(chǎn)企業(yè)引進(jìn)應(yīng)用。
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1.4汽車傳動(dòng)帶
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汽車傳動(dòng)帶主要有V型帶和同步齒輪帶兩大類。我國轎車用傳動(dòng)帶特別是同步齒輪帶生產(chǎn)起步較晚，產(chǎn)品質(zhì)量、性能與國外同類產(chǎn)品相比較尚有一定差距。2006年我國汽車用V型帶產(chǎn)量約為6億米，同步帶產(chǎn)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(nèi)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(nèi)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(fù)合材料，骨架材料為芳綸簾線。因此，今后國內(nèi)傳動(dòng)帶的制做應(yīng)盡快由傳統(tǒng)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(shí)骨架材料應(yīng)立足國內(nèi)開發(fā)解決，盡快向芳綸簾線、聚酯簾線過渡。
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1.5汽車減振橡膠制品
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目前我國汽車減振用橡膠制品的生產(chǎn)企業(yè)有數(shù)百家，其制品主要有橡膠彈簧、橡膠空氣彈簧、機(jī)架橫梁、發(fā)動(dòng)機(jī)懸架減振器、扭震阻尼器等。對(duì)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(yè)的快速發(fā)展，尤其是對(duì)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(nèi)汽車減振橡膠制品的市場(chǎng)需求量約為1.5億只左右，而且未來高檔轎車生產(chǎn)數(shù)量增加，汽車減振用橡膠制品市場(chǎng)需求量增長速度更快，因此對(duì)材料的需求也是多樣化的。但是需要根據(jù)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(dòng)態(tài)生熱小的場(chǎng)合，可以選用順丁橡膠；若橡膠減振產(chǎn)品在工作時(shí)與各類油介質(zhì)接觸，則選用丁腈橡膠；由于對(duì)汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更嚴(yán)格的限制，致使發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)展的方向是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，重點(diǎn)應(yīng)放在國外已成功應(yīng)用的液壓減振器和扭轉(zhuǎn)減振器上。提高檢測(cè)和測(cè)試技術(shù)水平，開發(fā)新型減振橡膠材料，橡膠減振材料的開發(fā)應(yīng)進(jìn)一步提高其耐熱性，開發(fā)低動(dòng)倍率、高阻尼的新型彈性體材料。
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1.6其他橡膠制品
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除上述汽車用橡膠制品外，其他主要的品種還有制動(dòng)皮膜、皮碗和防塵罩等。今后的發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)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(diào)節(jié)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(jié)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(yīng)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(duì)耐候、耐油、耐熱性的要求，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化。
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2：汽車用橡膠制品對(duì)材料的技術(shù)要求
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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(shù)場(chǎng)合使用的是性能更優(yōu)異的特種橡膠。國外汽車橡膠制品的生產(chǎn)企業(yè)在大量使用ACM、HNBR、FKM、SI、CHC、氯磺化聚乙烯等特種橡膠的同時(shí)，還在不斷開發(fā)和應(yīng)用性能獨(dú)特的專用膠種。美國道康寧公司牌號(hào)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(chǎn)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(chǎn)品。國外開發(fā)的EPDM／有機(jī)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(yōu)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(yīng)的場(chǎng)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(tǒng)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(yīng)用，其中最主要的原因是我國特殊橡膠產(chǎn)品產(chǎn)量極少、生產(chǎn)沒有形成規(guī)模化、系列化，很多品種需要從國外進(jìn)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(lǐng)域的發(fā)展。今后，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)汽車用橡膠制品在質(zhì)量，性能和數(shù)量上提出了更高的要求，因此在某種意義上也會(huì)刺激我國特種橡膠工業(yè)的發(fā)展，以促進(jìn)新材料、新制品的開發(fā)。