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專(zhuān)注矽膠製品二十年,華南區實力(lì)生產(chǎn)廠(chǎng)家

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有機矽熱門膠種認識,熱硫化矽橡膠製品的加工及生產配合(hé)機製!

發表時間:2019-01-11

有機矽材質以及工藝不計其數,而至今所屬比較熱門的工藝以及膠種(zhǒng)還是屬(shǔ)於熱硫化(huà)加工成型矽橡膠製品,如今在(zài)不同行業之中很 多產品被矽橡膠材料所代(dài)替,而代替的因素很明了,主(zhǔ)要還是因產品的特性和多方麵的變化和獨有的性能(néng)調配,而矽橡膠製品材料 可分為多方麵功能以及工藝進行實際調配,所(suǒ)以對於工藝配合以(yǐ)及生產加工你有了解過嗎?


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熱硫化型矽橡膠是指相對(duì)分子質量高(40萬~60萬)的矽橡膠。采用有機過氧化物作硫(liú)化劑,經過加熱使有機過(guò)氧化物分解產生遊 離基(jī),並與橡膠(jiāo)的有機側基形成交聯,從而獲得硫化膠。

 

  品種及特性

 

  熱(rè)硫化型矽橡膠是應用最早的一類橡膠,發展至今已有許多品種,按(àn)化學組(zǔ)成(chéng)不同分(fèn)為以下7種:

 

  (1)二甲(jiǎ)基矽橡(xiàng)膠

  二甲基矽橡膠(polydimethylsiloxanerubber)簡稱甲基矽橡膠,是矽(guī)橡膠中最老(lǎo)的品(pǐn)種。在-60~250℃溫度範圍內能保持良好彈(dàn)性。由於存在硫(liú)化活性低、工藝性能差(chà)、厚壁製品在二段硫化時易發泡(pào)、高溫壓縮變形(xíng) 大等缺(quē)點(diǎn),目前除少量用(yòng)於織物塗覆外,已被甲基乙烯基矽橡膠替代。

 

  (2)甲基乙烯基矽(guī)橡膠

 

  甲基乙烯基矽橡膠(methylvinylpolysiloxanerubber)簡稱乙烯基矽橡膠,是由二(èr)甲基(jī)矽氧烷與少量乙烯基矽氧烷共聚而成 ,乙烯(xī)基摩爾分數一(yī)般為(wéi)0.001~0.003。少量不飽和乙烯基的引入(rù)使其硫化工藝及成品(pǐn)性能,特別是耐熱老化(huà)性和高溫抗壓縮變形 有很大改善。在矽橡(xiàng)膠生產中,甲基乙烯基矽橡膠產量最大、應(yīng)用最廣、品種牌號最多,除大量應用的(de)通用型膠料外,各種專用型 矽橡膠和具有加工特性的矽橡膠(如高(gāo)強度矽橡膠、低壓(yā)縮(suō)永久(jiǔ)變形矽橡膠、導電矽橡膠、導熱矽橡膠以及不(bú)用二段硫(liú)化矽橡膠、 顆粒矽橡膠(jiāo)等(děng))也都以其為基礎進行(háng)加工配合。

 

  (3)甲(jiǎ)基乙烯基苯基矽橡膠

 

  甲基乙烯基苯基矽橡膠methylvinylphenylpolysiloxanerubber)簡(jiǎn)稱苯基矽橡膠,是(shì)在(zài)乙烯基矽橡膠的分子鏈中引入二苯 基矽(guī)氧烷鏈節(或甲基苯基(jī)矽氧烷鏈節)而製成的。當(dāng)苯基摩爾分數為0.05~0.10時,統稱為低苯基矽橡膠,此時,橡膠的硬化溫 度降到最低值(-115℃),使其具有最佳(jiā)的耐低溫性能,在-100℃以下仍具有彈性。隨著苯基摩爾(ěr)分數的增大,分子鏈(liàn)的剛性也增 大,其結晶(jīng)溫度反而上升。

 

  苯基摩爾分數在0.15~0.25時統稱為中苯基矽橡膠,具有(yǒu)耐燃特點。苯基摩爾分數在(zài)0130以上時,統(tǒng)稱為高苯基矽橡膠,具有 優良的耐輻射性能。苯基矽橡膠應(yīng)用在要求耐低(dī)溫(wēn)、耐燒蝕(shí)、耐高能輻射、隔熱等場合。中苯基和高苯基矽橡膠由於加工困難,物(wù) 理性(xìng)能較差,生產和應用受(shòu)到一定限製。

 

  (4)甲基乙烯基三氟丙基矽(guī)橡膠

  甲基乙烯基三(sān)氟丙基(jī)矽橡膠(methylvinylrtrifluoropropylpolysiloxanerubber)簡稱氟矽橡膠(fluorosilicorubber), 是在乙烯基矽橡膠的分子鏈中引入氟代烷基(一般為三氟丙基),具有優良(liáng)的耐油、耐溶劑性能。例如,對於脂肪族、芳香族和氯 化(huà)烴類溶劑,石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓油以及某些合成油,其工作(zuò)溫(wēn)度範圍為-50~250℃,在常溫和高溫(wēn)下穩定性較好 。

 

  (5)亞苯基矽橡膠和亞苯醚基(jī)矽橡(xiàng)膠

  亞苯基矽橡膠和亞苯醚基矽橡膠(phenylenepolysiloxanerubberandphenylatylenesiliconerubber)是(shì)在(zài)分子鏈中含有亞苯 基或苯醚基鏈節的新品種(zhǒng)矽(guī)橡膠,是為適應(yīng)核動力裝置和導航技術的要求而發展起(qǐ)來的,其主要特性是拉伸強度較高,耐γ射線、 耐高溫(300℃以上),但耐寒性不如低苯基(jī)矽橡膠。

 

  (6)腈矽橡膠

  腈矽橡(xiàng)膠(nitrilsiliconerubber)主要是在分子鏈中引入含有甲基-β-腈乙基矽氧(yǎng)鏈(liàn)節或甲基(jī)-γ-腈丙基矽(guī)氧鏈節的一種彈 性體,其主要特點與氟矽橡膠相似,即耐(nài)油、耐(nài)溶劑並具有良好的耐低(dī)溫性能(néng)。但由於在聚合條件下存(cún)在引起腈基水解的因素,因 此(cǐ)生膠(jiāo)的重複性差,其應用發(fā)展(zhǎn)受到一定(dìng)限製。

 

  (7)矽硼橡膠

  矽硼橡膠(boronsiliconerubber)是(shì)在分子主鏈上(shàng)含有(yǒu)十(shí)硼烷籠形結構的一類新型矽(guī)橡膠,具有高度的耐熱老化性,可在400 ℃下長(zhǎng)期工作,在(zài)420~480℃下可連續工(gōng)作幾小時,而在-54℃下仍能保持彈性(xìng)。適於在(zài)高速飛機及宇宙飛船中作密封材料。美國 在60年代末已有矽硼橡(xiàng)膠商品係列牌號,但70年代以後很少報道,其主要原因可能是(shì)膠料的工藝性(xìng)能(néng)和硫化膠的彈性都很差(chà),而(ér)且 碳硼的合成十分複雜,毒性大,成本昂貴(guì)。

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  熱硫化型矽橡(xiàng)膠產品以生膠或(huò)硫化膠形式出(chū)售,一般配製成具有各(gè)種特性的膠料供用戶(hù)選擇,按特性不同可(kě)分成下列幾(jǐ)類:

 

  (1)通用型(一般強度型)。由乙烯基矽橡膠與補強劑等組成,硫化膠物(wù)理性能屬中等,是用量最大、通用性最強的一類膠(jiāo) 料。

  (2)高強(qiáng)度型。采(cǎi)用乙烯(xī)基矽橡膠或低苯基矽橡膠,以比表麵積(jī)較大的氣(qì)相法白炭(tàn)黑或經(jīng)過改性處理的白(bái)炭黑作補強劑(jì),並 通過加(jiā)入適(shì)宜的加工助劑和特殊(shū)添加劑等(děng)綜合性配合改進措施,改進交聯結構,提高撕裂強度。

  (3)耐高溫型。采用乙烯(xī)基矽橡膠或低(dī)苯基矽橡膠(jiāo),補強劑的種類和耐熱添加劑經適當選擇,可製(zhì)得耐300~350℃高溫(wēn)的矽 橡(xiàng)膠。

  (4)低溫型。采用低苯基矽橡膠,脆性溫度達-120℃,在-90℃下仍具有彈性。

  (5)低壓縮永久變形型。主要采用乙烯基(jī)矽橡膠,以乙烯(xī)基(jī)專用(yòng)的有機過氧(yǎng)化物(wù)作硫化劑,當壓(yā)縮率為30%時,在150℃下壓 縮24~72h後的永久變形為7.0%~15%(普(pǔ)通矽橡(xiàng)膠為20%~30%)。

  (6)電線、電纜型。主要采用乙烯基矽(guī)橡膠,選用電(diàn)絕(jué)緣性能良好的氣相法白炭黑為補強劑,具(jù)有良好的擠出工藝性能。

  (7)耐油、耐溶(róng)劑型。主要采用氨矽橡膠,一般分為通(tōng)用型(xíng)和高強度(dù)型兩大類。

  (8)阻燃型。采用乙烯基矽橡膠(jiāo),添加含鹵或鉑化合物(wù)作阻燃劑(jì)組成的膠料,具有良好的抗燃性。

  (9)導電型,采用乙烯基矽(guī)橡膠,以乙(yǐ)炔炭黑或金屬粉末作填料,選擇高溫硫化或加成型硫化方法,可得到體積電阻率為2.0 ~100Ω·cm的矽橡膠。

  (10)熱收縮型。乙烯基矽橡膠中加入具有一(yī)定熔融溫(wēn)度或軟化溫度的熱塑性材料,矽橡膠(jiāo)膠料(liào)的熱收縮率可達35%~50%。

  不用二段硫化型。采用乙烯(xī)基質量分數較高的乙烯基矽(guī)橡膠,通過控(kòng)製(zhì)生(shēng)膠和配合劑的pH值,加入特殊(shū)添加劑製得。

  (11)海綿(mián)型。在(zài)乙烯基(jī)矽橡膠中加入亞硝基化(huà)合物、偶氮和重氮化合物等有機發泡劑,可製得發泡均勻的海綿。

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  除此之外,國外尚有導(dǎo)熱(rè)型矽橡膠、熒光型矽橡(xiàng)膠及醫用級矽橡膠製品(pǐn)等(děng)品種出售。

 

  隨著矽膠(jiāo)用途的不斷開(kāi)發,膠料的品種牌號日漸增多(duō),過多的牌號會造成生產、貯運和銷售工作的混亂。有些矽橡膠廠家已相應(yīng)地將多個品種分成幾種典型的基礎膠和幾種特性(xìng)添加劑(包(bāo)括顏料、硫化劑(jì)等)出售,使用者根據需要,按一定配方和混(hún)合技術分別配伍,即得最終矽膠產品。這種方法不但使品種簡單明了(le),而且生產批量大,質(zhì)量穩定,成本降低,也提高了競爭性。

 

  2.配合

 

  熱硫化型矽橡膠的(de)配合劑主要包括補強劑、硫化劑和某些特殊的助劑(jì),一般隻需有5~6個組分即可組成(chéng)實用配方。配方設計應 考慮以(yǐ)下幾點:

  (1)矽橡膠為飽和度高的生膠,通常不能用硫黃硫化,應采(cǎi)用有機過氧化物作硫化劑,因(yīn)此膠料中不得含有(yǒu)能與過氧化物分 解產物發生作用的活性物質(zhì)(如槽法炭黑、某些有機促進劑(jì)和防老劑(jì)等),否則(zé)會影響硫化。

  (2)矽橡(xiàng)膠(jiāo)製品一般在高溫下使用,其配合劑應在高溫下保持穩定,通常(cháng)選用無機氧化物作為補強劑。

  (3)矽橡膠在微量酸或堿(jiǎn)等化學試劑的作用(yòng)下易引起(qǐ)矽氧烷(wán)鍵的裂解(jiě)和重排,導致(zhì)矽橡膠耐熱性的降低。因此在選用(yòng)配合劑 時必(bì)須考慮其酸堿性及過氧化物分解(jiě)產物的酸性,以免影響硫化膠的性能。

 

  生膠的選擇

  對於使用(yòng)溫度要求一般(-70~250℃)的矽橡膠製品,都可(kě)采用乙烯基矽橡膠;當對製品(pǐn)的使用溫度要求較高(-90~300℃) 時,可(kě)采用低苯基矽橡膠;當製品要求耐高低溫又需耐燃油或溶劑(jì)時,則應當采用氟矽(guī)橡膠。

 

  硫化劑和硫化機理

  硫化劑

  用於熱硫化矽橡膠的硫化(huà)劑(jì)主要包括有機過氧化物、脂肪族偶氮化合物、無機化合物和高能射線等,其中最常用的是有機過氧 化物。這是因為有機過氧化(huà)物一般在室溫(wēn)下比較穩(wěn)定,但在較高的硫化溫(wēn)度(dù)下能迅速分解產(chǎn)生自由基,從而(ér)使矽(guī)橡膠產生交聯。矽 橡膠常(cháng)用硫化劑如表3所示。

 

  這些過氧化物按其活性高低可以(yǐ)分為兩類:一類是通用型,活性較高,對各種矽橡膠均能起硫化作用;另一類是乙烯基專用型 ,因其活性較低,僅能(néng)夠(gòu)對含乙烯基(jī)的矽橡膠起硫化作用。

 

  過氧化物(wù)的用量受生膠品種、填料(liào)類型(xíng)和用量(liàng)、加工工藝等多種因素的影響(xiǎng),隻要能達到所需的交聯度,應盡量(liàng)少(shǎo)用硫化(huà)劑。 對於乙烯基矽橡膠(乙烯基摩爾分數為(wéi)0.0015)模壓製品用膠料來說,各種過氧化物常用用量範圍如下(以100份生膠計):BP  0.5~1份;DCBP 1~2份;DTBP 1~2份;DCP 0.5~1份;DBPMH 0.5~1份;TBPB 0.5~1份。

 

  隨著乙烯基質量分數的(de)增大,過氧化物用量應減小。膠漿、擠出(chū)製品膠料及膠粘劑用膠料中過氧化物用量應比模壓(yā)用膠料中(zhōng)的(de) 大(dà)。某(mǒu)些場(chǎng)合下采用兩種(zhǒng)過氧化物並用,可減小硫化劑用(yòng)量,並可適當降低硫化溫度,提高硫化效應。

 

  硫化機(jī)理

  矽(guī)橡膠以過氧化物硫化(huà)時,過(guò)氧化物對矽橡膠的交聯(lián)是(shì)在(zài)兩個活化的甲基或乙烯基之間通過自由基反應進行的。二甲基矽(guī)橡膠 的交聯按下列反應式進行:

 

  乙烯基矽橡膠的(de)交聯按下列反應(yīng)式進行:

  矽橡膠除常用上述過氧化物硫化外,還(hái)可用高能射線進(jìn)行輻射硫(liú)化。輻射(shè)硫化也是按自由基(jī)機理進行的,當生膠中的乙烯基摩 爾分數較高(0.01)或與其它橡膠並用時,也可(kě)以用(yòng)硫黃(huáng)硫化,但性能極差。

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  補強(qiáng)劑及相關的機理(lǐ)

  未經補強的矽橡膠硫(liú)化膠強力很低,隻有0.3MPa左右,沒有實際使用價值。加入適(shì)當的補(bǔ)強劑可使矽橡膠硫(liú)化膠(jiāo)的(de)強度達到(dào) 3.9~9.8MPa,這對提(tí)高矽橡膠的性能,延(yán)長製品(pǐn)的使用(yòng)壽(shòu)命是極其重要的(de)。矽橡(xiàng)膠補強(qiáng)填充劑的選擇要考(kǎo)慮到矽(guī)橡膠的高溫使用及 用過氧化物硫化(特(tè)別是用有酸(suān)堿性的物質)對矽橡膠的不利影響。

 

  矽橡膠用的補強填(tián)充劑按其補強效果的(de)不同可分為補強性填充劑(jì)和弱補強性填充(chōng)劑(jì),前者的粒徑為10~50nm,比表麵積為70~ 400m2·g-1,補強效果較好;後者粒徑為300~1000nm,比表麵積(jī)在30m2·g-1以下,補強效果較差。

 

  補(bǔ)強填充劑

  矽橡膠的補強填充劑主要是指合成二氧化矽,又稱白炭黑。白炭黑可分為氣相法白炭黑和沉澱法白炭黑。氣相(xiàng)法白炭黑為矽橡(xiàng) 膠最常用的補強劑之一,由它補(bǔ)強的膠料(liào)其硫化膠的機械強度高、電性能好,並可與其它補強劑或弱補強(qiáng)劑並用,製備不同使用要 求的膠料。

 

  與用氣相法白炭黑補強的矽橡膠膠料相比,用沉澱法白炭黑補強的膠料機械強度稍低,介電(diàn)性能(特別(bié)是受潮後的(de)介(jiè)電性能) 較差(chà),但耐熱老化(huà)性能(néng)較好,混煉膠的成本低。對製品的機械強度要求不高時(shí),可單獨使用沉澱法白炭黑或與氣相法(fǎ)白炭黑並用。

 

  用處理過的白炭黑(hēi)作補強劑,膠料的機械強度較高,混煉和返煉工(gōng)藝(yì)性能好,硫化膠(jiāo)的透明度也好,因此(cǐ)廣泛用在醫用製品中 。此外,這種膠料的粘合性好,溶解性優良,可用於粘著和製作膠漿。

 

  弱補強填充劑(jì)

  弱補強填充劑也可稱作惰性填料,對矽橡膠補強作用很小,它們在矽橡膠(jiāo)中一般不單獨使用,而是與白炭黑(hēi)並用,以調(diào)節矽橡 膠的(de)硬度,改善膠(jiāo)料的工藝性能和硫(liú)化(huà)膠的耐油性能及耐溶劑性能,降低膠料的成本。常用的弱補強劑有矽(guī)藻土、石英粉、氧化鋅 、三氧化二鐵、二氧化(huà)鈦、矽酸鋯和碳酸鈣等。

 

 

 

  矽橡膠常用補強劑的(de)用量和物理性能如表4所示。

  助劑

  (1)結構(gòu)控製劑

  采用氣相法白炭黑補強的矽(guī)橡膠膠(jiāo)料貯存過程中會變硬,塑性(xìng)值下降,逐漸失去(qù)加工工藝性能,這種現象稱作結構化效應 。為防止和減弱這種結構化傾向而加入的(de)配合劑稱為(wéi)結構控製劑。結構控製劑通常(cháng)為含有羥基或硼原子的低分子有機矽化 合物,常用的有二(èr)苯基矽二醇、甲基苯基(jī)二(èr)乙氧基矽烷、四甲基亞乙基(jī)二氧二甲基矽烷、低分子羥基矽(guī)油及(jí)矽氮烷等。

 

  (2)耐熱添加劑

  加入某些金屬氧化物或其鹽以及某些元素的有機化(huà)合物,可大大改善矽橡膠的熱空(kōng)氣老化性能,其中最常用的為三氧化二鐵, 一般用量為3~5份;其它如錳、鋅(xīn)、鎳(niè)和(hé)銅等金屬氧化物也有類似的效果。加入少量(少於1份)的噴霧炭黑也能起到提高耐熱性 的作用。通常在250~300℃的溫度範圍內進行熱空(kōng)氣老化,才能顯示出這些添加劑的作用。

 

  (3)著色劑

  矽橡膠常用著色劑如下:

  氧化鐵(三氧化二鐵) 紅色

  鎘黃(二氧化(huà)鎘) 黃色

  鉻(gè)綠(三氧化二鉻) 綠色

  炭黑 黑色

  鈦白(二氧化鈦) 白色

  群青 藍色

 

  (4)其它

  在製備矽橡膠海綿製(zhì)品時必須加入發泡劑,矽橡膠常用的發泡劑有N,N2二亞硝基(jī)五亞甲基(jī)四胺和偶氮二甲酰胺等。橡膠膠料(liào)中 加入少量(一般(bān)少於1份)四氟乙烯粉,可改善膠料的壓(yā)延工藝性能及成膜性,提高硫化膠(jiāo)的撕裂強度。硼酸酯(zhǐ)和含(hán)硼化合物能使 矽橡膠硫化膠具有自粘性。采用比表麵積較大的氣相法白炭黑補(bǔ)強時,加入少量(3~5份,乙烯基質量分數一般為0.10左右)高乙 烯基矽油,膠料(liào)經硫化後,抗撕裂性能可提高至30~50kN·m-1。常用(yòng)乙烯基矽橡膠和氟橡(xiàng)膠配方及物理性能(néng)見表5。

 

  加工

  矽橡膠可采用普通橡膠加(jiā)工(gōng)設備進行(háng)加(jiā)工(gōng),但應注意:①加工過程保持清潔,不能混有其它橡膠、油汙或雜質,否則會影響矽 橡膠(jiāo)的硫化及性能;②矽膠製品需在烘箱中進行較長時間熱空氣二段硫化,以改善(shàn)硫(liú)化膠的性能。

 

    混煉

  矽橡(xiàng)膠生膠比較柔(róu)軟,具有一定(dìng)的(de)可塑性,可不經塑煉而直接采用開煉機或密煉(liàn)機(jī)進行(háng)混煉。混煉方法可有以下幾種:

 

  (1)開煉機混煉

  雙輥開煉機輥(gǔn)筒速比以(1.2~1.4)∶1為(wéi)宜(yí),快輥在後,較高的速比導致較快的混煉,低速比可(kě)使膠片光滑。輥筒必須通有(yǒu) 冷卻水,混煉溫度宜在40℃以下(xià),以防止焦燒或硫化(huà)劑的揮發損失。混煉時開始輥距(jù)較(jiào)小(1~5mm),然後逐步增(zēng)大。加料和操作 順序:生膠(包(bāo)輥)-補強填充劑-結構控製劑-耐熱助劑-著色劑-薄通5次-下料,烘箱熱處理(lǐ)-返煉-硫化(huà)劑-薄通-停(tíng)放過夜-返煉- 出片。膠料也可不經烘箱熱處理,在加入耐熱助劑後,加入硫化劑再薄通,停放過夜返煉(liàn),然後(hòu)再停放數天返煉出片使用。混煉時 間為20~40min。

 

  矽橡膠在加入煉膠機(jī)時包慢(màn)輥(前輥),混煉時則很快包快輥(gǔn)(後(hòu)輥),煉膠時必須能兩麵操作。由於矽橡膠膠料比較軟,混 煉時可用(yòng)普通膩子(zǐ)刀操(cāo)作,薄通時不(bú)能像普通橡膠(jiāo)那樣拉下(xià)薄片,而采用鋼、尼龍或耐磨(mó)塑料(liào)刮刀刮下。

 

  為便於清理和防止潤滑油漏入膠內,應(yīng)采用活動膠板。氣相法白炭黑易(yì)飛揚,對(duì)人體有害,應采取相應的(de)保護措施。如果在混 煉時直接使用粉狀(zhuàng)過氧化物,必須采取防爆措施,最好使用(yòng)膏狀過氧(yǎng)化物。

 

  (2)密煉(liàn)機混煉

  用(yòng)實驗室2L密煉機混煉時,混煉時間為6~16min。混煉(liàn)無特殊困難。當裝料係數為0.74時,采用Φ160mm開煉機混煉也能正常 進行。排料溫度(dù)與補強填充劑(jì)的類型有關,當采用弱(ruò)補強性填充劑和沉澱法白炭黑時,排膠溫度在50℃以下;當使(shǐ)用氣相法白炭黑(hēi) 時排膠溫(wēn)度(dù)為70℃左右。

 

  (3)膠料停放(fàng)和(hé)返煉

  矽橡膠膠(jiāo)料混煉結束後,停放時間應不少於(yú)24h,以使各(gè)種配合(hé)劑(特(tè)別是結構控製劑)能與生膠充分起作用。停放後膠料變硬(yìng) ,塑性(xìng)值下降,使用前必須進行返煉。返煉采用開煉機,開始時輥距較大(3~5mm),此時膠料(liào)較硬,表麵呈皺紋狀,包在前輥上 。隨(suí)著返煉時間的(de)延長,膠料逐漸(jiàn)變軟;慢慢縮小輥(gǔn)距(jù)(0.25~0.5mm),膠料很快包在(zài)後輥上。待膠料(liào)變軟,表(biǎo)麵光滑平整後, 即可下料(liào)出片。返煉不足,膠片表麵有皺紋;返煉過度,則膠料發粘而(ér)粘輥。返煉溫度一般控製在室溫。

 

  擠出

  矽(guī)橡(xiàng)膠一般比較(jiào)柔軟,擠出效果較好,易於操(cāo)作,可擠出各種不同形狀和尺寸的(de)製品,其(qí)加工(gōng)設備和工具基本上與普通橡膠相 似。

  出機一般是用Φ30Φ65mm的單螺紋螺杆,長徑比(bǐ)為(10~12)∶1效果較好(hǎo)。擠出時盡量保持低溫,以不(bú)超過40℃為(wéi)宜,故 機(jī)筒(tǒng)和螺杆均(jun1)須通冷卻(què)水。對質量要求較高的產品可在靠近機頭部分加裝80~140目濾網,以除去膠料中的雜質,改善(shàn)擠出質量。

 

  矽橡膠(jiāo)擠出半(bàn)成品柔軟而易變形,因此(cǐ)必須立即進行硫化。最常用的方法(fǎ)是熱空氣連續硫化(huà);電線、電纜工業通常用高壓(yā)蒸汽 連續硫化。如在擠出後不能連續硫化,為防(fáng)止變形,擠出後應立即用圓盤、圓鼓或輸送帶接(jiē)取,用滑石粉隔(gé)離以免相互粘結。若發 現膠(jiāo)料過軟而不適(shì)於擠出時,可在膠料中再混入3~5份氣相法白炭黑。

 

  用於擠(jǐ)出的膠料(liào)配方,其硫化劑用量應比模(mó)壓(yā)製品的適當增大,矽橡膠的擠出速度低於其它橡膠,當要求(qiú)與其它橡膠達到相同 擠出速度時,應采用較高(gāo)的螺杆轉速。

 

  壓延

  壓延(yán)機一般采(cǎi)用立式三輥壓延機。用於生產膠片時,中輥是固定的,中輥轉速比(bǐ)上輥快,速比為(1.1~1.4)∶1,下輥的轉速 和中輥(gǔn)相同。當壓延機開動時,上輥溫度為50℃,中輥應保(bǎo)持為室溫,下輥用冷卻水冷卻。壓延速度一般為60~7500px·min-1,不 宜(yí)過快,先以低速調整輥距(中、下輥),以保證一定的壓延厚度,然後再提高至正常速度進行連(lián)續操作。

 

  當三輥壓延機用於矽橡膠貼膠和擦膠時(shí),織物替代了墊布(聚酯(zhǐ)薄膜)在中輥和(hé)下輥之間通過。三輥壓延機隻適用於單麵覆膠 ,長(zhǎng)期生產時應采用(yòng)四輥壓延機。

 

  用於壓延的(de)膠料必須正確控製其返煉程(chéng)度,最好在(zài)煉膠機上先不充分返煉,以期在壓延過程中獲得(dé)足夠返煉,這樣可以(yǐ)避免(miǎn)膠 料在壓延過程(chéng)中因返煉過度而粘輥。膠料配方對壓延也有一定(dìng)的影響,采用補強性填充劑的膠料壓延工藝性能較好。

 

  塗膠

  塗膠是指(zhǐ)把矽橡膠膠漿用浸漿或(huò)刮漿的方法均勻分(fèn)布在織物上用以改進薄(báo)膜製(zhì)品的強力和屈撓性能,使織物耐潮,以製造耐高 溫的(de)電絕緣材(cái)料等。

 

  (1)膠漿製(zhì)備

  供製(zhì)膠漿(jiāng)用的矽橡膠膠料其硫化劑多采用過氧化二苯(běn)甲(jiǎ)酰(BP),用量比一般模型製品稍大。補強填充劑若采用氣相法白炭黑 ,用量不宜超過40份,並適當增大結構控製劑的用量,采用甲苯或二甲(jiǎ)苯(běn)等揮發性溶劑。

  混煉膠(jiāo)經充分返煉後下薄片,然後剪成小塊,置於溶劑中浸(jìn)泡過夜(yè),采用攪拌機或混合(hé)器(qì)進行攪拌,製成固形物質量分數為 0.15~0.25的膠漿。膠漿應保存在40℃以(yǐ)下的環境中。

 

  (2)織物預處理

  矽橡膠(jiāo)塗膠用的底(dǐ)層織(zhī)物一般采用玻璃布、尼龍和聚酯等。其中玻璃(lí)布因具有耐熱性好、強度高和吸濕性低等特點應用較多。 玻璃纖維在拉(lā)絲過程中薄膜塗有石蠟潤滑劑(占織物質量的0.2%~0.5%),在硫化溫(wēn)度下易揮發,影響膠料與織物的結合,必須在 塗膠前進行脫蠟。尼龍和聚酯的熱變形較大,影響橡膠(jiāo)和織物的結合,為此(cǐ)在塗膠前須進行熱定型,即將織物在一定牽伸下,進行 短時間熱處理,尼龍的處理溫度為(wéi)170~175℃,聚酯處理溫度為215~220℃。

 

  (3)塗膠

  織物經預處理後,還要進行表麵膠粘劑處理,然(rán)後(hòu)才可(kě)塗膠。膠粘劑(jì)是一種由烷氧基矽烷(wán)、硼酸酯、硫(liú)化劑和溶劑(乙酸乙酯 或乙(yǐ)醇)組成的溶(róng)液。

  織物經(jīng)膠粘劑表(biǎo)麵處理後,即可用塗膠機將膠漿均勻塗在織物上(shàng),然後(hòu)經幹燥、硫化即(jí)成。硫化一般(bān)分兩(liǎng)段進行:一段溫度為 120~130℃,二段溫度為230℃。塗層的厚度可以通過改(gǎi)變膠液(yè)的粘度或(huò)調節織物通過塗膠槽的速度來控製。

 

  粘合

  矽橡膠能與(yǔ)很多(duō)材料,包括金屬、塑料、陶瓷、纖維、矽(guī)橡膠本身以及其(qí)它一些橡膠(jiāo)粘合,采用能與矽橡膠本身同時硫化的膠 粘劑可使矽橡(xiàng)膠與被塗層之間獲得最好粘合。

 

  矽橡(xiàng)膠硫化膠之間的(de)粘(zhān)合一般采用膠粘劑。常用膠粘劑配(pèi)方舉例如下:乙烯基矽橡膠 100;氣相法白炭黑 35;三氧化二鐵  5;硼酸正丁酯 3;膏狀硫化劑DCBP 3。

 

   硫化

  矽橡(xiàng)膠硫化工藝(yì)不是一次完成,而是分(fèn)兩個階段進行的(de),膠料在加壓下(如模壓硫化、硫(liú)化罐直接蒸汽硫化等)或常壓下(如 熱空氣連續硫(liú)化)進行加熱定型,稱為一段硫(liú)化(huà)(或(huò)定型硫化);在烘箱中高溫硫(liú)化,以進一步穩定硫化(huà)膠各(gè)項物理性能,稱為二 段硫化(或後硫化)。

 

  (1)一段硫化

  ①模型製(zhì)品硫(liú)化。可采用平板硫化、傳遞模壓硫化和注(zhù)壓硫化。硫化條件如表6所示。

  矽橡膠製品硫化時,一般不使用脫模劑,應迅速裝料、合模、加壓,否則容(róng)易焦燒,特別是含有硫(liú)化劑BP和DCBP的膠料。傳遞 模壓(yā)硫化是一(yī)種加工矽橡膠膠料應用較廣泛的(de)工藝,與每模單孔的平板硫化比較,其優點是加(jiā)工周期短,並能硫化複雜的特別是帶(dài) 有插入物和銷(xiāo)釘的橡膠件。與(yǔ)注壓硫化比較(jiào),設備成本(běn)較低。

 

  注壓硫化(huà)模製品,可提高勞動生產率(lǜ),降低勞動強(qiáng)度,同時(shí)還可(kě)以減小過氧(yǎng)化物的用量,提高製(zhì)品的抗撕裂性能(néng),改善壓縮永 久變形性能,但製品收縮率較(jiào)大(dà)。

  ②擠出製品的硫(liú)化。可采用蒸汽加壓硫化、熱(rè)空氣連續硫化、液體硫化(huà)槽連續硫化、鼓式硫化和輻射(shè)硫化等方法。前3種方法 較常用。

 

  (2)二段硫化

  矽橡膠製品經過(guò)一段硫化後,有些低分子物質存在於硫(liú)化膠中,影響製品性能。例如,采用通用型(xíng)硫化劑(jì)(如硫化劑BP或DCBP )的膠料,經過一段(duàn)硫化後,其硫(liú)化劑(jì)分(fèn)解的酸性物質量,將增(zēng)大海綿孔的孔度,降(jiàng)低密度;增大硫化劑(jì)的用(yòng)量將縮小海綿孔的孔 度(dù),增大密度,產生較厚的孔壁(bì)。此外(wài),硫化溫度對海(hǎi)綿的發孔情況也有很大影響。

 

  發(fā)泡

  在矽橡膠膠料(liào)中加入發泡劑,然後在受壓狀態下加熱硫化使橡膠發泡,可製得矽橡膠海綿。但必(bì)須注意以下幾個問(wèn)題。

 

  (1)應選用(yòng)其分解產物不影(yǐng)響矽橡膠耐熱(rè)性的發(fā)泡劑。一般采用有機發泡劑如(rú)發泡劑BN、尿(niào)素等,其分解產物在二段(duàn)硫化中 除去。

  (2)適當控製硫(liú)化劑和發泡劑的用量,以使發泡速度與硫化速度相匹配。增大發泡劑的用量(liàng),將增大海綿孔的孔度,降低密 度;增大硫化劑的用(yòng)量將(jiāng)縮小海綿孔的孔度,增大密度,產生較厚的孔壁(bì)。此(cǐ)外,硫化(huà)溫度對海綿的發孔情況也有很大影響。

  (3)硫化劑適當並用可較好地控(kòng)製(zhì)海(hǎi)綿孔度和密度。通常硫化劑DBPMH與BP或TBPB與DCBP並用效(xiào)果(guǒ)較好。

  (4)可采用2號氣相法白炭黑或(huò)2號氣相法白炭黑(hēi)與沉澱法白炭黑並用(yòng)作補強(qiáng)劑。應嚴格控(kòng)製膠料的塑性值,塑性(xìng)值(zhí)過大,發 孔時易造(zào)成(chéng)過度膨脹,形(xíng)成粗燥的開孔結(jié)構,甚至很多孔破裂;塑(sù)性值過小,則發(fā)孔不足,產品較硬。采(cǎi)用弱補強性填(tián)充劑的膠料 比較容易控製塑性值,返煉的膠料最好當天使用。

  (5)發泡劑應均勻分散於膠料中(zhōng)。一般發泡劑粒子(zǐ)易結團,難以分散,可先(xiān)製成生膠/發泡劑母煉(liàn)膠(jiāo)配比(1∶1),再進行(háng)混 煉,以提高分(fèn)散效果。

  (6)采用模壓工藝的膠料,應注意去除膠料中的氣泡,防止破壞海綿結構。

 

  用(yòng)於模壓海(hǎi)綿製品的膠料(liào),經混煉(liàn)出片後,應根據模具規(guī)格進行裁料,並在表麵(miàn)塗隔離劑(jì),以備(bèi)入(rù)模硫化。一般(bān)用滑石粉作隔 離劑,也可用白炭黑。

  矽(guī)橡膠海(hǎi)綿(mián)模型製品的(de)定型硫化有兩種方法:一種是一步法,即膠料在(zài)模具中一次發孔成(chéng)一定形(xíng)狀和(hé)尺寸的海綿,二段硫化不 再發孔;另一種是兩步法,即(jí)先使膠料在模具中進行短時間硫化,使其初步發孔並恰好形成一層表麵,然後置於烘(hōng)箱中再發孔成一(yī) 定形(xíng)狀(zhuàng)和尺寸。對海綿薄板來說,前一種的硫化時間通常為15~20min,後一種的硫化時(shí)間一般(bān)在5min之(zhī)內。


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