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新(xīn)聞中(zhōng)心分(fèn)類

有機矽熱門膠種認識,熱硫化(huà)矽橡膠製品(pǐn)的加工及生產配合機製!

發表時間:2024-06-26

有機矽(guī)材質以及工藝不計其(qí)數,而至(zhì)今(jīn)所屬比(bǐ)較(jiào)熱門的工藝以及膠種還是屬於熱硫化加工成型矽橡膠(jiāo)製品,如今在不同行業之(zhī)中很 多產品被矽橡膠材料所(suǒ)代替(tì),而代替的因素很(hěn)明了,主要還是(shì)因產品的特性和(hé)多方(fāng)麵的變化和獨有的性能調配,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,所以對於工藝配合以及生產(chǎn)加工你有了(le)解過嗎?


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熱(rè)硫化型矽(guī)橡膠是(shì)指相(xiàng)對分子質量高(40萬~60萬)的矽橡膠。采用有機過氧(yǎng)化物作硫化劑,經過加熱(rè)使(shǐ)有機過氧化物分解產生(shēng)遊 離基,並與橡膠(jiāo)的有機側(cè)基形成交聯,從而獲得硫化膠。

 

  品種及特性

 

  熱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(xué)組成(chéng)不同分為以下7種(zhǒng):

 

  (1)二甲基矽橡(xiàng)膠

  二甲(jiǎ)基矽(guī)橡膠(polydimethylsiloxanerubber)簡稱甲基矽橡膠,是矽橡膠中最老的品種。在-60~250℃溫度範圍(wéi)內能保持良好彈性(xìng)。由於存在硫化活(huó)性低、工藝性能差、厚壁製品在二段硫化時易發泡、高(gāo)溫壓縮(suō)變形 大等缺點,目前除少量用於織物塗覆外,已被甲基乙烯基矽橡膠替代。

 

  (2)甲基(jī)乙烯基矽(guī)橡膠(jiāo)

 

  甲基乙烯基矽橡膠(methylvinylpolysiloxanerubber)簡稱乙烯基矽橡膠,是(shì)由二(èr)甲(jiǎ)基矽(guī)氧烷與少(shǎo)量乙烯基矽氧烷共聚而成 ,乙烯基摩爾分數一般為0.001~0.003。少量不飽和乙烯基的引入使其硫化工藝及成品性能,特(tè)別是耐熱老化性和高溫(wēn)抗壓縮變形 有(yǒu)很大改善。在矽橡膠生產中,甲基乙烯基矽橡膠產量最大、應用最廣、品種牌號最多,除大量應(yīng)用的通用型膠料外,各種(zhǒng)專用型(xíng) 矽橡膠和具有加工特性的矽橡膠(如高強度矽橡膠、低壓縮永久變形矽橡膠、導電矽橡(xiàng)膠、導熱矽橡膠以及不(bú)用二段硫化矽橡(xiàng)膠、 顆粒矽橡膠等(děng))也都以其為基礎進行加工配合。

 

  (3)甲基乙烯基(jī)苯(běn)基矽橡(xiàng)膠

 

  甲基乙烯基苯基矽橡膠methylvinylphenylpolysiloxanerubber)簡稱苯基矽橡膠,是在(zài)乙(yǐ)烯基矽橡膠(jiāo)的分子鏈中引入二(èr)苯 基矽氧烷鏈節(或甲基苯基矽氧烷鏈節)而製成的(de)。當苯(běn)基摩爾分數為0.05~0.10時,統稱(chēng)為低苯基矽(guī)橡膠,此時,橡膠的硬化溫 度降到最低值(-115℃),使其具有最佳的耐低溫性能,在(zài)-100℃以下(xià)仍具有彈性。隨著苯基摩(mó)爾分數的增大,分子鏈的剛性也增 大,其結晶溫度反而上升。

 

  苯基摩爾分數在0.15~0.25時統稱為中苯基矽橡膠,具有耐燃特(tè)點。苯基摩爾分數在0130以上時,統稱為高苯基矽(guī)橡(xiàng)膠,具有 優良的耐輻射性能。苯基矽橡(xiàng)膠應用在要求耐低溫、耐燒蝕、耐高能輻射、隔熱等場合。中苯基和高苯基矽橡(xiàng)膠(jiāo)由於加(jiā)工(gōng)困難,物(wù) 理性能較差,生產和應用受到(dào)一定限製。

 

  (4)甲基乙烯基三氟丙基矽橡膠

  甲基乙烯基三氟丙基矽橡膠(methylvinylrtrifluoropropylpolysiloxanerubber)簡稱氟矽橡膠(fluorosilicorubber), 是在乙烯基矽(guī)橡膠的分子鏈中引入氟代烷基(一般為三氟丙基),具有優良的耐油、耐溶劑性能。例如,對於脂肪族(zú)、芳香族(zú)和氯 化烴類溶劑(jì),石油基(jī)的(de)各種燃料(liào)油、潤滑油、液壓油以及某些合成油,其(qí)工作溫度範圍為-50~250℃,在常溫和高溫下穩定性較好 。

 

  (5)亞苯基矽橡膠和亞苯(běn)醚基矽橡膠

  亞苯(běn)基矽橡(xiàng)膠和亞苯醚基矽橡(xiàng)膠(phenylenepolysiloxanerubberandphenylatylenesiliconerubber)是在分子鏈中含有亞苯 基或苯醚基鏈節的新品種矽橡膠,是(shì)為適應(yīng)核動力裝置和導(dǎo)航技術的要求(qiú)而發(fā)展(zhǎn)起來的,其主要特性是拉伸(shēn)強度較高,耐γ射線、 耐高溫(300℃以上),但耐寒性不如低苯基矽橡膠。

 

  (6)腈矽橡膠

  腈矽(guī)橡膠(nitrilsiliconerubber)主要是在(zài)分(fèn)子鏈中引入含有甲基-β-腈乙基矽(guī)氧鏈節或(huò)甲基-γ-腈(jīng)丙基矽(guī)氧鏈(liàn)節的一種彈 性體,其主要特點與氟(fú)矽(guī)橡膠相似(sì),即(jí)耐油、耐溶劑並具有良好的(de)耐低(dī)溫性能。但(dàn)由於在聚合條件下存在引起腈基水解的因素,因 此生膠(jiāo)的重複性差,其應用發展(zhǎn)受到一定限製。

 

  (7)矽硼橡膠

  矽硼橡膠(boronsiliconerubber)是在(zài)分子主鏈上含(hán)有十硼烷籠(lóng)形結構的一類(lèi)新(xīn)型矽橡膠,具有高(gāo)度的耐(nài)熱老化性,可在(zài)400 ℃下長期工作,在(zài)420~480℃下可連續工作幾小時,而在-54℃下仍能保持彈性。適於在(zài)高速飛機及(jí)宇宙飛船中作密封材料。美國 在60年代末已有矽(guī)硼橡膠商品係列牌(pái)號,但70年代以後很(hěn)少報道,其主要(yào)原因可能是膠料的工藝性能和硫化(huà)膠的彈(dàn)性都很差,而(ér)且 碳硼的合(hé)成十分複雜,毒性大,成本昂貴。

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  熱硫化型(xíng)矽橡膠產品以生膠或硫化膠形式出售,一(yī)般配(pèi)製成具有各種特性的膠料供用戶選擇,按特性不同可分成下列幾類:

 

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

  (2)高強度型。采用乙烯基矽橡膠或低(dī)苯基矽橡(xiàng)膠(jiāo),以比表麵積較大的氣相法白炭黑或經過改性處理的白炭黑作(zuò)補強劑(jì),並(bìng) 通過加入適宜的加工助劑和(hé)特殊添加劑等綜合性配合改進措施,改進交聯結構,提高撕裂強度(dù)。

  (3)耐高溫型。采用乙烯基矽橡膠或(huò)低苯基矽橡膠,補強劑的種類和耐熱添加劑經適(shì)當選擇,可製得耐300~350℃高溫(wēn)的矽 橡膠。

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

  (5)低壓縮永久變形型。主要采用乙烯基矽橡膠,以乙烯基專用的有機(jī)過氧化物作硫化劑,當壓縮率為30%時,在(zài)150℃下壓(yā) 縮24~72h後(hòu)的永久變形為(wéi)7.0%~15%(普通矽橡膠為20%~30%)。

  (6)電線、電纜型。主要采用乙烯基(jī)矽(guī)橡膠,選用電絕緣性能良好的氣相法白(bái)炭(tàn)黑為補強劑,具有良好的擠出工藝性能(néng)。

  (7)耐油、耐(nài)溶(róng)劑型。主要采用氨矽橡膠,一般分為通用(yòng)型(xíng)和高強度型兩大類。

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

  (9)導電型,采用乙(yǐ)烯基矽橡膠,以乙炔炭黑(hēi)或金屬粉末作填料,選擇(zé)高溫(wēn)硫化(huà)或加成型硫(liú)化(huà)方法,可得到體積電(diàn)阻率為2.0 ~100Ω·cm的矽橡膠。

  (10)熱收縮(suō)型。乙烯基矽橡膠中加入具(jù)有一定熔融溫度或軟化溫度的熱(rè)塑性材(cái)料,矽橡膠膠料(liào)的熱收縮(suō)率可達35%~50%。

  不用二段硫(liú)化型。采用乙烯基質量分數較高的乙烯基矽橡膠,通過控製生膠和配合劑的pH值(zhí),加入特殊(shū)添加劑製得。

  (11)海綿型。在乙(yǐ)烯(xī)基矽橡膠中加入亞硝基化(huà)合物、偶氮和重氮(dàn)化合物等有機發泡(pào)劑,可製(zhì)得發泡均勻的海綿。

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  除此之(zhī)外,國外尚有導熱型矽橡膠、熒光(guāng)型矽橡膠及醫用級矽橡膠製品等品種出售。

 

  隨著矽(guī)膠用途的不斷開發,膠料的品種牌號日漸增多,過(guò)多的牌號會造成生產、貯(zhù)運和銷售工作的混(hún)亂。有些矽(guī)橡膠廠家已相應地將多個品(pǐn)種分(fèn)成幾種(zhǒng)典型的基礎膠和幾種特性添加劑(包(bāo)括顏(yán)料、硫(liú)化劑等)出售,使(shǐ)用者根據(jù)需要,按一定配方和混合技術分別配伍(wǔ),即得(dé)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

 

  熱硫化型矽橡膠的配合劑主要包(bāo)括補(bǔ)強劑、硫化劑和某些特殊的(de)助劑,一般(bān)隻需有5~6個組分即可(kě)組成(chéng)實用配(pèi)方。配方設計應 考慮以(yǐ)下(xià)幾(jǐ)點:

  (1)矽橡膠為飽和度高(gāo)的生(shēng)膠,通常不(bú)能用硫黃硫化,應(yīng)采(cǎi)用有機過氧化物作硫化劑,因此膠料中不得含(hán)有能與過氧化物分 解產物發生作用的活性物質(zhì)(如槽法炭黑、某些有機促進劑和防老劑等(děng)),否則會(huì)影響(xiǎng)硫化。

  (2)矽(guī)橡膠(jiāo)製品一般在高溫下使用,其配合劑應在高溫下保持穩定,通常選用無機氧化(huà)物作為補強劑。

  (3)矽橡膠在微量酸或堿等化學試劑的作用下易引起矽氧烷(wán)鍵的裂(liè)解和重排,導致矽橡膠耐熱性的降低。因此在選用配合劑 時必須考慮其酸堿性及過氧化(huà)物分(fèn)解產物(wù)的酸性,以免影響硫化膠的性(xìng)能。

 

  生膠的選擇

  對於使用溫度要求(qiú)一般(-70~250℃)的矽橡膠製品,都可采用乙烯基矽橡膠;當對製品的(de)使用溫度要求較高(-90~300℃) 時,可采用低苯(běn)基(jī)矽橡膠;當製(zhì)品要求耐高低溫又需耐燃油或溶劑時,則應當采用氟矽橡膠(jiāo)。

 

  硫化劑(jì)和硫化機理

  硫化劑

  用(yòng)於熱硫化矽橡膠的硫化劑主要包括(kuò)有機過氧化物、脂肪族偶氮化合物、無機化合物(wù)和高能射線等(děng),其(qí)中最常用的是有機過氧 化物。這(zhè)是(shì)因(yīn)為有(yǒu)機過氧化物一般在(zài)室溫下比(bǐ)較穩定,但在較(jiào)高的硫化溫度下能迅速分解產生自(zì)由基,從而使矽橡膠產生交聯。矽 橡(xiàng)膠常用硫化劑如表3所示。

 

  這些過氧(yǎng)化物按(àn)其活性高低可以分(fèn)為(wéi)兩類:一類是通用型,活性(xìng)較高,對各種矽橡膠均能起硫化作用(yòng);另一類是乙烯基(jī)專用型 ,因其活性較低,僅(jǐn)能夠對含乙烯基的矽橡膠起硫化作用。

 

  過氧化(huà)物的用量受生(shēng)膠品(pǐn)種、填料類型和用量、加工(gōng)工藝等多種因素的影響,隻要能(néng)達(dá)到所需(xū)的交聯度,應盡量少用硫化劑。 對於乙烯基矽橡膠(jiāo)(乙(yǐ)烯基摩爾分(fèn)數為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(jiāo)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增大,過氧化物用(yòng)量應減小(xiǎo)。膠漿(jiāng)、擠出製品膠料及膠粘劑用膠料(liào)中過氧化物用量應比(bǐ)模壓用膠料中的 大。某(mǒu)些(xiē)場合下采用兩種過氧化物並用,可減小硫化劑用量,並可(kě)適當降低硫(liú)化溫度,提高硫化效應。

 

  硫化機理

  矽橡膠以過氧化物硫(liú)化時,過氧化物對矽橡膠的交聯是在兩(liǎng)個活化的甲基或乙烯基之間通過自由基反應(yīng)進行的。二甲基矽橡膠 的交聯按下列反應式進(jìn)行:

 

  乙烯基矽橡膠的(de)交聯按下列反應式進行:

  矽橡(xiàng)膠(jiāo)除(chú)常用上述過氧(yǎng)化物硫化外,還可用高能射線進行輻射硫化。輻射硫化也是按自由基機理進行的,當(dāng)生膠中的乙烯基摩 爾分數較高(0.01)或(huò)與(yǔ)其它(tā)橡膠並用時,也可以用硫黃硫化,但性能極差。

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  補強劑及相關的機理

  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(jiā)入適當的補強劑可使矽橡膠硫化膠(jiāo)的強度達到 3.9~9.8MPa,這對提高矽橡膠的(de)性能,延長製品的使用壽命是極其重要(yào)的。矽橡膠補強填充(chōng)劑的選擇要考慮到矽橡(xiàng)膠的(de)高溫使用及 用過氧化物硫化(特別是用有酸堿性的物質)對矽橡膠的不利影響。

 

  矽橡膠用的補強填充劑按其補強效(xiào)果的不(bú)同可分為補強性填充劑和弱(ruò)補強性填充劑,前者(zhě)的粒徑為10~50nm,比表麵積為70~ 400m2·g-1,補強效果較好(hǎo);後者(zhě)粒徑為300~1000nm,比表麵(miàn)積在30m2·g-1以下,補強(qiáng)效(xiào)果較差。

 

  補強(qiáng)填充劑

  矽橡膠的補(bǔ)強填充劑主要是指合成二氧化矽,又稱白炭(tàn)黑。白炭(tàn)黑可分為氣相法白炭黑和沉澱(diàn)法白(bái)炭黑。氣相法白炭黑為(wéi)矽橡 膠最常用的補強劑之(zhī)一,由它補強的膠料其硫化膠的機械強度高、電性能好,並可與(yǔ)其它補強劑或弱補強劑並用,製(zhì)備不(bú)同使用(yòng)要 求的膠料。

 

  與用氣相法白炭(tàn)黑補強的矽橡膠膠料相比,用沉(chén)澱法(fǎ)白炭黑補強(qiáng)的膠料機械強度稍低,介電性能(特別是受潮後的(de)介(jiè)電性能) 較差,但耐熱(rè)老化性能較好,混煉膠的成本低。對(duì)製品的機械(xiè)強度要求不高時,可單獨使用沉澱法白炭黑或與氣(qì)相法白炭黑並(bìng)用。

 

  用處理過的白炭黑作補強劑,膠料(liào)的機械強(qiáng)度較高,混煉和返(fǎn)煉(liàn)工藝性能好(hǎo),硫化膠的透明度(dù)也好,因此廣(guǎng)泛用在醫用(yòng)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(zhì)作膠漿。

 

  弱補強填充劑

  弱補強填充(chōng)劑也(yě)可稱作惰性填料,對矽橡膠補強作用很小,它們在矽橡膠中一般(bān)不單獨使用,而是與白炭黑並用,以調節矽橡 膠的硬度,改善膠料的工藝性能和硫(liú)化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藻土、石英粉(fěn)、氧化鋅 、三氧化二鐵、二氧化鈦、矽酸鋯和碳酸鈣等。

 

 

 

  矽橡膠常用補強劑的用量(liàng)和物理性能如表4所示。

  助劑

  (1)結構(gòu)控製劑

  采用氣(qì)相法白炭黑補強的矽橡膠膠料貯存(cún)過程中會變硬,塑性值下(xià)降,逐漸失去(qù)加工工藝性能,這種(zhǒng)現象稱作結構化效應 。為防(fáng)止和減弱這種結構化傾向而加入的配合劑稱為結構控製劑。結構控製劑通(tōng)常為含(hán)有羥基或硼原(yuán)子的低分子有機(jī)矽化 合物,常(cháng)用的(de)有二苯基矽二(èr)醇、甲基苯基二乙氧基矽烷、四(sì)甲基亞乙基二氧二甲基矽烷、低分子羥基矽油及(jí)矽氮烷等。

 

  (2)耐熱添加劑

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

 

  (3)著色劑

  矽橡膠常用著色(sè)劑如下:

  氧化鐵(tiě)(三(sān)氧化二鐵) 紅色

  鎘黃(二氧化鎘) 黃(huáng)色

  鉻綠(三氧化二鉻) 綠色

  炭黑 黑(hēi)色

  鈦白(二氧化(huà)鈦) 白色

  群青 藍(lán)色

 

  (4)其它

  在製備矽橡膠海綿製品時必須(xū)加入發泡劑,矽橡膠(jiāo)常用的發泡劑有(yǒu)N,N2二亞硝基五亞甲基四胺(àn)和偶氮二甲酰胺等。橡膠膠料中 加入少量(一般少於1份)四氟乙烯粉(fěn),可(kě)改善膠料的壓延工藝(yì)性(xìng)能及(jí)成膜性,提高硫化膠的撕(sī)裂強度。硼酸(suān)酯和含硼化合物能(néng)使 矽橡膠硫化膠(jiāo)具有自粘性。采(cǎi)用比表麵積較大的氣相法白炭黑補強時,加入(rù)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(yóu),膠料經硫化後,抗撕裂性能可提高至30~50kN·m-1。常用乙烯基矽橡膠和氟橡膠配方及物理性能見表5。

 

  加工

  矽橡膠可采用普通橡膠加工設備進行加工,但應注意:①加工過程保持清潔,不能混(hún)有其它橡膠、油汙或雜質,否則會影響矽(guī) 橡膠的硫化及性能;②矽膠製品需在烘箱中進行較(jiào)長時間熱空氣二段硫化,以(yǐ)改善硫化膠的性能。

 

    混煉

  矽橡膠生膠比(bǐ)較柔軟,具有(yǒu)一定的可塑性,可(kě)不經塑煉而直接采(cǎi)用開煉(liàn)機或密煉(liàn)機進(jìn)行混煉。混煉方法(fǎ)可(kě)有以下幾(jǐ)種:

 

  (1)開煉機混(hún)煉

  雙輥開煉機輥筒速比以(1.2~1.4)∶1為宜,快輥在後,較高的(de)速比導致較快的(de)混煉,低速比可使膠片光滑。輥筒必須通有 冷卻水(shuǐ),混煉溫度宜在40℃以下,以防止焦燒或硫化劑的揮發(fā)損(sǔn)失(shī)。混煉時開(kāi)始輥距較小(1~5mm),然後逐步增大。加料和(hé)操作 順序:生膠(包輥)-補強填充劑-結構控製劑-耐(nài)熱助劑-著色劑-薄通5次-下料,烘箱熱(rè)處理(lǐ)-返(fǎn)煉-硫化劑-薄通-停放過夜-返煉- 出(chū)片。膠料也可不經烘箱熱(rè)處理(lǐ),在加入耐熱助劑後,加入硫化劑再薄通,停放過夜返煉,然後再停(tíng)放(fàng)數天返煉出片使用。混(hún)煉時 間為20~40min。

 

  矽(guī)橡膠在加入煉膠機時包慢輥(前輥),混煉時則很快包快輥(後輥),煉膠時必須能兩麵操作。由於矽橡膠膠料比較軟,混 煉時可用普通膩子刀操(cāo)作,薄通時不能像普通橡膠那樣拉下薄(báo)片,而采用鋼、尼龍或耐磨塑料刮刀刮下。

 

  為便於清理和防止潤滑油漏入膠內(nèi),應采(cǎi)用(yòng)活動膠板(bǎn)。氣相法白炭黑易飛揚,對人體有害,應采取相應的(de)保護措施。如果在混 煉時直(zhí)接使用粉狀(zhuàng)過氧化物,必須采取防爆措(cuò)施(shī),最好(hǎo)使用膏狀過氧化物。

 

  (2)密(mì)煉機混煉

  用實驗室2L密煉機混(hún)煉時,混(hún)煉時間為6~16min。混煉無特殊困難。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(chōng)劑的類型有關,當采用弱補強性填充劑(jì)和沉澱法白炭黑時,排膠(jiāo)溫(wēn)度在50℃以(yǐ)下;當使用氣(qì)相法白炭黑(hēi) 時排膠溫度為70℃左右。

 

  (3)膠料停放和返煉

  矽橡膠膠料混煉結束後,停放時間應不少於24h,以使各種配合劑(特(tè)別是結構控製劑)能與生膠充分起作用。停(tíng)放(fàng)後(hòu)膠料變硬 ,塑性值下降,使用前必須進行(háng)返煉。返煉采用開煉機(jī),開始時輥距較大(dà)(3~5mm),此時膠料較硬,表麵呈皺紋狀,包在前輥上 。隨著返煉時間的延長,膠料逐(zhú)漸變軟;慢慢縮小輥距(0.25~0.5mm),膠料很快包在後輥上。待膠料變軟,表麵光滑平整後, 即可下料出片。返煉不足(zú),膠片表麵有皺紋;返煉過度,則(zé)膠料發粘(zhān)而粘輥。返煉溫度一般控製在室溫。

 

  擠出

  矽橡(xiàng)膠一(yī)般比較柔(róu)軟,擠出效果較好,易於操作,可擠出各種(zhǒng)不(bú)同形狀和尺寸的(de)製品(pǐn),其加(jiā)工設備和工具基本上與普(pǔ)通橡膠相 似。

  出機一(yī)般是用Φ30Φ65mm的單螺紋螺杆,長徑比(bǐ)為(10~12)∶1效果較好。擠出時盡量保持低溫,以不超過(guò)40℃為宜,故 機筒和螺杆均須通冷卻水。對質量要求較高的產(chǎn)品可在(zài)靠近機頭部(bù)分加裝80~140目濾網,以除(chú)去(qù)膠料中的雜質,改善擠出(chū)質量。

 

  矽橡膠擠出半成品柔軟而易變形,因此必須立即進行硫化。最(zuì)常用的方法是熱空氣連續硫(liú)化;電線、電纜工業通常用高壓蒸汽(qì) 連續硫化。如在擠出後不(bú)能連續硫化,為防止變形,擠出(chū)後應立即(jí)用圓盤、圓鼓或輸送帶接取,用滑石粉隔離(lí)以免相互粘結。若發 現膠料(liào)過軟而不適於擠出時,可在(zài)膠料中再混入3~5份氣相法白炭(tàn)黑。

 

  用於擠出的膠(jiāo)料配方(fāng),其(qí)硫化劑用量應比(bǐ)模壓製品的適當增大,矽橡膠的擠出速度低於其它橡膠,當要求與其它橡膠達到相同 擠出速度時,應采用較高的螺杆轉速。

 

  壓延

  壓(yā)延機一般采用立式三輥壓延機。用於生產膠片時,中輥(gǔn)是固定(dìng)的(de),中(zhōng)輥轉速比上輥快,速比為(1.1~1.4)∶1,下輥(gǔn)的轉速 和(hé)中輥相(xiàng)同(tóng)。當壓延機(jī)開動時,上輥溫度(dù)為50℃,中輥應保持為室溫,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(zài)提高至正常速度進行連續(xù)操(cāo)作。

 

  當三輥壓延機用於矽橡膠貼膠和擦膠時(shí),織物替代(dài)了(le)墊布(聚酯薄膜(mó))在中輥和下輥之間通過。三輥壓(yā)延機隻(zhī)適用於單麵覆膠 ,長期生產時應采用四輥壓延機。

 

  用於壓延的膠料必須正確控製其返煉(liàn)程度,最好在煉膠機上先不充分返煉(liàn),以期在壓延過程(chéng)中獲(huò)得足夠返煉,這樣可以避(bì)免膠(jiāo) 料在壓延過程中因返(fǎn)煉過(guò)度而粘輥。膠料配方對壓延也有一(yī)定的影響,采用補強性填充劑的膠料壓延工藝性能較好(hǎo)。

 

  塗膠

  塗膠是指把(bǎ)矽橡(xiàng)膠膠漿用浸漿或刮漿的(de)方法均勻分布在織物上用以改進薄膜製品(pǐn)的強力和屈撓性能,使織(zhī)物耐潮,以製造耐高 溫的電絕緣材料等。

 

  (1)膠漿製備

  供製膠漿用的矽橡膠膠料其硫化劑多采用過(guò)氧化二苯甲酰(xiān)(BP),用量(liàng)比一般模型製(zhì)品稍大。補強填充劑若采用氣相法白炭黑 ,用量不宜超過(guò)40份,並(bìng)適當增大結構控(kòng)製劑的(de)用(yòng)量,采用甲苯(běn)或二甲苯等揮發性溶劑。

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

 

  (2)織物預處理

  矽(guī)橡膠塗膠用的底層織物一般采用玻璃布、尼龍和聚酯(zhǐ)等(děng)。其中玻(bō)璃布因具有耐熱性好(hǎo)、強度高和吸濕性低等特(tè)點應用較多。 玻璃纖維在(zài)拉(lā)絲過(guò)程中薄膜塗有石蠟(là)潤滑劑(占織物質(zhì)量的0.2%~0.5%),在硫(liú)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(là)。尼龍和聚酯的熱變形較大,影響(xiǎng)橡膠和織物的結合,為此在塗膠前須進行熱定型,即將織物在一定牽伸下(xià),進行 短(duǎn)時間熱處理(lǐ),尼龍的處理溫度為170~175℃,聚(jù)酯處理溫度為215~220℃。

 

  (3)塗膠

  織物經預處理後,還(hái)要進行表麵膠粘劑處理,然後才可塗膠。膠(jiāo)粘(zhān)劑是一種由烷氧基矽烷、硼酸酯、硫化劑和溶劑(乙酸乙酯 或乙醇)組成的溶液。

  織物經膠粘劑(jì)表麵處理後,即可用塗膠機將(jiāng)膠漿均勻塗在織物(wù)上,然後經幹燥、硫化即成。硫化一(yī)般分兩段(duàn)進行:一段溫度為 120~130℃,二段溫度為230℃。塗層的厚度(dù)可以通過改變膠液的粘度或調節織物通過塗膠(jiāo)槽的(de)速度來控(kòng)製。

 

  粘合

  矽橡膠能與很多(duō)材料,包括金屬、塑料、陶(táo)瓷、纖維、矽橡膠本身以及其它一些橡膠(jiāo)粘合,采(cǎi)用能與矽橡膠本身同時硫(liú)化的膠 粘劑可使矽橡膠與被塗層之間獲得最好(hǎo)粘合。

 

  矽(guī)橡膠(jiāo)硫化膠之間的粘合一般采用膠粘劑。常用膠(jiāo)粘(zhān)劑配方(fāng)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(liú)化

  矽橡膠硫化工藝不是一(yī)次完成,而是分兩個階段進行的,膠料在加壓下(如模壓硫化、硫化罐直接蒸汽硫化等)或常(cháng)壓下(如 熱空氣連續硫化)進(jìn)行加熱定型,稱為一段硫化(或定型硫化(huà));在烘箱中高溫硫化,以進一步穩定硫化膠(jiāo)各項物理性能(néng),稱為二 段硫化(或後硫化)。

 

  (1)一段硫化

  ①模型(xíng)製(zhì)品硫化。可采用平板硫化、傳遞模壓硫化和注壓硫化。硫化(huà)條件如(rú)表(biǎo)6所(suǒ)示。

  矽橡膠製品硫化時,一般不使用(yòng)脫模劑,應迅速裝料、合模、加壓,否則容易焦燒(shāo),特別是含有硫化劑BP和DCBP的膠料。傳遞(dì) 模壓硫化是一種加(jiā)工矽橡膠膠料應(yīng)用較廣泛的工藝,與每模單孔的平板硫化比較,其優點是加工周期(qī)短,並能硫化複雜的特別是(shì)帶 有插入物和銷釘的橡膠件。與注壓硫化比較,設備成本較低。

 

  注壓硫化模製品,可(kě)提高勞動生產率,降低勞動強度,同時(shí)還可以減小過氧化物的(de)用量,提高製品的抗(kàng)撕裂性能(néng),改善壓縮永 久變形性能,但製品收(shōu)縮率較大。

  ②擠出(chū)製品的硫化。可采用蒸汽加壓硫(liú)化(huà)、熱空氣連續硫化(huà)、液體硫化槽連續硫化、鼓式硫化和輻射硫化等(děng)方法。前3種方法 較常用。

 

  (2)二段硫化(huà)

  矽橡膠(jiāo)製品經過一段硫化後,有些低分子物質存在於硫化膠中(zhōng),影響製品(pǐn)性能。例如,采用通用型硫化劑(如硫化劑BP或DCBP )的膠料(liào),經過一(yī)段硫化後,其硫化劑分解的酸性物質量,將增大海綿(mián)孔的孔度,降低(dī)密(mì)度(dù);增大硫化劑的用量將縮小海綿孔的孔 度,增(zēng)大密度,產生較厚的孔壁。此外,硫化溫度對海綿的發孔情況也有很大影響。

 

  發泡

  在矽橡膠膠(jiāo)料中加(jiā)入發泡劑,然後在(zài)受壓(yā)狀態下加熱硫化使橡膠發泡,可製得(dé)矽橡膠(jiāo)海綿。但必須注意以下幾個問題(tí)。

 

  (1)應選用其分解產物不(bú)影響(xiǎng)矽橡膠耐熱性的發泡劑。一般采用有機發泡劑如發(fā)泡劑BN、尿素等,其分(fèn)解產物在二段硫化中 除去。

  (2)適(shì)當控製硫化劑和(hé)發泡劑的用量,以使(shǐ)發泡速度(dù)與硫化速度相匹配。增大發泡劑的用量,將增大海綿(mián)孔的孔度(dù),降低密 度;增大硫化(huà)劑(jì)的用量將(jiāng)縮(suō)小海(hǎi)綿孔的孔度,增大密度,產生較厚的孔壁。此外,硫化溫度對海綿的發孔情況也有很大影(yǐng)響。

  (3)硫化劑適當並用可較好地控(kòng)製海綿(mián)孔度和密度。通常硫化(huà)劑DBPMH與BP或TBPB與DCBP並用效果較好。

  (4)可采用2號氣(qì)相法白炭(tàn)黑或2號氣(qì)相法白(bái)炭黑與沉澱法白炭黑並用作補強劑。應嚴格控製膠料的塑性值,塑(sù)性值過大,發 孔時易造成(chéng)過度膨脹(zhàng),形成粗燥的(de)開孔結(jié)構(gòu),甚至很多孔(kǒng)破裂;塑性值過小,則(zé)發孔不足,產品較硬。采用弱補(bǔ)強性填充(chōng)劑的膠(jiāo)料 比較容易控製(zhì)塑(sù)性值,返煉的(de)膠料(liào)最好當(dāng)天使用。

  (5)發泡劑應均勻分散於膠料中。一般發泡劑粒子易結團,難以分散,可先製成(chéng)生膠/發泡劑母煉膠配比(1∶1),再進行混 煉,以提高分散效果。

  (6)采用模壓工藝的膠料,應注意去除膠料中的氣(qì)泡,防止破壞海(hǎi)綿結構。

 

  用於模壓海綿製品的膠料,經混煉出片後,應根(gēn)據模具規格進行裁料,並(bìng)在表麵塗隔離劑,以(yǐ)備入模硫化。一般用滑石粉(fěn)作隔 離劑,也可用白炭黑。

  矽橡膠海綿模型製品的定型硫化有(yǒu)兩種方法:一種是一步法,即膠料在模具中一次發(fā)孔成一定形狀和尺寸的海綿,二段硫化不 再發孔;另一種是兩步法,即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,然後置於烘箱中再(zài)發孔成一 定形狀和尺寸。對海綿薄板來說,前一種的硫化時間(jiān)通常為15~20min,後(hòu)一種的硫化時(shí)間一般在5min之內。


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