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【2011/03期】丙烯酸酯橡胶在汽车领域的应用
2011-4-29
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来源:汽车新材料网
丙烯酸酯橡胶在汽车领域的应用
江镇海
 
  丙烯酸酯橡胶(ACM)是以丙烯酸酯为主单体经过共聚而值得的弹性体,因其具有耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线灯优异性能,所以广泛应用于各种耐高温、耐油的环境中,特别是在汽车(曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等)领域,有“汽车胶”美称。
丙烯酸酯橡胶的共聚单体可分为主单体,低温耐油单体和交联点单体等。常用的主单体有丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯等。随着侧酯基碳数的增加,耐寒性提高、耐油性会变差。为保护产品的良好耐油性,改善其低温性能,必须加入一些带有极性基的低温耐油单体,如丙烯酸烷氧醚酯、丙烯酸甲氧乙酯等、丙烯酸聚乙二醇甲氧基酯、顺丁烯二酸二甲氧基乙酯等。为使产品便于硫化,还必须加入一定量的交联点单体如氯乙基乙烯醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸缩水甘油酯等。

  ACM的常用合成方法有溶液聚合法、悬浮聚合法和乳液聚合法。旗帜,最为常见的方法是乳液聚合法,主要原因是由于该工艺设备简单,易于工业化生产。乳液聚合体系中包括很多助剂,对反应工艺过程和产品质量性能有很大的影响,如乳化剂、引发剂、相对分子质量调节剂和凝聚剂等。
为便于加工,ACM选用适合的交联点单体和一些助剂,以改善和保持产品的优异性能。除了上述介绍的交联点单体外,配合体系中海应包括有促进剂、交联剂、加工补强剂、防老剂、防焦剂、润滑剂和增塑剂等,促进剂一般选用氨基甲酸盐类;交联剂一般选用多胺、有机羧酸铵盐、二硫代甲酸盐、季铵盐/脲体系等;补强剂选用黑炭、白炭黑河硅藻土;防老剂可以使用4010NA、4020等;防焦剂最常用的是N-环已基代钛酰亚胺;润滑剂常选用脂肪酸、石蜡、硅油;增塑剂通常选用高沸点酯类。

  ACM的生产与消费主要集中在西方发达国家和地区。其中日本的生产企业最多,产品的牌号也最齐全。主要生产公司有美国的杜邦公司、古德里奇公司、氢按公司、加拿大的宝兰公司、日本的合成橡胶及瑞翁、住友化学、电器化学、白信化学等公司,德国拜耳公司,意大利的Montedison公司等。我国自20世纪80年代初先后有北京化工大学、北京化工研究院、四川大学、沈阳橡胶制品研究设计院和陕西西北橡胶塑料研究设计院等单位进行制品研究开发工作。目前国内主要原材料的生产企业有吉林市油脂化学工业公司,江苏苏州助剂厂、四川成都青龙丙烯酸橡胶厂,建峰化工总厂、四川成都化肥厂等,主要产品有AR、BJ和HJ等系列产品,年生产能力约2000t,年产量在1000t以上。

  由于汽车速度的提高而刀子汽车发动机室温度升高,汽车配件的环境温度通常要达到150℃以上。另外,无铅含醇燃料和无氟致冷剂的使用,对汽车配件的耐油性和耐化学腐蚀性提出了更高的要求。因此,以前常用的丁腈橡胶和氯丁橡胶制造的传统配件已不能适应现代汽车的要求,逐渐被性能优异的ACM所替代。

  ACM制品目前在汽车领域的应用主要有:轴封(包括前后曲轴、操作手柄、小齿轮、速度器、传动轴接头等)、变速箱中活塞密封、立式离合器及变速箱与动操纵杆密封、阀杆密封、O型圈、油盘密封垫、支重轮密封、轴承防尘罩、手动刹车滑行制密封等。此外,还有电点火电缆、火花塞套、散热器胶管等。

  我国盒子建设的汽车生产线越来越多,而个人购车持续火爆,私家车的市场发展前景十分广阔,汽车产销形势十分良好,综合分析汽车新生产量和汽车保有量的维修队ACM的市场需求量,预计到2015年国内汽车工业对ACM的市场需求量将达到1.8万t左右,这还不包括国内用于出口的汽车密封制品ACM的消耗。

  与巨大的市场需求相比,国内ACM的生产规模普遍较小,设备简陋、稳定性差、品种少,元元满足不了我国汽车工业发展对ACM的市场需求。我国大部分密封制品厂用的ACM主要依赖进口,年进口量在6000t以上,进口价格在6~7万元/t,而目前ACM的生产成本不超过2万元/t,可见利润空间很大。专家认为,投资建设一家2000t/a ACMD 生产装置,总投资金额为2000万元,年产值可达1亿元,经济效益十分可观。因此,无论从国内汽车工业的需求,还是从投资的附加值来看,我国的ACM具有广阔的市场发展前景和良好的经济效益。
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