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超低温氟胶延长低温密封寿命

2019 / 12 / 13
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近年来,由于汽车排放法规的限制,越来越多的汽车发动机采用汽油直喷(GDI)技术。 GDI虽可为改善燃油效率并减少NOx排放,但燃油被喷射进入燃烧室的压力却变得越来越高。

高压情况下,橡胶材质本身的Tg (glass transition temperature玻璃转移温度) 会受到影响,橡胶产品在高压力情况下,分子的自由体积会减少,此时,分子的Tg值会按每上升1°C (1.8°F)就提高52bar (750psi)的速率逐渐攀高。

当在低温使用条件下,弹性体材质趋于Tg时,从橡胶态转移玻璃态,随着失去弹性以及在压力下,弹性体性能变得脆弱。最著名灾难事件是于1986太空梭挑战者号,当时的氟胶O型圈在太空梭发射时无法承受极低的温度造成密封失效所引发。

为低温密封应用选择合适的弹性体很重要,GMORS对基于全氟单体的极低温氟胶弹性体进行了全面的研究和开发。同时也考量其他需求,例如低压缩歪,较低的体积澎胀,耐化学介质和其他机械性能,因为橡胶密封件可能暴露在影响其性能的温度、压力和流体介质中。

如下表1所示,GMORS依据客户对颜色、硬度、耐低温等需求来研发材料配方。在这些特性中,最低耐温性可达到TR10 : -45°C(-49°F) 和硬度SHORE A 60~90。

除了满足客户的低温要求外,亦有优良的抗爆破、耐化学介质与耐久性。对于油井市场GMORS高度推荐使用NORSOK M710 RGD认证材质 V9181AA(-40°C)、V9194AA(-45°C)。

TR10 TR10:  -35˚C (-31˚F) TR10:  -40˚C (-40˚F) TR10:  -45˚C (-49˚F)
GMORS 材质配方 V7084AA V8084AC V8184AA V9084AA V6081AA V7081AA V7581AA V9181AA V7094AA V9194AA
颜色 ⬤黑色 ⬤棕色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色
硬度, (Shore A) 72 83 83 88 63 73 79 91 71 89.5
低温回缩测试, TR10 (˚C) -35.9˚C -36.2˚C -35.4˚C -36.4˚C -40.6˚C -40.4˚C -40˚C -40˚C -44.5˚C -44.7˚C
NORSOK M-710 及 ISO 23936-2 RGD认证 X X X X X X X X

(表1)


耐低温密封件于市场上的应用将愈趋广泛,特别是以汽车、航太、油井市场为主。从胶料的设计、模具的开发到产品的产出,GMORS着重于 "One seal fits all" 单一胶料配方满足多重需求的设计思维。 (表2)

密封寿命长 高耐化学性 特殊应用
  • 耐老化(低压缩歪)
  • 抗应力松弛
  • 不易型变
  • 乙醇
  • 甲醇
  • 柴油
  • 生质柴油
  • 可有效密封于超低温环境
  • 适用高压环境
  • 可动态密封

(表2)

除了耐低温特性外,GMORS产品还可以满足含MeOH / EtOH的燃料、生物质燃料和其他介质于低温环境中密封应用的需求(图3)。同时也顾及了使用者最关切的安全性以及产品寿命,提供一个最佳的密封方案(sealing solution)。

超低温氟胶具有耐燃料油及耐低温特性
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(图3)