氢化丁腈橡胶的特殊品种及应用
氢化丁腈橡胶(ZEON)
氢化丁腈橡胶(HNBR)
产品简介：
氢化丁腈橡胶（ HNBR ）是由于腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体。
氢化丁腈橡胶具有良好耐油性能（对燃料油、润滑油、芳香系溶剂耐抗性良好）；并且由于其高度饱和的结构，使其具良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀性能（对氟利昂、酸、碱的具有良好的抗耐性），优异的耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能；同时氢化丁腈橡胶还具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特点，是综合性能极为出色的橡胶之一。
氢化丁腈橡胶目前广泛用于用于油田、汽车工业等方面。
在使用条件极为苛刻的领域，氢化丁腈橡胶有着良好的表现，被越来越大量的采用。
瑞翁公司在氢化丁腈橡胶的生产上，一直处于世界领先水品。
瑞翁公司产品牌号是 Zetpol。
产品性能参数：
由于厂家产品型号会有变换及更新，详细情况请向销售人员了解。
氢化丁腈橡胶耐温范围
氢化丁腈橡胶耐温范围氢化丁腈橡胶（HNBR）是一种具有出色耐热性能的合成橡胶材料。
它在高温环境下表现出卓越的耐候性、耐油性和抗老化能力。
在本文中，我们将探讨氢化丁腈橡胶的耐温范围、其在不同温度下的特性以及其适用性。
1. 什么是氢化丁腈橡胶？氢化丁腈橡胶是由丁腈橡胶（NBR）经过氢化处理而得到的一种改性橡胶材料。
氢化处理将部分丁腈单体中的双键转变为单键，从而提高了其耐热性能。
它通常以HNBR缩写来表示。
2. 氢化丁腈橡胶的耐温范围HNBR具有良好的耐高温性能，其耐温范围通常在-40°C至150°C之间。
这使得它能够在广泛的工业应用中承受高温环境下的挑战。
相比于一般丁腈橡胶，HNBR可以在更高的温度下保持其物理性能和化学特性。
3. 氢化丁腈橡胶的特性在不同温度下，HNBR表现出不同的特性，这些特性对其在不同应用中的适用性至关重要。
a. 低温特性：HNBR在低温下仍能保持其弹性和柔软性。
在-40°C的极寒环境下，它能保持较好的尺寸稳定性和耐用性。
b. 中温特性：在中温范围内，HNBR表现出较高的可塑性和弹性模量，这使其成为许多密封应用的理想选择。
它在温度为~80°C至100°C之间表现出最佳的物理性能。
c. 高温特性：HNBR在高温环境下仍然能保持良好的弹性和耐久性。
在持续暴露于150°C的高温下，它仍然能够保持其原有的弹性模量和拉伸强度。
4. 氢化丁腈橡胶的应用HNBR由于其出色的耐温性能，在许多工业领域中得到广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：a. 汽车工业：HNBR被广泛用于汽车发动机和传动系统的密封件、振动垫圈等部件中，以应对高温和高压的环境要求。
b. 石油和天然气行业：HNBR在石油和天然气开采、输送和处理过程中，用于制造密封件、O型圈和其他耐热部件。
c. 制药和食品工业：HNBR广泛应用于制药和食品加工设备中的密封件，以满足高温和卫生要求。
不同饱和度氢化丁腈橡胶的应用场景
不同饱和度氢化丁腈橡胶的应用场景下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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氢化丁腈橡胶的特殊品种及应用
料的压缩永久变形明显改善 。
实践证明 ,使用 H T HNB R 母胶 (用量小于
10 份) ,可使 HNB R 的耐热性能提高 10～20 ℃,
使其耐热性能高达 165 ℃,在 165 ℃下保持其性
能达到 1 000 h ,即相当于使用寿命延长 100 %～
200 %。H T HNB R 对硫黄或过氧化物不干扰 ,
91 ( + 1 %) 4. 3 ( - 26 %)
良好
注 :1) 门尼粘度 [ ML (1 + 4) 100 ℃] 为 70 ; 2) 括号内数据为 A T HNBR 性能值与普通 HNBR 性能值的差率 。
2008 年第 15 期 橡 胶 科 技 市 场 ·13 ·
在 HNBR 中 加 入 的 二 甲 基 丙 烯 酸 锌 ( Zn2 MAA) 会产生原位聚合 ,实现纳米级分散状态 ,生 成的聚二甲基丙烯酸锌在与已交联的 HNBR 大 分子之间接枝聚合 ,从而获得极佳的物理性能。 这种 HNBR/ ZnMAA 纳米复合弹性体的拉伸强 度大于 50 M Pa ,拉断伸长率大于 500 % ,可以在 苛刻条件下使用 (例如用于坦克履带板衬胶等) 。
德磐氢化丁腈橡胶
➢ Good low temperature properties 良好的低温性能
Dr. Sharon X. Guo, LANXESS
➢Low permeability to vapors and gases 蒸气和气体渗透性很低
34％ － 43％ 0% - 15%
Dr. Sharon X. Guo, LANXESS
Good Thermal Oxidative Aging Resistance 良好的耐热氧老化性能
C h a n g e in Pro p e rty HNBR-39 HNBR-34 HNBR-43 HNBR-36 FKM
➢Good resistance to crude oil even in the presence of hydrogen sulfide, amines, and corrosion inhibitors 良好的耐原油 性能，甚至在有硫化氢、胺和腐蚀性 抑制剂存在的情况下
➢ Abrasion resistance 耐磨损性
➢ Excellent resistance to lubricating oils with chemically aggressive additives 极好的耐含腐蚀性添 加剂的润滑油
➢ Good mechanical properties at elevated temperature 良 好的高温物理机械性能
Dr. Sharon X. Guo, LANXESS
1. Introduction 1. 介绍
Dr. Sharon X. Guo, LANXESS
Recent Trends in Automotive Industry 目前汽车工业的发展趋势
HNBR讲稿
7
（用过氧化锌可改善胶料的疲劳性、压变的生热性能）
c、加工安全性配合 DTDM TMTD
2～4 3～5
组分或性能
HNBR 硬脂酸 氧化锌 N550炭黑 促进剂MBT 促进剂TMTD 硫化剂Sulfasan R 硫黄 促进剂Santocure 促进剂Pennac TM 促进剂MBTS 促进剂TMTM 氧化镁 硫化剂 DP—CP
HNBR硫化胶的代表性能
项 目 表3 HNBR硫化胶的代表性能
硬度（邵尔A） 拉伸强度
扯断伸长率
100%定伸强度 300%定伸强度 回弹率
度 MPa % MPa MPa %
压缩永久变形
%
磨耗量(1.61km)
cm3
指标
45～90 13～35 100～600 3～20 5～30 30～50(室温) 53～56(70℃) 15(23℃×70h) 20(150℃×70h) 25(200℃×70h) 0.03～0.05(室温) 0.04～0.06(150℃)
HNBR广泛用于汽车工业中的密封件，包括传动系统油 封(如曲轴前后油封、齿轮箱油封等)、H型轴封、燃油喷射 系统密封件、活塞缸减震密封件、水泵密封件、空调密封 条、汽缸盖密封件以及汽油泵、化油器用O型圈、皮碗等。
HNBR与NBR比较有很好的耐劣化燃油和耐臭氧性， 甚至较FKM更突出，故在汽车燃料系统密封零件上广泛使 用；现在润滑油中由于添加了各种添加剂，使用寿命都较 长，但添加剂对橡胶有劣化促进作用，且随着时间延长， 就会产生出含有金属淤渣的劣化油，更促进劣化，HNBR 有优异的耐劣化油和淤渣的性能，(即使在高温下)，所以 在发动机油、高压机械油的循环系统的油封等方面使用量 越来越多；ACM虽然抗添加剂性能优异，但强度较低。
高饱和丁腈橡胶介绍
高饱和丁腈橡胶—HNBR（一）氢化丁腈橡胶（HNBR）也叫做高饱和丁腈橡胶与传统的丁腈橡胶（NBR）相比，其分子结构中含有少量或不含碳碳双键（C=C），它不仅具有NBR的耐油、耐磨、耐低温等性能，而且还具有更优异的耐热氧老化、耐臭氧、耐化学介质、良好的动态性能等，是目前最具发展潜力的橡胶品种之一，在许多方面已取代了氟橡胶等其它特种橡胶，已广泛地应用于汽车、油田等工业领域。
尤其是汽车用传动带，已占其用量的50%以上。
一、氢化丁腈橡胶（Hydrogenated nitrile rubber）氢化丁腈橡胶因烃链上的不饱和双键被氢化还原成饱和键，故也称高饱和丁腈橡胶，代号HNBR或HSN。
二、历史HNBR最早由德国Bayer公司于1984年小批量生产，商品名为Therban；日本Zeon公司也在同年建厂生产，商品名为Zetpol；随后加拿大的Polysar公司亦于1988年投产，商品名为Tornac（被Bayer兼并，已无此牌号）；我国兰化公司于1999年开发成功，牌号：LH-9901、LH9902。
目前，世界HNBR总生产能力约7 500t/a，其中日本占五成、欧洲占三成、北美占二成。
在欧洲其消耗量55%为传动带、密封件20%、胶管11%、电缆5%、其它9%[1]。
三、制造方法：氢化丁腈橡胶制法有三：即乳液加氢化、丙烯腈-乙烯共聚法和丁腈橡胶乳液加氢法三种。
前两法尚在试验阶段，后一种制法已实现工业化。
丁腈橡胶乳液加氢法就是将制成的丁腈橡胶溶解，然后进行催化加氢而制得。
目前多致力于乳液催化加氢技术。
四、品种牌号国外生产氢化丁腈橡胶的厂家有日本瑞翁公司，德国Bayer公司和加拿大Polysar公司三家。
瑞翁公司牌号Zetpol HSN后缀以四位数字，前两位数字表示丙烯腈含量，10和20分别表示高和中高丙烯腈含；后两位数字表示碘值或不饱和度，10或20分别表示饱和度为95%和90%，数字后的字母L表示门尼粘度值低。
氢化丁腈橡胶 (2)
氢化丁腈橡胶简介氢化丁腈橡胶（Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber，HNBR）是一种合成橡胶，由合成橡胶领域的科学家开发出来，以满足特定的工业需求。
氢化丁腈橡胶在耐油性、耐热性、耐化学品等方面具备优异的性能，因此在汽车、航空航天、石油化工等领域得到广泛应用。
本文将介绍氢化丁腈橡胶的特性、制备方法、应用领域以及优缺点。
特性1. 耐油性氢化丁腈橡胶具有极佳的耐油性，可以在高温、高压和恶劣的工作环境下保持其性能稳定。
这使得氢化丁腈橡胶成为汽车发动机密封件、油封等耐油性要求较高的零部件的理想材料。
2. 耐热性HNBR具有优异的耐热性能，在高温环境下仍然可以保持良好的性能。
一般情况下，HNBR的使用温度范围可达-40℃至150℃，在一些特殊的应用场合下，甚至可以达到200℃。
3. 耐化学品性HNBR对于酸、碱等广谱化学物质具有较好的耐受性。
它可以在很多腐蚀性介质中长时间工作，不会因接触化学物质而引发化学反应。
4. 抗老化性HNBR具有较好的抗氧化和抗紫外线性能，其寿命更长。
这使得HNBR在户外设备、气候变化较大的环境下依然能够保持其原有的性能。
5. 弹性良好HNBR具有很好的弹性，即使在高温、高压情况下也能保持较好的弹性变形性能。
这使得HNBR广泛应用于密封件、振动隔离垫等领域。
制备方法氢化丁腈橡胶的合成方法通常是通过在丁腈橡胶的分子链上引入氢原子而实现的。
在这个过程中，需要使用催化剂来催化反应，以实现橡胶分子链上部分或全部丁烯基转化为丁烯基氢化物。
这样一来，氢化丁腈橡胶的分子链就引入了更多的饱和键，提高了其耐热性、耐油性等性能。
应用领域HNBR由于其优异的性能，在许多工业领域得到了广泛应用：1. 汽车行业氢化丁腈橡胶被广泛应用于汽车行业，特别是引擎系统中的耐油密封件。
它可以承受高温高压下的恶劣环境，保护引擎的正常运行。
2. 航空航天在航空航天领域，HNBR广泛应用于液压密封件、燃料储存系统等需要耐热、耐油性能的部件。
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性能 ,解决这个问题的办法是向未氢化的 NBR 中引入少量第三单体 ,这些单体是大体积的柔性 基团 ,打乱了分子链的规整性 ,从而提高了耐寒性 。
朗盛生产以下 4 个牌号的 L T HNB R : Ther2 ban L T 2157 ,LV VP KA8886 (对模具污染轻) ,L T VP KA 8882 (对模具污染轻) 和 AT L T 2004 VP {低门尼粘度[ ML (1 + 4) 100 ℃]为 39 ,易加工} 。
氢化丁腈橡胶 ( HNBR) 是将乳聚丁腈橡胶 (NBR) 溶液在催化和高压下 ,对 NBR 上的双链选 择性加氢而制成 ,通过加氢使 NBR 主链的双键饱 和或大部分饱和 ,而侧链却保留 ,从而赋予它一系 列突出的性能 : (1) 强度高 ,拉伸强度可达30 MPa 以上 ,特殊改性品种可达 60 MPa ; (2) 高耐磨 ,耐磨 性是 NBR 的 1. 8 倍 ; (3) 优异的耐热性 ,工作上限 温度为 155 ℃,125 ℃下使用寿命为 10 000 h ; (4) 优良的耐油性 ,对含腐蚀性添加剂的润滑油、含硫 化氢/ 胺/ 腐蚀抑制剂的原油、ATF (自动转向液) 、 柴油 、生物柴油和掺醇汽油等有相当好的抗耐性 ; (5) 耐新型制冷剂 R2134A ; (6) 极好的耐臭氧性 等 。虽然 HNBR 的价格昂贵 ,但应用面和量都不 断扩大 ,主要用于汽车同步带 、油田配件 、密封制 品 、胶辊 、胶管 、减震器 、电线电缆等方面 。市场上 出售的 HNBR 的丙烯腈 ( ACN ) 含量为 17 %～ 50 % ;门尼粘度 [ ML (1 + 4) 100 ℃]为 57～135 ; 不饱和度 ( RDB ,残余双键摩尔含量) 为 1 % (几乎 完全氢化) ～20 %(氢化率 80 %) ,而不饱和度 4 % ～10 %的 HNBR 广泛使用 。目前 , HNBR 的主 要生产商为日本瑞翁 ( Zeo n) 公司 ,产品牌号为瑞 特波尔 ( Zetpol) ; 德国朗盛 (Lanxess ,原拜耳) 的 产品牌号为德磬 ( Therban) 。为进一步提高 HNBR 的性能 ,还开发了一系列特殊的品种 。
2 耐热 HNBR( HT HNBR) 朗盛公司生产的 Therban H T V P KA8805 ,
是利用该公司的耐热技术 ( H T) 生产的含有特殊 稳定剂的 HNBR 母胶 ,它的基础胶的 ACN 含量 为 34 % ,母胶 的 门 尼 粘 度 [ ML ( 1 + 4) 100 ℃] 为 45 。
以 ACN 为 34 %的品种为例 ,L T HNBR 的 玻璃化温度 ( Tg ) 约为 - 40 ℃, 而 HNB R 约为 - 25 ℃。耐寒试验表明 :L T HNBR 的耐低温性 能比 HNB R 提高 - 15～ - 20 ℃(见表 1) ,在低温 下 L T HNB R 的硬度比 HNB R 低 ,而且低温动态 性能显著提高 。在耐油性能 (耐 1 号和 3 号油性 能) 方面 , ACN 含量 21 %的 L T HNBR 与 ACN 含量 28 %的普通 NBR 相当 ,抗低温压缩永久变 形 L T HNBR 比 HNB R 好 。
普通 HNBR 常用的热稳定剂包括二苯胺类 防老剂 和 防 老 剂 ZMMB I ( 二 甲 基 巯 基 苯 并 咪 唑) ,胶料经 150 ℃×240 h 老化后 ,红外光谱图 未出现1 715 cm - 1 处的羰基峰 ,只在1 567 cm - 1
·12 · 橡 胶 科 技 市 场 2008 年第 15 期
A R T HNBR 一般不单独使用 ,而是与普通 HNBR 并用 。添加了 AR T HNBR 母胶的 HNBR 胶料 ,拉伸强度和耐磨性能大大提高 ,而且有很好 的耐热老化性 (见表 5) ,同时还能在很宽的温度 范围内保持优异的动态性能 。
Therban XQ536 ( A R T 3425) 的重要用途是 汽车同步带 ,此混炼胶的硫化体系是无卤的 ,非亚 硝胺环保体系 ,贮存稳定性极佳 ,低粘度有利于胶 带成型 ,特别是它的动态性能和耐热性能极佳 ,因 此是制造同步带的理想材料 。A R T HNBR 由于 强度高 、高耐磨 ,而且与金属粘合性极佳 ,也是制 造高线压力造纸胶辊和高硬度钢铁胶辊的好 材料 。
果得出 ,随老化时间的延长 ,传统防老化体系胶料
的硬度增加很快 ,而拉断伸长率下降很大 ,含 H T
HNBR 的胶料的硬度变化小 ,拉断伸长率下降较
缓 ;普通 HNBR 胶料与含 H T HNBR 的 HNB R
胶料 ,在 160 ℃下初始压缩永久变形大致相同 ,而
在超过 500 h 的长期老化后 ,含 H T HNB R 的胶
门尼粘度1)
34
39
39
39
34
39
43
39
43
39
21
39
RDB/ %
< 0. 9 < 0. 9 4. 0 < 0. 9 5. 5 < 0. 9
注 :1) [ ML (1 + 4) 100 ℃] 。
密度/ (g ·cm- 3)
0. 95 0. 96 0. 95 0. 98 0. 98 0. 98
在 HNBR 中 加 入 的 二 甲 基 丙 烯 酸 锌 ( Zn2 MAA) 会产生原位聚合 ,实现纳米级分散状态 ,生 成的聚二甲基丙烯酸锌在与已交联的 HNBR 大 分子之间接枝聚合 ,从而获得极佳的物理性能。 这种 HNBR/ ZnMAA 纳米复合弹性体的拉伸强 度大于 50 M Pa ,拉断伸长率大于 500 % ,可以在 苛刻条件下使用 (例如用于坦克履带板衬胶等) 。
表 3 挤出试验结果对比
项 目
挤出速度 (质量) / (g ·min - 1) 转矩/ (N ·m) 物料压力/ MPa 口型膨胀率/ % 挤出物温度/ ℃ 能耗/ kW 外观
普通 HNBR1)
245
99 111 9
27 90 5. 7 一般
A T HNBR2)
294 ( + 20 %)
90 ( - 10 %) 81 9 ( - 25 %) 18 ( - 33 %)
表 2 AT HNBR
牌 号
Therban AT VP KA Therban AT A 3904 VP Therban AT C 3443 VP Therban AT A 4304 VP Therban AT C 4364 VP Therban AT L T 2004 VP
ACN 含 量/ %
5 氢化羧基丁腈橡胶( HXNBR) 朗盛公司生产的 H XNB R 牌号是 Therban
XT V P KA 8889 ,它是在羧基丁腈橡胶 ( XNBR) 中的 C = C 双键上进行选择加氢而制成的 ,但并 没有改变 XNBR 原有的羧基功能基团 。
表 4 ART HNBR 的品种和规格
公司 朗盛 (德) 瑞翁 (日)
现牌号
牌 号
原牌号
Therban V P KA 8796 Therban AR T 3429
Therban XQ 536 Therban AR T 3425
ƒ ±-
ZSC 2295
பைடு நூலகம்
ƒ ±-
ZSC 2295L
ƒ ±-
ZSC 2298 H
料的压缩永久变形明显改善 。
实践证明 ,使用 H T HNB R 母胶 (用量小于
10 份) ,可使 HNB R 的耐热性能提高 10～20 ℃,
使其耐热性能高达 165 ℃,在 165 ℃下保持其性
能达到 1 000 h ,即相当于使用寿命延长 100 %～
200 %。H T HNB R 对硫黄或过氧化物不干扰 ,
2008 年第 15 期 橡 胶 科 技 市 场 ·11 ·
产品应用 氢化丁腈橡胶的特殊品种及应用
谢忠麟
(北京橡胶工业研究设计院 ,北京 100143)
摘要 :为进一步提高氢化丁腈橡胶的性能 ,原材料开发商研制生产了包括低温氢化 丁腈橡胶 、耐热氢化丁腈橡胶 、易加工氢化丁腈橡胶 、丙烯酸盐增强氢化丁腈橡胶 、氢化 羧基丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶/ 塑料共混胶等一系列特殊品种 。 关键词 :氢化丁腈橡胶 ; 特殊改性品种
5. 5 70
- 35
- 36. 1 - 32. 7
< 0. 9 67
- 33. 5
- 34. 3 - 29. 4
处有一个很弱的羰基吸收峰 。说明 H T HNBR
在热老化过程中中断氧化链反应 ,起到优良热稳
定剂的效果 。
试验对比了传统防老化体系和 H T HNBR
对 HNBR 胶料在 160 ℃下的长期老化性能 。结
ACN 含量/ %
门尼粘度 [ ML (1 + 4) 100 ℃]
RDB/ %
34. 0 34. 0 36. 0 36. 0
22
5. 5
25
5. 5
95
10. 0
70
10. 0
75
密度/ (g ·cm - 3)
1. 14 1. 16 1. 24 1. 24 1. 24
预混母胶 ,除 ZDA 外 ,还添加了专用的粘度控制 剂和防焦剂 ,含胶率一般 50 %。它们不能用硫黄 硫化 ,只能用过氧化物硫化 。
91 ( + 1 %) 4. 3 ( - 26 %)
良好
注 :1) 门尼粘度 [ ML (1 + 4) 100 ℃] 为 70 ; 2) 括号内数据为 A T HNBR 性能值与普通 HNBR 性能值的差率 。
2008 年第 15 期 橡 胶 科 技 市 场 ·13 ·
可以快速充模 ,缩短产品生产周期 ,基础加工时产