聚氨酯密封件材料的发展与应用

聚氨酯密封件材料的发展与应用

尺寸稳定、公差紧凑、抗挤出损坏、耐磨损，这些形容词准确地描述了派克汉尼汾（Parker Hannifin，以下简称派克）公司的聚氨酯材料密封件的特点。20多年前，派克开始生产ultrathan和resilon聚胺酯材料，从那以后，派克的聚胺酯密封件就得到了持续的发展。首先在行走机械液压领域得以大量应用，随之是气动领域，最后发展到气她各种行业。

高温型聚氨酯材料

现代热塑性聚胺酯（TPU）密封件的工作温度已从-40℃～+120℃，并且对化学性强的介质也可适应。同时，也保持了高抗挤出能力和耐磨性好等基本性能。即使在没有润滑的情况下，活塞杆密封件也可以在10MPa的压力下以0.05m/s的速度往复运动。通过对ISO标准油缸活塞密封件的长期测试表明，聚胺酯材料密封件的寿命是同样形状尺寸丁腈橡胶材料密封件的5～6倍。

聚胺酯作为密封件材料是在20世纪80年代初获得突破的。那时，包括派克公司在内的一些生产商研发出更抗水解的聚胺酯材料，这些新的聚胺酯密封件在高压力与高达+110℃时仍然保持弹性，达到更好的密封性能，以及比原先的聚胺酯（高温只能耐+80℃）更长的工作寿命。这一成果打开了行走机械液压应用的大门，而在此之前该行业的设计人员非常不信任原先的聚胺酯材料密封件。1989年，派克P5008材料获得卡特彼勒全球工厂使用认可，这一认可标志着派克聚胺酯材料密封件在土方设备应用上取得突破性的进展。热塑性聚胺酯（TPU）密封件系统在挖掘机应用上很快就广泛地取代了5～7件夹布橡胶V形圈组合的结构。十多年前的这一成功，使得派克公司进一步扩大了对新型聚氨酯材料的开发投资。新的“度身定做”的热塑性聚胺酯材料品种，更多的密封件形状和更经济的生产方式扩大了潜在的应用范围。

聚氨酯材料气动密封件

在气动密封应用领域，派克于1988年在同行中首次成功地提供聚胺酯材料密封件。针对气动领域无油润滑的需要，派克研发了一系列的密封结构与特殊的材料。由于有更长的使用寿命、更耐磨、对粗糙表面不敏感等优点，聚胺酯材料在该领域也迅速成为标准材料。
另外，在抗水解能力方面的改善打开了新的应用领域。派克P5000 聚胺酯可应用于那些使用与环境相融油液（如生菜籽油）的设备中；派克P5500密封件具有高抗高浓度酸或腐蚀性溶液的能力，可在化工厂高达+80℃的温度下连续使用。

派克P5062聚胺酯材料特别适合用做液压缸活塞密封件，其具有优异的热稳定性，耐高温可达+110℃（峰值达+125℃）。P5011聚胺酯材料，具有低摩擦系数、高耐磨性能，适合用做低压液压设备的活塞杆密封件。P6000是最近开发的新型聚氨酯，它有很好的耐磨损和抗挤出性能，非常适合用作高压密封件或微型密封件，可以用于液压挖掘机、液压破碎锤、液压减振器、气弹簧等场合。

无论在世界上最大的挖掘机、在压缩气枪的二氧化碳阀门、在汽车引擎罩自动驱动、还是新的齐柏林气艇下部轿厢的气弹簧中，派克聚胺酯材料密封件被越来越多地证明其优越的可靠性。

自20世纪90年代派克汉尼汾公司密封件集团正式进入中国流体传动领域，其聚氨酯密封件的良好的耐磨损、弹性、抗水解能力和温度范围，给工程机械和机床行业等客户提供了可靠的液压与气动密封系统。值得提到的一个典型应用是混凝土机械液压密封系统，其混凝土泵送主油缸应用的工况苛刻：压力在30MPa以上，速度在1m/s，油温达到+70℃，而且活塞杆端浸在水中。派克中国从1995年开始就与在该行业处于领先的三一重工和中联重科进行合作，派克密封件成为这个行业的首选品牌。派克德国工厂的专家曾经为三一重工专门设计用于混凝土输送缸的聚氨酯活塞，用于推送混凝土，可以很好地满足主机对耐水解与耐磨损的要求，大大延长了机器的工作时间，减少停机次数，为主机用户创造了更多的价值。

在气动行业，派克密封件被Festo、Bosch Rexroth、IMI Norgren 等众多知名气动元件供应商选择。国内的济南华能、上海新益、无锡恒立等厂家也成功地将派克密封件应用于他们的气动元件中，提高了产品的密封性能。派克的MK聚氨酯活塞密封件可以使气缸厂家把磁铁置于其中，并且具有导向和端部缓冲功能，适合用在无油润滑的短行程气缸，其标准材料为P5010，比丁腈橡胶具有更长的使用时间。

从各种工程应用中获得的经验与知识以及进一步的详细分析和实验，派克汉尼汾密封集团可以针对用户特定的应用研发新的材料配方。文中列出了常用的标准材料的性能参数（ 见附表）。