LSR硅膠物化數(shù)據(jù)

液態(tài)硅膠英文簡稱LSR，是一種可以備受消費者和廠家青睞的產(chǎn)品，液態(tài)硅膠是由硅膠制品制作而成，有良好的彈性和防水防潮性，耐酸、堿等多種化學物質(zhì)的侵蝕，所以一般用于替代生活塑料用品。

液態(tài)硅膠(Liquid Silicone Rubber)，分為 A 膠與 B 膠，利用定量裝置控制兩者為1:1 之比例，再透過靜態(tài)混合器(Static Mixer)予以充份混合，注入射出料管后再進行射出成型生產(chǎn)。

將液態(tài)硅膠射入熱澆道模具，制作硅膠制品，可達到一次成型﹑無廢料及可自動化等優(yōu)點。

　　【一】.液態(tài)硅膠的特性

液態(tài)硅膠(Liquid Silicone Rubber)是一種無毒、耐熱、高復原性的柔性熱固性材料，其流變行為主要表現(xiàn)為低黏度、快速固化、剪切變稀以及較高的熱膨脹系數(shù)。

LSR 是以鉑金作為催化劑的雙液態(tài)快速硫化材料，可以采用注塑的方式、大量、快速硫化、重復性機械生產(chǎn)。其產(chǎn)品表現(xiàn)為較好的熱穩(wěn)定性、抗寒性，優(yōu)良的電絕緣性能，燃燒時不會產(chǎn)生有毒的物質(zhì)等。

因此在健康用品、汽車、嬰兒用品、醫(yī)療用品、潛水用品、廚房用具以及密封件等的生產(chǎn)設(shè)計中成為不可替代的材料。

　　【二】.成型過程

LSR為雙組分的液態(tài)材料，分為 A 組分和 B 組分，混合機的工作將A 組分和 B 組分以精確的 1:1 比例充分混合。又因部分制品為有色設(shè)計，所以配有顏色泵組及顏色計量部分。A+B 組分、添加劑、顏色等充分混合后進入塑化系統(tǒng)。

這種塑化螺桿同時具有均化、混合的功能，通過螺桿將混合料注射到熱模具中，在模溫 170～200℃下，硅膠發(fā)生固化反應。當使用冷流道系統(tǒng)時，值得注意的是流道要足夠冷。為了避免漏膠，針閥安裝在模具部件的表面，射膠完畢時，針閥立即封閉射嘴。

　　1， 喂料系統(tǒng)

可選擇以下幾種形式：

1)雙向泵

可上下移動送料，能夠很好的保持壓力，由于 A、B 泵之間相連，并同步由

液壓氣動控制，因此這種形式的喂料系統(tǒng)比較可靠、精確。

2)單向泵

是一種通用型，只能單項送料。

3)帶有止逆閥的同步單項泵

4) 計量筒系統(tǒng)

主要與單項泵相配合使用。

　　2， 液態(tài)硅橡膠注射成型機的關(guān)鍵部件

1)由于 LSR 的低黏度性，在加工過程中要考慮材料的回流和漏膠，因此對螺桿的密封是必須的。

2)為了防止 LSR 固化，要采用針閥射嘴。

3)A、B 兩組分的混合、計量部件。

　　3，模具的設(shè)計

在模具設(shè)計中，一般有以下幾種形式：

1) 熱流道

比較浪費物料，設(shè)計簡單，成本低，多用于大制品。

2) 有針閥的冷流道

可實現(xiàn)自動化，周期短。

3) 無針閥的冷流道

由于 LSR 膨脹系數(shù)較高，加熱時會發(fā)生膨脹，冷卻時卻有微小的收縮，因此部件不能在模具中保持精確的側(cè)邊距。所以可以采用冷流道加工，LSR 應保持較低溫度和流動性，冷流道采用閉合式系統(tǒng)，在注射循環(huán)中，閉合系統(tǒng)在每一個流道中都采用“封膠針”或“針形閥”來控制 LSR 材料的準確計量。

由于硅橡膠具有顯著的受熱膨脹特性，收縮率為 2%～4%(硫化溫度為150℃)，同時硅橡膠具有受壓變形的特點。

　　【三】LSR 流動/硫化的分析

1)液體硅橡膠的硫化化學反應，需要一定的反應時間。

2)理想流動，在直徑 2mm，170cm，流動距離超過 100cm。

3)最小厚度 1/1000mm

4)模溫過高會導致硫化，從而引起流動受阻。

5)層流可避免氣泡

6)高速注射會導致湍流

7)物料的黏度會改變流動的模式

8)湍流導致白點。

　　因此模具的設(shè)計要注意以下幾個方面：

1)為了避免湍流和噴射，使用小注膠口。

2)使用針狀或翼狀注膠口。

3)用 T 型導向栓代替柱形導向栓，脫模時采用射出氣槍，加隔熱層/板。

4)不要使用含阻聚劑的防銹劑/油，一般可用甲苯、二甲苯等。

　　【四】常見問題以及解決對策

　　1，制品不完全固化

　　2，產(chǎn)品表面不熟(表面不干)

　　3，產(chǎn)品硬度不對

　　4，產(chǎn)品有雜質(zhì)

　　5，產(chǎn)品有色斑

　　6，產(chǎn)品變形或者燒焦

　　7，產(chǎn)品表面缺料或縮水

此外，固化的 LSR 容易黏在金屬表面上，應用最為普遍的脫模技術(shù)包括頂針頂出和空氣推頂。

通過以上信息，可以看到硅膠注塑主要解決的問題在于其混合、計量部分，以及螺桿的密封、模具的設(shè)計。

常有客戶在問LSR液體硅膠制品比固體硅膠制品都好在哪里，也常有客戶因不了解液態(tài)硅膠的各種優(yōu)勢而陷在固態(tài)硅膠的泥潭里痛苦掙扎仍解決不了問題，最后經(jīng)過九九八十一難才展轉(zhuǎn)找到我們，終于求得圓滿。因此，本司在此對液態(tài)硅膠制品的各種優(yōu)勢進行一個全面的總結(jié)，希望可以幫到那些仍在固態(tài)硅膠泥潭里打滾的親們，下面我們就來看看這八大優(yōu)勢都究竟是些什么。

首先我們從材料本身特性上講，有三大優(yōu)勢：

1：絕對的環(huán)保無毒;大量應用于硅膠醫(yī)療制品行業(yè)，硅膠母嬰用品行業(yè)，硅膠廚具用品這都是脆弱敏感的行業(yè)，能用在這里可見其安全性真不是吹的，這方面大家最熟知的產(chǎn)品莫過于女人為了壯大胸器所用的隆胸硅膠了;

2：高級透明;如玻璃一樣的透明，讓人一看就心里敞亮，潔凈衛(wèi)生之感油然而生，最典型的產(chǎn)品應用就是嬰兒奶瓶上的奶嘴了，其它像潛水鏡、吸嘴之類的產(chǎn)品莫不是看中這一優(yōu)勢才采用的液態(tài)硅膠制品;

3：高強度高抗撕;普通的固態(tài)硅膠十分脆弱，經(jīng)受不住多大的拉力就會被撕裂，即使采用氣相法所加工出的固態(tài)硅膠仍然不可與LSR液態(tài)硅膠制品相比，像各種液態(tài)硅膠醫(yī)用球囊，液態(tài)硅膠扎帶綁帶等就是其這一優(yōu)越性的代表產(chǎn)品;

其次我們再從其成型工藝方面詳解另外六大優(yōu)勢：

4：自動化程度高，模具壽命長;液體硅膠因為使用的是標準的注塑機，其模具也是和塑膠模具一脈相承，所以液體硅膠制品在生產(chǎn)過程中必須有很高的自動化操作，而不是像固態(tài)模那樣動不動就人工搬板抱條的，因大量減少了人工操作，故模具壽命自然大大延長，生產(chǎn)效率也相對高出;

5：更短的固化時間;液體硅膠制品的分子結(jié)構(gòu)不同于固體硅膠制品，其在合適溫度下固化時間只有固態(tài)硅膠制品的三分之一，因此生產(chǎn)周期大大縮短，生產(chǎn)效率大大提高;

6：更低的成型溫度;固體硅膠制品的成型溫度在170度左右，而LSR液體硅膠制品的成型溫度只需130，更低甚至100度就可以在常規(guī)時間內(nèi)做熟;現(xiàn)在雖然固體硅膠因采用鉑金水來作為催化劑也可以做到120的成型溫度，但其因為受制于自身的成型工藝而對生產(chǎn)操作也提出了更高的要求，因此不能普及應用;目前絕大部份的硅膠包塑膠產(chǎn)品、硅塑膠復合產(chǎn)品就是因為塑膠承受不了高溫而不得不采用液體硅膠生產(chǎn);

7：更強的流動性;液體硅膠因為液體狀態(tài)，故其流動性非常好，不需要很強的射膠壓力就可充滿型腔，因此適合各種薄壁窄槽長管類的產(chǎn)品成型;

8：更細的分型線：液體硅膠模具的成型順序為先合模再進膠，因此合模面上只能滲出極少量的硅膠，甚至沒有，這就大大提高了產(chǎn)品的美觀，對外觀要求高的產(chǎn)品也就自然而然要采用液體硅膠了。

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熱固性液態(tài)硅橡膠(LSR)注壓模具的結(jié)構(gòu)，總的來說跟熱塑性膠料所用的模具結(jié)構(gòu)相似，但也有不少顯著差別。例如，LSR膠料一般粘度較低，因而充模時間很短，即使在很低的注射壓力下也是如此。為了避免空氣滯留，在模具中設(shè)置良好的排氣裝置是至關(guān)重要的。

另外，LSR膠料在模具內(nèi)不會像熱塑性膠料那樣收縮，它們往往遇熱膨脹，遇冷輕微收縮。因而，其制品并不總是如所期望的那樣留在模具的凸面上，而是滯留在表面積較大的模腔內(nèi)。

1、收縮率

雖然LSR并不會在模內(nèi)收縮，但它們在脫模和冷卻后，常常會收縮2.5%-3%。至于究竟收縮多少，在一定程度上取決于該膠料的配方。不過，從模具角度考慮，收縮率可能受到幾種因素的影響，其中包括模具的溫度、膠料脫模時的溫度，以及模腔內(nèi)的壓力和膠料隨后的壓縮情況。

注射點的位置也值得斟酌，因為膠料流動方向的收縮率通常比與膠料垂直流動方向的收縮率大一些。制品的外形尺寸對其收縮率也有影響，較厚的制品的收縮率一般要比較薄者小。如果需進行二次硫化，則可能再額外地收縮0.5%-0.7%。

2、分型線

確定分型線的位置是設(shè)計硅橡膠注壓模具的前幾個步驟之一。排氣主要是通過位于分型線上的槽溝來實現(xiàn)的，這樣的槽溝必經(jīng)處在注壓膠料最后到達的區(qū)域內(nèi)。這樣有助于避免內(nèi)部產(chǎn)生氣泡和降低膠接處的強度損失。

由于LSR粘度較低，分型線必須精確，以免造成溢膠。即便如此在定型的制品上還常能看見分型線。脫模受制品的幾何尺寸和分型面位置的影響。將制品設(shè)計成稍有倒角，有助于保證制品對所需的另一半模腔有一致的親合力。

3、排氣

隨著LSR的注入，滯留在模腔內(nèi)的空氣在模具閉合時被壓縮，然后隨著充模過程而通過通氣槽溝被排出?？諝馊绻荒芡耆懦?，就會滯留在膠料內(nèi)(這樣往往會造成制品部分露出白邊)。通氣槽溝一般寬度為lmm-3mm，深度為0.004mm-0.005mm。

在模具內(nèi)抽真空可創(chuàng)造最佳的排氣效果。這是通過在分型線上設(shè)計一個墊圈，并用真空泵迅速將所有的模腔抽成真空來實現(xiàn)的。一旦真空達到額定的程度，模具即完全閉合，開始注壓。

有些注射模壓設(shè)備容許在可變化的閉合力下操作，這使加工者可以在低壓下閉合模具，直到模腔的90%-95%被LSR充滿(使空氣更容易排出)，然后切換成較高的閉合力，以免硅橡膠膨脹而發(fā)生溢膠。

　4、注射點

模壓LSR時采用冷流道系統(tǒng)?？勺畲笙薅鹊匕l(fā)揮這種膠料的優(yōu)點，并可將生產(chǎn)效率提升至最高限度。以這么一種方式來加工制品，就不必去掉注膠道，從而避免增加作業(yè)的勞動強度，有時還可避免材料的大量浪費。在許多情況下，無注膠道結(jié)構(gòu)還可縮短操作時間。

膠料注射嘴由針形閥來作正向流控制，目前許多制造廠商可將帶氣控開關(guān)的注射嘴作為標準設(shè)備提供，并能將其設(shè)置在模具內(nèi)的各個部位。有些模具制造商專門研制出了一種開放式冷流道系統(tǒng)，其體積非常之小，以致要在極其有限的模具空間內(nèi)設(shè)置多個注射點(進而充滿了整個模腔)。這項技術(shù)在無需使膠注口分離的情況下，使大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)硅橡膠制品成為可能。

如果采用冷流道系統(tǒng)，那么重要的是在熱的模腔和冷的流道之間形成有效的溫度間隔。若流道太熱，膠料可能在注射前便開始硫化。但是若冷卻得太急，它就會從模具的澆口區(qū)吸收太多的熱，導致不能完全硫化。

對于用常規(guī)的注澆道(如潛入式澆道和錐形澆道)注射的制品，適宜采用小直徑注膠口加料(加料口直徑通常為0.2mm-0.5mm)來澆注。低粘度的LSR膠料如同熱塑性膠料一樣，平衡流道系統(tǒng)顯得十分重要，只有這樣，所有的模腔才會被膠料均勻地注滿。利用設(shè)計流道系統(tǒng)的模擬軟件，可以大大簡化模具的研制過程，并通過充模試驗證明其有效性。

　5、脫模

通過硫化的液體硅橡膠容易粘附在金屬的表面，制品的柔韌性會使其脫模困難。而LSR擁有的高溫撕裂強度能使之在一般條件下脫模，即使較大的制品也不會被損傷。最常見的脫模技術(shù)包括脫模板脫模、脫模銷脫模和氣力脫模。其它常見的技術(shù)有輥筒刮模、導出板脫模和自動御模。

使用脫模系統(tǒng)時，必須使其保持在高精度范圍內(nèi)。若頂推銷與導銷套之間的間隙太大，或者部件因長時間磨損而間隙變大，就可能造成溢膠。倒錐形或蘑菇形頂推銷的效果甚佳因為它允許采用較大的接觸壓力，便于改善密封性育旨。

　6、模具材料

模具托板常用非合金工具鋼(no.1.1730,DIN code C45W)制成,對干需承受170℃-210℃高溫的模具托板，考慮到抗沖擊性，應當用預回火鋼(no.1.2312,DINcode 40 CrMn-M oS 8 6)制造。對于設(shè)置模腔的模具托板，應采用經(jīng)氮化或回火熱處理的乙具鋼制造，以確保其耐高溫性能。

對填充量高的LSR，如耐油級LSR，推薦采用硬度更高的材料來制造模具，例如光亮的鍍鉻鋼或為此用途專門研制的粉末金屬(no.1.2379,DINcode X 155 CrVMo121)。設(shè)計高磨損材料模具時，應該將那些承受高磨擦的部件設(shè)計成可更換的形成，這樣就不用更換整個模具了。

模腔內(nèi)表面對制品的光潔度影響甚大。最明顯的是定型制品將同模腔表面完全吻合。透明制品用模具應采用拋光的鋼材制造。經(jīng)過表面處理的欽/鎳鋼耐磨性極高，而聚四氟乙烯(PTFE)/鎳則能使脫模更加容易。

7、溫度控制

一般來說，LSR的模壓以采用電加熱方式為宜，通常是采用帶形電熱器、筒形加熱器或加熱板加熱。關(guān)鍵的是要使整個模具的溫度場均勻分布，以促進LSR均勻固化。在大型模具上，是經(jīng)濟有效的加熱法當推油溫控制加熱。

用絕熱板包覆模具有利于減少熱損失。熱模任何部位的不適宜都可能使之在各操作工序之間遭受大的溫度波動，或造成跑氣。如果表面溫度降得過低，膠料固化速度就會減慢，這往往會使制品無法脫模，引起質(zhì)量問題。加熱器和分型線之間應保持一定的距離，以防止模板彎翹變形，在成品上形成溢膠毛邊。

若設(shè)計冷流道系統(tǒng)的模具，熱端和冷端之間必須確保完全隔開。可以采用特制的欽合金(如3.7165[TiA16V4])制造，這是因為與別的鋼材相比，其導熱性低得多。對于一個整體的模具加熱系統(tǒng)而言，隔熱板應設(shè)置在模具與模具托板之間，以使熱損失最小。

恰當?shù)脑O(shè)計和構(gòu)思可確保LSR注壓成型，在此模具十分重要。上述模具設(shè)計原則旨在使膠料充滿模腔，縮短固化時間，成品質(zhì)量上乘，產(chǎn)量高，從而使硅橡膠加工者獲得良好的經(jīng)濟效益。