汽车橡胶制品生产的技术进步.pdf

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1、予 清 溪 汽 车 橡 胶 翩 品生 产 的 技术 进 步 上 ) 一 于 清 溪 ( 原 化工 部橡 胶 司 ，北 京 1 0 0 0 1 3 ) 摘要 ： 叙述 了当今汽 车胶管 、汽车传动带 、安全气囊 、减震器 、汽车密封制品 、汽 车内外装饰材料的种类 、功 能 ；以及 原料橡 胶 ( 通用橡胶 、半通用橡胶 、耐 油橡胶 、特种耐热耐油橡胶 )的 占有率 、性能等 。汽车橡胶制品的 工艺加 工方式向着 精细化 、效 率化方面发展 。今后 ，橡胶制 品企 业将向着专业化 、模块化 、多元化方向发展 ，走集团式联合发展模 式。橡 胶制 品发展 前途 广阔。 关键 词 ：橡胶制品 ； 汽

2、车 ； 胶 管 ；胶带 ；原料橡胶 ； 加工 工艺 中圈分类号 ： T Q3 3 6 U4 6 5 文章编 号 ： 1 0 0 9 7 9 7 x( 2 0 O 9 ) O 7 0 0 1 1 0 7 文献标识码 ： A D OI ：1 0 3 9 6 9 J I S S N 1 0 0 9 7 9 7 X 2 0 0 9 0 7 0 0 3 汽 车 是 橡 胶 工 业 最 重 要 的 配 套 服 务 对 象 ， 销 售额 占到整 个 橡 胶 工业 的 约 2 3 ，耗 胶量 则 占 据 7 0 以上 的 显 赫 地 位 。多 年 来 ，汽 车 橡 胶 制 品 在 生 产 技 术 上 ， 直

3、发 挥 橡 胶 工 业 领 头 羊 的 作用 ，象 征 着行 业 的发 展 和进 步 。 汽 车 上 使 用 的 橡 胶 制 品 约 占 其 重 量 的 5 ， 一 辆 汽 车装 配 着 1 0 0 2 0 0种 、 数 量 达 2 0 0 5 O 0 件的 各类 橡 胶零 部 件 ， 遍 及汽 车 的发 动机 、 车 身 、 车桥 、 车 轮各 个部 位 以 及减 震 、 密 封 、 刹车 、 液 压 、 燃 料 、润 滑 和 空 调 等 系 统 。仅 以现 代 普 通 轿 车 来 说 ，每 辆 即 要 耗 用 I O 0 k g左 右 的 橡 胶 材 料 ， 几 乎 涉及 所有 天 然和

4、合 成橡 胶 胶 种 。 近 年 来 ，随 着 汽 车 的 技 术 进 步 ，转 子 发 动 机 的 普 及 ，燃 料 油 的 升 级 ，尾 气 排 放 的 限 制 ， 空 调 制 冷 剂 的 换 代 ， 以 及 安 全 、环保 要 求 的 日 趋 严 酷 ，对 所 用 橡 胶 制 品 性 能质 量 提 出 了 更 高 的 要 求 。在 前 后 不 过 1 0年 左 右 的 时 间 ， 由 于 汽 车 内 部 的 工 作 温 度 已 由 1 1 0 1 3 0 提 高 到 1 5 0 2 0 0 ，工作介质由汽柴油发展到 乙醇汽 油 等 混合 燃 料 油 ，制 动 液 由醇 型 液 改 为合

5、成 液 ， 制冷剂由 R1 2 、 C F C-1 2换代为 R1 3 4 a 、 CO 2 等 ， 而 导 致 传 统 的 橡 胶 制 品 已根 本 无法 适 应 ，在 耐 热 性和 耐介 质 性等 方 面普 遍 提高 了 1 2个 等级 。 现 在 ，汽 车橡 胶制 品正 在走 上 高性 能化 、多 功 能 化 、安 全化 、节 能化 、环 保化 和 低 成 本化 ， 并成 为汽 车安 全 、节 能 、环保 的重 要一 环 。汽车 橡胶 制 品倍 受汽 车部 门的 关注 ，与 汽车 本体 的关 系 日臻 紧密 。今后 伴 随着 汽车 的发 展 ，汽 车 橡胶 制品 的 前景十 分 看好 ，

6、发 展空 间极 为广 阔 。 1 现 状 1 1 产品类型多样化 、功能化 当 今 的 汽 车 橡 胶 制 品 ，除 轮 胎 之 外 ，主 要 包 括 胶 管 、传 动 带 、安 全 气 囊 、减 震 器 、密 封 件 和 密 封 条 ，以 及 内 外 装 饰 材 料 七 大 类 别 。它 们 几 乎 都 同 汽车 的 安 全 、节 能 、环 保 息 息相 关 ， 属 于 典 型 的 高性 能 、 高附 加 值 产 品 ，正 在 向 着 多 样 化 、功 能 化 的 方 向 前 进 。现 在 ，我 国汽 车 使 用 的各 类 橡胶 制 品 ，详 见表 1 。 作者 简 介 ：于清 溪 ，男 ，

7、教 授级 高 工 ，原化 工 部橡 胶 司 副司 长。 收稿 日期 ：2 0 O 9 0 2 一O 4 2 0 0 9 年 第3 5 卷 1 1 C HI NA RU88R， PL As了| cs TEcH0L0Gy AD EQU| PME T 鼬铺毽瞄憾鼬避幽啦髓鞫 髓糖张戳端 糕秣 a g 缝 I 糌憩 搿 表 1 我 国各类汽车平均一辆车耗用的橡胶制品 1 1 1 汽 车胶 管 近 些 年 来 ，胶管 在 汽 车 上 的 应 用 范 围 和 数 量 急剧 扩大 和 增长 。在 3 0年之 前 ，汽车 胶 管只 有 刹 车 管 、散 热 管 类 2 3种 ，而 如 今 的 汽 车 胶 管

8、已 扩 大 到 燃 料 管 、加 热 器 管 、水 箱 异 型 管 、 动 力转 向器 管 、空调 管 等 1 0余 种 以上 ，数 量 多 达 几 十 根 到 近 百 根 ，连 结 长 度 达 到 2 0 4 0 m。 汽车胶 管 的生产 量 已 占到全 部胶 管的 2 3 ，销售 额 达到 7 0 8 0 。最 具代 表性 的散 热器 管 、燃 料 管 、空调 管和 制 动 管 ，现 已成 为 胶 管 工 业 的 高技 术含 量产 品 。 ( 1 )散 热器 管 这 类 胶 管靠 近 发 动机 ，随 着 发 动机 的功 率 越来 越 大 ，机 罩下 空 间 越 来 越 拥 挤 ，以 及流

9、线 型 设 计 造 成 空 气 循 环状 况变 差 ，因 而 导致 胶 管 所 处 环 境 的 温 度 不 断 升 高 。现 在 一 般 散 热 管 的 耐 温 性 都 已 在 1 5 0 上 下 ，有 的 甚 至 达 到 1 7 0 ，而 且在 水 箱处 要呈 多角 度 弯曲 异型 化 。 因 此 ，散 热 胶 管 的 耐热 性 和 耐 老 化 性 已显 得 十 分 突 出 ，使用 橡胶材 料 已普 遍由 S B R、C R改换 为 E P DM 、E P M ，补 强 结 构 也 从 原 来 的夹 布 改 为 编 织 ，骨 架 材 料 由 传 统 棉 纤 维 、人 造 丝 、聚 酯大 部改

10、 为芳 纶 。 ( 2 )燃 料 管 现 在 随 着 无 铅 汽 油 的普 遍 使 用 并 向 高 氧 化 值方 向发 展 ，燃料 胶 管 的腐 蚀 性 急 剧 增 大 。因 此 ，为 提 高抗 腐 蚀 性 ，这 类 胶 管 在材 质 上 已发 生 一 系 列 变 化 。 内 胶 层 已 更 多 地 由 NBR改 为 F KM，并且从二 元共聚 F KM ( VDF HE P )发 展 到三 元共 聚 F KM ( VD F HE P T F E) ，进 而达 到 F P M( T E F P P ) 。为 降 低 生 产 成 本 ，减 少 昂 贵 的 F KM 、F P M 用 量 ，一般

11、多 采用 与 AC M 共 挤 出 的 复 合 内胶 层 。外 胶 层 也 从 CR走 向 P U、 P A树 脂 。骨 架补 强 层为 玻 璃纤 维 、聚 酯 或尼 龙 纤 维 。 ( 3 )空 调管 空 调 管 是 胶 管 中 技 术 含 量 较 大 的 产 品 ，精 度 高 、要 求严 。为 防 止 氟 利 昂 气体 扩 散 于大 气 之中破坏臭氧层，要求胶管不得从 管壁渗透 出 氟 利 昂气 。 因此 ，胶 管 内 胶 层 采 用尼 龙树 脂 薄 膜 并 上 覆 C L I I R或 eL I I R NB R，外 胶 层 用 e L I I R E P DM 、E P DM， 骨 架

12、 补 强 层 为 P E T 纤 维 编 织 结 构 。 近 年 ，随 着 制冷 剂 由 C F C -1 2 转换 为 环 保 的 HF C-1 3 4 a ，补 强 层 已 改 为 芳纶 纤 维 。今 后 ，由于 制 冷剂 还 要进 一 步改 为 C O： ， 空 调管 的结构 材料 也将 跟 着发生 一些 新的变 化 。 ( 4 )刹车 管 刹 车 管 为 汽 车 制 动 系 统 最 为 关 键 的 安 全 部 件 。以 前 常 以 S BR、C R和 C R、E P D M 为 内外 胶 层 ，维 纶 、聚 酯纤 维 作 为 补 强 层 。现 在 由 于 免保 高级 轿 车 的 出 现

13、 和 发展 以及 大 量 使 用 高 沸 点 流 体 代 替 压 缩 空 气 ，内外 胶 层 已大 部 改 用 耐 热 、耐 油 的 H- NB R、AC M 、CS M 和 C P E等 ， 补 强层 也相应 改 为尼龙 纤维 。 ( 5 )动力 转向 管 动 力 转 向 管 为 减 轻 汽 车 转 弯 车 体 出 现 倾 斜 和保 持 驾驶 平 稳 而 用 的 控 制 系 统 胶 管 。 它是 一 种 脉 中次 数 很 多 的 液 压 管 ，补 强 层 要 用 尼 龙 纤 维 或 钢 丝 ，内 胶 层为 NB R，要 求耐 热 的 还要 用 H NBR、C S M ， 外 胶 层 为 CR

14、， 耐 热 的 要 用 CSM 、 EPD M 。 ( 6)增压 胶管 增 压 胶 管 为 涡 轮 增 压 器 上 使 用 的胶 管 ，主 要用 于柴 油 发 动 机 汽 车 上 ，目 的是 保 证 燃 油 能 充 分 燃 烧 ，提 高 发 动机 输 出功 率 。这 种 胶 管 要 求 耐 从 1 6 0 1 8 0 。 C ( 冷 却 侧 ) 和 2 1 O 2 3 0 ( 高温 侧 )的 高 温 。 因此 ，内 9 I 胶 层 均 用 ACM ( A E M) 、E VM、VMQ、F KM 等 ，补 强 层 则 主 要 以聚酯 、芳 纶纤 维针 织成 型 。 1 2 第3 5 卷 第7 期

15、 于清溪 汽车橡殴裁品生产的技术进步 上 ) 1 1 2 汽 车 传 动带 汽 车 传 动 带 用 于 发 动 机 的 动 力( 到 冷 却 风 扇 )传 递 ，还 有 使 用 在 空 压 机 、发 电机 和 液 压 泵 等 辅助 机械 上 。一辆 汽 车 要 配装 2 5条胶 带 ， 其 消 耗 量 已 占到 全 部 传 动 带 的 1 3左 右 。最 有 代 表性 的为 汽 车 V 带 ( 风 扇 带 ) 、汽 车 多楔 带和 汽 车 同步 带 。 ( 1 )汽 车 V 带 现 今 ，汽 车 V 带 已普 遍 采 用 切 边 式 V 带 取 代 传 统 的 包 边 带 ， 以之 提 高 发

16、 动 机 冷 却 系 统 的 效 果 、动 力 传 动 效 率 和 使 用 寿 命 。 使 用 橡 胶 材 料 也 由 C R 转 向 H NBR，骨 架 从 人 丝 、 聚 酯 、 玻 纤 维 进 而 扩 大 到 芳 纶 并 由 帘 布 改 为 线 绳 ，底 胶 则 多 以尼 龙 短 纤 维 掺 混 补 强 。 这 种新 型 V 带 比 普 通 V 带 的 耐久 性 提 高 了 3倍 之 多 ，已基 本 达 到 3 0万 k m 几 乎 与汽 车 同寿 命的 程 度 。 ( 2 )汽 车多 楔 带 汽 车 多 楔 带 为 平 带 与 V 带 结 合 而 成 的 改 型 V 带 。特 点 为

17、带 体 薄 、齿 沟 多 、 带 轮 小 、接 触 面 大 ，不 易 生 热 、 弯 曲 性 好 ，系 为 适 应 装 置 小 型 化 而使 用 的汽 车 V 带的 变 种 ，极适 高速运 输 ， 主 要 用 于 汽 车 辅 机 的 驱 动 。近 年 ， 为 适 应 能 在 1 5 0 1 7 0 高 温 环 境 下 使 用 ，橡 胶 已 由 C R改 为 E P DM ，骨 架 由 聚 酯 改 成 玻 璃 纤 维 或 芳 纶 ， 工 作 寿 命 也 相 应 由 1 5万 k m 提 高 到 2 4万 k m。 要 求 耐热 耐 油 的 已开 始 使 用 HNBR，耐 天 候 的 采 用 P

18、UR。 多楔 带 经过 2 0多 年的 几次 换 代创 新 ， 现 在 品种 规 格 不 断 增 多 ，已 成 辅 机 系 统 的 主 流 产 品 ，正 呈现 出 大发 展 的趋 势 。 ( 3 )汽 车 同步 带 汽 车 同 步 带 主 要 用 在 汽 车 发 动 机 配合 点 上 面 ，尤 以轿 车 和 轻 卡 汽 车 为 多 ，属 于 橡 胶 工 业 的 精 细 产 品 。 过 去 主 要 以 CR、P UR和 玻 璃 纤 维 制 造 ，现 今 已大 部 改 用 HNBR， 同 时使 用 寿 命 也相 应延 长到 5 1 0年。在结 构 上，除齿 部 已 由 平 齿 发 展 到 圆 齿

19、、抛 物 线 齿 等 之 外 ，还 出 现 了 多种 类 型 的复 合 同 步 带 。如 双 面齿 同步 带 ， 同 步 多楔 带 ，橡 胶 与金 属块 结 合 的复 合 同步 带 等 ，它们 特 别 适 于 用 在 高扭 矩 的 无 级 变 速 装 置 ( CVT) E面 。 1 1 3 汽 车 安 全 气 囊 汽 车 安 全 气 囊 系 近 年 为 保 障 司 乘 人 员 生 命 安 全 ， 紧 急 救 生 而 采 用 的 救 急 设 施 。 随 着 高 速 公 路 的 发 展 和 汽 车 行 驶 速 度 的 提 高 ( 由 2 0 0 k m h达 到 3 0 0 k m h ) ，目

20、前这 种新 产 品 已 在 高 级 豪华 轿 车 上 得 到 普 遍 采 用 ，有 的 除 驾 驶 人 员 之 外 ，还 包 括 副 驾 驶 座 位 的 乘 用 人 员 ，数 量 不 断 增多 。 安 全气 囊 要求 具备 一 定强 度 ，并能 承受 高 的 ； 中击 ，同 时 还 要 容 易 充 气 打 开 ，轻 量 柔 软 ，通 常 一只 不 超过 3 0 0 g 。一 般是 在薄 细 的尼 龙 、芳 纶 织 物 上 涂 覆 一 层 气 密 薄 膜 ，先 制 成 胶 布 原 条 在 0 1 4 mm左 右 ， 强度 达 1 8 5 k g i n以上 的 气袋 ， 而 后 与 充 气 装

21、具 一起 构 成 安 全 气 囊 。气 袋 用 橡 胶 主要 为 C R、C S M ，现 在 更多 地 已使 用 P UR。 目 前 ，安 全气 囊 仅 装 用在 一 部 分 高端 汽 车上 面 ， 从 高 速 安 全 角 度 出发 ，今 后 各种 汽 车都 应 设 置 这种 气 囊 ，未来 发 展 前景十 分 广 阔 。 1 1 4 汽 车 减 震 器 减 震 橡 胶 是 橡 胶 工 业 独 具 特 性 的 橡 胶 与 金 属 结 合 的 一种 弹 性 缓 冲 产 品 ， 目前 大 约 9 0 用 在 汽 车 上 面 。 一辆 汽 车 平 均 要 在 5 0 6 0个 支 点 上使 用 减

22、 震 橡 胶 零 件 ，并 与 金 属 壳体 共 用 组 成 减 震 器 ，一般 至 少要 工 作 5 1 0年 ，要 求基 本 达 到 与 汽车 同 一寿 命 。 减 震 橡 胶 过 去 长 期 一 直 是 以 NR 为 唯 一 胶 料 。近 年 来 ，为 适 应 汽 车 耐 热 性 和 耐 油 性不 断 提 高 的要 求 ，也 在 开始 使用 I I R、E P DM 、NB R 和 CR，甚 至 还 出现 了微 孔 的 P U 弹性 体 和 T P E 热 塑 性 弹 性 体 。另 外 ，根 据 汽 车 要 求 ，为 实现 轻 量 化 的 目 标 ，已 开 始 以 塑 料 代 替 金 属

23、 制造 所 谓 橡 塑结 合 的减 震橡 胶 制品 。 近 年 ，除 实体 的减 震器 之 外 ，为进 一步 提 高 缓 中减 震 性能 ，更开 发 出内充 液体 的 中空型 减 震 器 。其 中 ，流体 的流 入 、通过 以 及缓 中作用 的 大 小 ，皆可用电子装置自动调节控制，从而使车体 更为平 稳 ，乘座 更感 舒适 。目前在 豪华 型汽 车 上 已得到 广泛 应用 并 向经济 型 轿车普 及 。 1 1 5 汽 车 密封 制 品 汽 车 是 密 封 最 为 集 中 的机 械 器 具 ，有 上 百 2 0 0 9 年 第3 5 卷 1 3 C HI N A RU 88 E R， Pt

24、AS丁 I c s 7 E c一 oL 0Gy ADQUf P 女 f 7 誓 嘲燃 雌 峭 贼 黼 黜 蝴 # # 端 个 泄 漏 点 ，基 本 上 全 靠 橡 胶 材 料 来 阻 漏 防 渗 。 汽 车 密封 制 品 可 分 为 线 形 静 态 密封 的 橡 胶 密 封 条 和点 状 动 静 密 封 的 橡 胶 密 封 件 两大 类 型 ，其 中 要 求最 严 的 为 高 速 、 高压 的 动 态 往 复 和 旋 转 密封件 。 ( 1 )汽 车密封 条 汽 车 密 封 条 主 要 装 在 车 体 的 门 窗 、顶 棚 、 箱 盖等 上 面 ，在 保 持 汽 车 密 封 的 同 时 ，又

25、能起 到 减 震 和 装 饰 的 作用 。一 辆 汽 车使 用 的 密 封 条 有 2 0 3 0 m 之 多 ，结 构上 ，现 已发 展 到从 实体 橡胶 到海 绵橡 胶 。 以及橡 胶与海 绵 双复合 ， 橡胶 、 海 绵 与 金 属 三 复 合 ，橡 胶 、海 绵 、金 属 与 塑 料 四复 合等 多 种组 合形 式 ，外观 表 面 还有 植绒 毛 、 全 金属 片 、涂 有 机硅 涂 层 、衬 聚 氨 酯 膜 等 多 种 类 型 。现 在 ，多 复 合 的 涂 覆 密 封 条 已 成 为发 展 方向 ，需求 量越来 越大 。 密 封 条 使 用 的 橡 胶 ，早 年 为 NR、S B

26、R和 C R，后 来 多 已改 用 E P D M 。近年 ，节能 环保 的 热 塑性 弹 性体 T P E又开 始 取 代橡 胶 ，由 E P DM 转 向 T P O，有 的 还采 用 热 塑性 硫 化 胶 T P V。特 殊要 求的 也用 NB R T P V和 I I R T P V 等 。 ( 2 )汽 车密 封件 汽 车密封 件 的种类 多 、用量 大 。视使 用部 位 和 作用 的不 同 ， 有衬 垫 、 皮 碗 、 0环 、 油封 、 护 套 、 薄 膜 等 多 种 多 样 形 式 ，几 乎 全 部 用 于 同流 体 介 质 接触 的 连结 件 。使 用橡 胶有 NR、S B

27、R、CR、 NB R、AC M、P U、E C O、V MQ、F KM 等 。要 求 耐 热不 高 的 ，也 开 始 使 用 节 能环 保 的 相 对 应 的 T P E材料 ，主 要为 T P V。 汽 车 密 封 制 品 除 静 态 固 定 密 封 用 之 外 ，最 为重 要 的 是 动 态 活 动 用 的 密封 件 。代 表 性 品 种 有 油 封 、0 环 和皮 碗 ，其 中 的 骨 架 油 封 结 构 最 为 复 杂 。 它是 一 种为 防止 滑 油 外 泄 、灰 尘 、水 气 入 侵 的 重 要 橡 胶 叠 体 ，分 为 旋 转 油 封 、往 复 油 封 、 单双 向油 封 、高

28、速 油 封 、 高压 油 封 等 多 种类型 ，结构有橡胶与金属结合的外骨架油封 、 内 骨 架 油封 和 组 合 油 封 等 等 。使 用 橡 胶 最 常 见 的 为 NB R，要 求 耐 热 的 有 AC M 、E C O，近 年 用 MVQ、H NBR和 F KM 等 高端 耐热 耐 油 的 橡 胶 也 在 不 断增 多 。 目前 ，外 包 T F E薄膜 的 复 合 油 封 已成 油 封 新 宠 ，旋 转 速 度 可 高 达 5 0 m s ， 工作寿 命最 高 已达 6 0万 k m。 ( 3 )汽 车防护 套 汽 车 防 护 套 分 为 电气 系 统 和 操 控 系统 用 两 大

29、类 ，主要 用 以 防尘 、防 磨 和 保 护 线 路 、活 动 器件。使用橡胶以前多为 S B R、C R、现 已大部 改为 E P DM 。近来 ， S BS等 T P E又 成为 取代物 。 ( 4 )汽车 雨刷 条 汽 车 雨刷 条 看似 极 为 简 单 而 实 际 是 要 求 非 常 高 的 一种 精 细 产 品 。 它 要 求 既能 很 快 洗 刷 掉 汽 车 前后 窗 玻 璃 上 的 雨 水 和 尘 埃 ，同 时 又 要 极 易 自 由 滑 动 、轻 便 自 如 ，不 能 产 生 任 何 划 痕 、 抖 动 和 噪 声 ，因 而 ，使 用 一 般 橡 胶 很 难 达 到 这 一

30、要 求 。 现 在最 为 理 想 的是 HNB R，并 已 获 得 大 量应 用 。 1 1 6 汽 车 内外 装 饰材 料 橡 胶 作 为 汽 车 内 外 装 饰 材 料 也 在 许 多 部 位 得 到 大 量 应 用 。代 表 性 的 有 ，汽 车 驾驶 室 内的 脚踏板 、 前后 车桥 的挡泥 板 、 行 李箱 底的 垫板等 。 使 用 橡 胶 为 NR、S BR，现 在 更 多 地 为 T P E的 S B S ，低 档 的 还 有 改 性 P VC、再 生 胶等 。它 们 大 多 制成 同使 用 部位 形状 相 同 的彩色 花 纹板 状 ， 成 为专 用的产 品 。 汽 车 乘 座

31、部 位 上 的 海 绵 垫 实 际上 也 是 橡 塑 制 品 ，以 前 主 要 用 NR、S B R 乳 胶 制 成 。现 今 除 高端 豪华车 外 ， 皆已改 为 P U 泡沫材 料 。此外 ， 泡 沫材 料 也大 量 用 在 车 体 内棚 的 装 饰 上 ，粘 贴 施工 时还 要使 用胶黏 剂 、密封 剂等 橡胶 胶液 。 另 外 ，还 有 些 部 位 也 在 用 橡 塑 材 料 和 类 橡 胶 弹 性 体 ，如 汽 车 保 险 杆 以 前 多 为 金 属 制 的 ， 现 已几 乎 全 部 改 用 P U、P P E P DM，近 来 又 进 一 步改 为 T P O。驾驶 仪表 盘现 也

32、采 用 P U，特 别 是 T P E的相 应材 料 。 总之 ， 尽 量以热 塑性 弹性 体 、 热 塑 性 和 热 固性 塑 料 使 汽 车 轻 量 化 ，已成 为 现 代汽 车发展 的 时 尚。 1 2 原料橡胶高性能化 、专用化 汽 车 橡 胶 制 品 用 的 原 料 橡 胶 ，现 在 主 要 以 合 成 橡胶 为 主 ，并 向 着特 种橡 胶和 热 塑 性 弹 性 体 的方 向发 展 。目 前 一 辆 汽 车 除 轮 胎( 占橡 胶 量 的 5 5 7 0 ) 之 外 ，轿 车 约 耗 用 3 O 5 0 k g 1 4 第3 5 卷第7 期 于 清 溪 汽 车 椽 皎 翻 品 生

33、产 的 技 术 进 步 ( i ) 橡 胶 ，载 重 汽车 为 2 0 6 0 k g橡 胶 。车 型 、用 途 不 同 ，橡 胶 材 料 的 种 类 和 用 量 也 大 不 相 同 。大 体 上 可 划 分 通 用 橡 胶( NR、S BR、B R) ， 半 通 用 橡 胶 ( C R、I I R、E P DM 、P UR) ，耐 油 橡 胶 ( NB R、ACM) ，特 种 耐热 耐 油 橡 胶 ( E C O、 H NBR、VMQ、F K M )四 大 类 别 。平 均 一辆 汽 车分 胶 种的 用量 及 比例 ，详见 表 2 。 表 2 一 辆 汽 车 分胶 种 用 胶 量 及 所 占

34、 比 例 1 2 1 通 用橡胶 这 类 橡 胶 既用 于 轮 胎 ，也 用 在 非 轮 胎 的 汽 车 橡 胶 制 品 上 ， 应 用 范 围 最 广 。 主 要 有 NR、 S BR， 通 常 约 占 汽 车 橡 胶 制 品 用 量 的 1 7 26 。 ( 1 )NR NR在 汽车橡 胶制 品中 约 占 1 0 左右 ，除 部 分 用 于 管 带 之 外 主 要 对 象 是 减 震 橡 胶 制 品 。 常 用 品 种 为 烟 片 胶 RS S 3号 和 标 准 胶 CS R 1 0 2 0号 ，多 年 来 已 牢 固 确 立 了 市 场 地 位 ，尚 无其 他 橡胶 可 以完 全 取代

35、。 ( 2 ) S BR 主要 用在 管带 及装 饰材 料 方 面 ， 同 N R类 似 ， 为 NR的 代 替 品 。 一 般 在 不 超 过 1 2 0 的 工 作 温 度 下 使 用 。S BR的 品 种 牌 号 甚 多 ，见 之 于 市 场 的已达数十种 。汽车橡胶 制品常用的为标 准 型 的 S B R1 5 0 2 ( 工 业 用 非 污 染 型 ) 、1 5 0 7 ( 低 门尼 黏 度 型 ) ，另 外 ，还有 高 苯 乙烯 型 的 1 5 1 3 ， 充油型的 1 7 7 8( 环烷油 )等 。近年来 ，采用环 保 型 1 5 0 0 E的 现 象 也 在 不 断 增 多 。

36、 从 长 远 看 ， 不 管 是 S B R还 是 NR，有 部分 被 T P E的 S BC 逐 步 取代 的倾 向 。 1 2 2半通用橡胶 半 通 用 橡 胶 主 要 用 于 非 轮 胎 方 面 ，而 在 汽 车 橡 胶 制 品上 更是 大 量 使 用 的 主 流 原 料 ，通 常 耐 热 温 度 不 超 过 1 3 0 。 C。最 为 常 用 的 有 CR、 I I R、E P D M 等 ，约 占汽 车用 胶 的 4 0 5 0 。 ( 1 ) CR 全 球 年 产 量 约 4 0万 t ，有 2 O 3 0个 品 种牌 号 ， 主要 集 中在 杜邦 、 朗盛 和 电气 化学 几 家

37、手 中 ， 我 国 长 寿 和 大 同 两 家 也 有 生产 。汽 车 用 的 为标 准 型 、改 性型 和 黏 着性( 高精 品 )3种 。标 准型 CR具有很好的力学性能，有自我补强性机械强 度 达 到 NR水 平 ，伸 长 率 超过 NR，耐老 化 、耐 油 性 也 远大 于 NR，属 于综 合 物理 机 械 性能 平衡 的 橡胶 ，用 途 广泛 。 标 准 型 CR根 据 聚 合 用 的 稳 定 剂 不 同 ，有 硫 磺 型 、硫 醇 型 和 混合 型( 硫 磺 +硫 醇 ) 即 P、 M 、P M 之 分 。CR P型 强 力 高 、耐 屈 挠 性 好 ， 多用 于 汽车 传 动带

38、，如 C R1 2 2 、GNA 7 1 2等 。 c R M 型 储 存 和 加 工 稳 定 性 好 ，主 要 用 于 密 封 件 、 防 护 套 和 雨 刷 条 、 密 封 条 、 胶 管 等 ，如 CR 2 3 2 、W 、M一4 0 、1 2 6等 。CR -P M 型 兼 有 P和 M 型 各 自的 优 点 ，如 C R3 2 2 、P M一 4 0 ，亦 为 优 选的 对 象 。 改性型 CR有氯丁二烯与苯乙烯的共聚物， 简 称 S CR，结 晶 性 低 、有 耐 寒 性 、容 易 加 工 ， 为 标 准 型 C R 的 改 进 品 。 有 S CR 2 1 2 、GR T、 WR

39、 T、T R T、S - 4 0等 商品牌 号 。近 年 ，还 出现 了 氯丁 二 烯与 二 氯丁 二烯 的 共聚 物 ，简称 DC R， 分 为 P和 M 两 种( DC R1 1 4和 DCR 2 1 3 ) ， 性 能 同 S C R类 似 ，且 不 易 结 晶 ， 耐 寒 更 胜 一 筹 ， 也 不 易 粘 辊 和 焦 烧 ，如 WX 一 类 等 ， 已有 取 代 S C R之 势 。 近 些 年 来 ，易 加 工 型 的 CR得 到 了 快 速 发 展 ，主 要 用 于汽 车 密 封 条 、胶 管 、胶 板等 挤 出 、 压 延 加 工 的 产 品 。 它 实 际 上 是 氯 丁 橡

40、 胶 预 交 联 改 性 的 C R， 简 称 E C R， 有 E C R 2 1 2 、T w 、 T R T、E M一4 0 、E S 一 4 0等牌号 。另外 ，还有含 2 0 0 9年 第3 5 卷 1 5 CHI NA RUBBER PL AST I CS T ECHNOLOG Y AND tQuI N 嘲 聃晴嘲嘲黼 鼎 黼 黼 粼 戳鳓罄 燃# 挎 她。 C I I R1 0 6 6和 1 0 6 8 ( 含 c l 量 1 2 6 ，门 尼黏 度 3 8 和 5 0 ) ， CI I R R4 0和 1 2 5 5 ( 含 C L量 1 2 5 ， 门尼 黏度 3 8和 5

41、0 ) ，B I I R为 2 2 4 4和 2 2 5 5 ( 含 B r 量 2 0 - 2 1 ， 门 尼 黏 度 4 6 ) ，BI I R 2 0 3 0 和 2 0 4 0 ( 含 Br 量 1 8 ，门尼黏 度 3 2和 3 9 ) 。 另方 面，为提 高 I I R模量和 机械拉伸等 性 能 ， 在 聚 合 上 已 大 部 由 线 型 改 为 星 形 支 化 的 I I R，有的也用 S B S等为支 化剂对 I I R进行 支 化 处 理 。 已 商 品 化 的 有 ： S B I I R 4 2 6 6 、S B C I I R 5 0 6 6 、S B B I I R 6

42、 2 2 2 ，S B S共 聚 支 化 的 有 B I MS 3 0 3 5 、 3 4 3 3 、 3 7 4 5 ( 含 B r 量 0 5 1 2 ， 门尼黏 度 3 5 - 4 5 ) 。 I I R在 异丁 烯 、异戊 二 烯 共聚 物基 础上 引入 第 三单体 二 乙烯 苯 时还可 制成 交 联 I I R，一般可 供作 汽车 挡风 玻璃 的密 封 带以及 各种 密封剂 。 ( 3)EP DM 汽 车 是 E P DM 的 最 大 用 户 ，现 已 占汽 车 耗 胶 量的 2 5 - 3 0 。E P DM 中 的许多 牌号 是 专为 汽 车 橡 胶 制 品 的 需 要 而 设

43、计开 发 的 ， 已成 为汽 车橡胶制品专用胶 。主要用途是 制造汽车密封 条 、 刹车 和空 调管 、 汽 车零件 以及保 险杆等 材料 。 由于 它 的耐温 性 好 ，可在 一4 0 - 1 5 0 o C的环境 下 长 期正 常 工作 ，同 时 又 有 很 好 的 耐 绝 缘 性 、耐 酸 碱 性 和 耐 老 化 性 ， 已成 为 汽 车 橡 胶 制 品 升 级 换 代 的 主要 材 料 。 目前 ，全球 E P DM 的 生产 量 已超 过 1 0 0万 t 以上 ，为 次于 S B R、BR的第 三 大胶 种 ，其中 用在 汽车 上的 已不 下 2 3 。 乙丙 橡 胶 是 由 乙

44、烯 与 丙 烯 共 聚 而 得 ，通 常 以其 有 第 3组分 单体 分 为 二 元 ( E P M)和 三 元 ( E P DM)两 大 类 型 。现 在后 者 的产 销 量 已 占到 9 5 以 上 ，E P DM 中 ，E NB 型 由 于 力 学 和 工 艺 加 工性 能俱 佳 ，现 已 占 8 0 的 压 倒优 势 ； 而 DP P D型 则 仅 占 1 0 1 5 ，HD 型 占不 至 J 5 ， 它们 主要 向突 出特性 和 专用化 的方 向发 展 。 E P DM 中的 乙烯结合 量对橡胶的低温等性 能 影 响很 大 ，并 随着 比例 增 大而 使 耐寒性 提 高 。 一 般分

45、为 低 ( 4 0 - 5 0 ) ， 中 ( 5 0 5 5 ) 、 高 ( 5 5 6 0 ) 超 高 ( 6 0 - 6 5 )和极 高 ( 6 5 7 5 )乙 烯含 量 等 多 种 ，汽 车 用 橡 胶 多 为 中 高品 种 。E P DM 的填 充 性非 常好 ，为改 善 工 艺加 工性 ，可 以 大量 充 油 、 凝 胶 型 以及 其 他 添 加 剂 型 的 C R，如 WB、WK 等 也列为 加 工型的 橡胶 。 共 聚 改 性 的 CR还 有 氯 丁 二 烯 与 丙 烯 腈 的 共 聚 物 ，兼 有 C R的 耐 老 化 性 和 NB R 的 耐 油 性 ，用 于 要 求 耐

46、 油 又 耐老 化 的汽 车 配件 。 氯 丁 二 烯 与 丙 烯 酸 类 共 聚 的 羧 基 C R具 有 耐 热 性 ， 可 用于 耐 热 的 汽 车 橡 胶 制 品 ，但 由 于 价 格 等方 面 原 因 有 待 扩 大 发 展 。 商 品 牌 号 为 XC R2 1 4 、 X CR242。 C R为汽 车用的 最佳 粘接 剂 ， 可 以冷粘 热贴 ， 得到 大量 应用 。 粘 接 型 C R在 胶 黏 剂 中 已 占 到 8 0 ，主 要 为 高 结 晶 型 ， 高 门 尼 黏 度 和 非 硫 调 节 型 的 专 用 CR， 市 的有 A C、T A一9 5 ，AD、A一9 0 、

47、C R2 4 6等 牌 号 。 另 外 ， 中 等 结 晶 速 度 的 高 门 尼 黏 度 的 C R， 作 为 初 粘 增 进 材 料 也 常 与 粘 接 型 C R 并 用 ， 以 提 高 粘 合 效 果 。 主 要 有 ： wHV一1 0 0 、M 1 0 0 ，wHV、M 1 2 0等 。 还有 AF为 低 结 晶 、中 门尼 黏 度 ，AG 为 中结 晶 、高 门尼 黏 度的 专用粘 接剂 橡胶 。 ( 2)I I R I I R的主要 特 点是耐 气密 性好 ， 同时 耐酸碱 、 耐 绝 缘 、耐 老 化 。利 用这 一特 性 ，除 了 供 作 轮 胎 内村 层 和 内 胎 的原

48、料 橡 胶之 外 ，在 汽 车 橡胶 制品 中 则 利 用 其 低渗 透 性 制造 空 调 管 ，并 以其 高 能量 吸 收 性 生产 汽 车 缓 冲 支 座 以 及 其他 汽车 橡 胶零 件 。目前全球 I I R年产 量约有 6 0多万 吨 ， 主 要 集 中 在 埃 克 森 美 孚 、 朗 盛 和 下 卡 姆 斯 克 、 西伯 尔 ，我国 燕山石 化有 生产 。 I I R 的 8 0 是 用 在 轮 胎 上 ，在 汽 车 橡 胶 制 品中 使 用 的 为 中不 饱 和 度 ( 1 4 1 8 )和 中 门 尼 黏 度 ( 5 0 - 6 0 ) 的 橡 胶 ，商 品 牌 号 有 I I R 1 75 1、 1 75 8， B ut yl 268、 269， BUt yl 3 0 1， E K 1 6 7 5等 。要 求 耐热的 为 B u t y 1 3 6 5 ，B u r y 1 4 0 2和 S I 2 0 4 5 、 2 0 5 5 ( 高不 饱 和度 1 8 2 2 ， 门尼黏 度 3 3 6 0