Extrudierte HNBR-Profile und -Dichtungen: Übersicht und technische Einblicke
Extrudierte HNBR-Profile (hydrierter Nitril-Butadien-Kautschuk) sind Gummistreifen oder -schnüre, die durch Extrudieren von HNBR-Material hergestellt werden. Sie werden häufig als Hochleistungsdichtungen und -dichtungen in zahlreichen anspruchsvollen Industriebereichen eingesetzt.
Der Hauptvorteil von HNBR ist seine hervorragende Kombination aus Ölbeständigkeit und Hochtemperaturleistung, wobei hervorragende mechanische Eigenschaften und Abriebfestigkeit erhalten bleiben. Sein kontinuierlicher Betriebstemperaturbereich beträgt typischerweise-40 Grad bis 150 Grad, wobei einige Formulierungen für eine intermittierende Anwendung bis zu geeignet sind165 Grad oder sogar 170 Grad .
Kernanwendungen und Vorteile
Das robuste Eigenschaftsprofil des Materials macht es zur bevorzugten Wahl für die folgenden kritischen Anwendungen:
Automobilindustrie: Für Dichtungen in Motorräumen, Servolenkungen und Klimaanlagen (insbesondere solchen, die das Kältemittel R134a verwenden).
Öl und Gas: Für anspruchsvolle Dichtungsanwendungen wie Bohrlochwerkzeuge, Packer und Blowout-Preventer (BOPs), die hohen Drücken, hohen Temperaturen (HPHT) und Sauergasumgebungen (H₂S) standhalten müssen.
Allgemeine Industrie: Zur Herstellung von O-Ringen, Öldichtungen, Dichtungen und verschiedenen Schläuchen, die Beständigkeit gegen Öle, Kraftstoffe und Chemikalien erfordern. Herausforderungen und Lösungen verarbeiten
Eine der größten technischen Hürden bei der Herstellung von HNBR-Extrusionen ist die Bildung vonPorosität oder Hohlräumeinnerhalb des Querschnitts-. Die Erfahrung aus der Industrie unterstreicht die Bedeutung des Compound-Designs und der Optimierung der Prozessparameter:
Compoundierung:
Füllstoffe: Vermeiden Sie Füllstoffe, die Kristallwasser enthalten (wie einige Tone), da diese bei der Heißluftvulkanisation bei hohen -Temperaturen Feuchtigkeit abgeben und Hohlräume verursachen können. Alternativen wie Calciumcarbonat oder kalzinierter Ton werden bevorzugt.
Aushärtesystem: Studien deuten darauf hin, dass mit Peroxid-gehärtete Systeme bei der Linderung von Hohlraumproblemen häufig wirksamer sind als mit Schwefel-gehärtete Systeme.
Zusatzstoffe: Für die Aushärtung bei hohen-Temperaturen, Antioxidantien wieNaugard 445werden gegenüber weniger hitzestabilen-Alternativen wie RD empfohlen. Auch Weichmacher mit hohem-Flammpunkt- wie ATBC oder DOS werden empfohlen.
Verarbeitung:
Sorgen Sie für gründliches Mischen und Entlüften der Verbindung, um flüchtige Bestandteile zu entfernen.
Passen Sie die Aushärtegeschwindigkeit (T90) an die Ofentemperatur und die Liniengeschwindigkeit an, um eine „Unterhärtung“ zu verhindern, die zu innerer Blasenbildung führen kann.
Eine Erhöhung des Extruderkopfdrucks kann zu einem dichteren, gleichmäßigeren Extrudat führen.
Wichtige technische Überlegungen
1. Extrusionswiderstand (Anti-Extrusion)
Bei Hochdruckdichtungsanwendungen ist die Materialextrusion (oder „Knabbern“) in den Spalt eine häufige Fehlerursache. Für HNBR ist die Erzielung einer hohen Extrusionsfestigkeit ein entscheidendes Designkriterium. Zu den Schlüsselfaktoren gehören:
Härte und Modul: Higher modulus (and hardness) materials generally offer improved extrusion resistance. For extremely high-pressure environments (e.g., >15.000 psi in Öl und Gas) wurden spezielle HNBR-Verbindungen mit hoher -Härte (z. B. 95 Shore A) mit hohem Zugmodul bei geringer Dehnung entwickelt.
Polymerauswahl: Das Basispolymer selbst ist ein Hauptfaktor für die Erzielung einer guten Leistung.
Füllstand: Eine erhöhte Füllstoffbeladung kann die Extrusionsbeständigkeit verbessern, insbesondere bei engen Spalten und niedrigeren Temperaturen.
2. Widerstand gegen schnelle Gasdekompression (RGD).
Bei Hochdruckgasanwendungen muss die Dichtung auch Schäden durch explosionsartige Dekompression standhalten. Fortschrittliche HNBR-Typen werden speziell entwickelt und getestet, um Industriestandards für RGD-Beständigkeit zu erfüllen, wie z. B. ISO 23936-2 und Norsok M-710 .
3. Erweiterte Materialqualitäten
Führende Hersteller bieten spezielle HNBR-Typen zur Optimierung der Verarbeitbarkeit oder Leistung an:
Verbesserte Verarbeitbarkeit (z. B. Therban® AT): Diese Typen haben eine niedrigere Mooney-Viskosität, was zu einer besseren Vermischung, glatteren Extrusionsoberflächen und möglicherweise einem geringeren Einsatz von Weichmachern führt.
Niedrig-Temperaturklassen (z. B. Therban® LT): Mit einem geringeren ACN-Gehalt sind diese Typen darauf ausgelegt, bei Temperaturen von bis zu -40 Grad Flexibilität und Siegelkraft aufrechtzuerhalten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass extrudierte HNBR-Profile eine außergewöhnliche Haltbarkeit für hochwertige Dichtungsanwendungen bieten. Der Erfolg erfordert jedoch eine sorgfältige Beachtung der Materialformulierung, der Verarbeitungsparameter und der spezifischen Leistungsanforderungen (wie Extrusion und RGD-Beständigkeit) der Zielanwendung.