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有機矽熱門膠種認識,熱硫化矽橡膠製品的加工(gōng)及生產配合機(jī)製!

文章出處:廣(guǎng)東果冻传媒MC191蜜桃科技有限公司 人氣:-發表時間:2019-01-11

有機矽材(cái)質以及工藝不計其數,而至今所(suǒ)屬比較熱門的工藝以(yǐ)及(jí)膠種還是屬於熱硫化(huà)加工成型矽橡膠製品,如今在不同(tóng)行業之中很 多產品被矽橡膠材料所代替,而代替的因素很明了,主要還是因產品的特性和多方麵(miàn)的變化(huà)和獨有的性能調配,而矽橡(xiàng)膠製品材料 可分為多方麵功能以及(jí)工藝進行實(shí)際調配,所以對於工藝配合以及生產加工你有(yǒu)了解過嗎?


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熱硫化型矽橡膠是指相對分子(zǐ)質量高(40萬(wàn)~60萬)的矽橡膠。采(cǎi)用有機過氧化物作硫化劑,經過(guò)加熱使有(yǒu)機過氧化物分(fèn)解產生遊 離基,並與橡膠的有機側基形成交聯,從而獲得硫化膠。

 

  品(pǐn)種及特(tè)性

 

  熱硫化型矽橡膠是應用最早的一類橡膠,發展(zhǎn)至(zhì)今已有許多品(pǐn)種(zhǒng),按化(huà)學組(zǔ)成不同分(fèn)為以下(xià)7種:

 

  (1)二甲基矽橡膠

  二甲基(jī)矽橡(xiàng)膠(polydimethylsiloxanerubber)簡稱甲基矽橡(xiàng)膠,是矽橡膠中最老(lǎo)的品種。在-60~250℃溫度範圍內能保持良好彈性。由於存在硫化活性低、工藝(yì)性能差(chà)、厚(hòu)壁製品在二段硫化時易發泡、高溫壓縮變形 大等缺點,目前除少量用(yòng)於織物塗覆外,已被甲基乙烯(xī)基矽橡膠替代。

 

  (2)甲基乙烯基(jī)矽橡膠

 

  甲基乙烯基矽橡膠(methylvinylpolysiloxanerubber)簡稱乙烯基矽橡膠,是由二甲基矽氧烷(wán)與少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(de)引入使(shǐ)其硫化工藝(yì)及成品性能,特別是耐熱老化性和高溫抗壓縮變形 有(yǒu)很大改善。在矽橡膠生(shēng)產(chǎn)中,甲基乙烯基矽橡(xiàng)膠產量(liàng)最大、應用最廣、品種牌號最多,除大量應用的通用型膠料(liào)外,各種專用型 矽橡膠和(hé)具有(yǒu)加工特性的矽橡膠(如高強度矽橡膠、低壓縮(suō)永久(jiǔ)變形矽橡膠、導電矽橡膠、導(dǎo)熱矽橡膠以及不用二段硫化矽橡膠、 顆粒矽橡膠等)也都以其為基礎(chǔ)進(jìn)行加工(gōng)配合。

 

  (3)甲基乙烯基(jī)苯基(jī)矽橡膠

 

  甲基乙烯基苯基矽(guī)橡膠(jiāo)methylvinylphenylpolysiloxanerubber)簡稱苯基矽橡膠,是在乙烯基矽橡膠的分子鏈中引(yǐn)入二苯 基矽氧烷鏈(liàn)節(或甲基苯基矽氧烷鏈節)而製成的。當苯基摩爾分數為0.05~0.10時,統稱為低苯基矽橡膠,此時(shí),橡膠的硬化溫 度降到最低值(-115℃),使其具有最佳的耐(nài)低溫性能,在(zài)-100℃以下仍具有彈性。隨著苯基摩爾分數的增大,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(xiàng)膠,具有耐燃特點。苯基摩爾分數在0130以上時,統稱為高苯基矽(guī)橡膠,具有 優良的耐輻射(shè)性能。苯基矽橡膠應用在要求耐(nài)低溫、耐燒(shāo)蝕、耐高能輻射、隔熱等場合(hé)。中苯基和高苯基矽橡膠由於加工困難,物 理(lǐ)性能較差,生產和應(yīng)用受到(dào)一定(dìng)限製。

 

  (4)甲基乙烯基三(sān)氟丙基矽橡膠

  甲基乙烯基三氟(fú)丙基矽橡膠(methylvinylrtrifluoropropylpolysiloxanerubber)簡稱(chēng)氟矽橡膠(fluorosilicorubber), 是在乙烯基矽橡膠的(de)分子鏈中引入氟代烷基(一(yī)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 化烴類溶劑,石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓(yā)油以及某些合成油,其工作溫度範圍為-50~250℃,在常溫和高溫下穩定性較好 。

 

  (5)亞(yà)苯基矽橡膠和亞苯醚基矽橡膠

  亞苯基矽橡膠和亞苯醚基矽橡膠(phenylenepolysiloxanerubberandphenylatylenesiliconerubber)是在分子鏈中含有(yǒu)亞苯 基或苯醚基(jī)鏈節的(de)新品種矽橡膠,是為適(shì)應核動力裝置和導航技術的要求而發展起來的(de),其主要特性(xìng)是拉伸(shēn)強度較高,耐γ射線、 耐(nài)高溫(300℃以上),但耐(nài)寒性不如低(dī)苯基(jī)矽橡膠。

 

  (6)腈矽橡膠

  腈矽橡膠(jiāo)(nitrilsiliconerubber)主要是在分子鏈中引入含有甲基-β-腈乙基矽氧鏈節或甲基-γ-腈丙基矽氧鏈節的一種彈 性體,其主要特點與氟矽橡膠相似,即耐油、耐溶劑並具有良好的耐低溫性(xìng)能。但由於在聚合(hé)條件下存在引起腈基(jī)水解的因素,因 此生膠的重複性差,其應用發(fā)展受到一定(dìng)限製。

 

  (7)矽(guī)硼橡膠(jiāo)

  矽硼橡(xiàng)膠(boronsiliconerubber)是在分子主鏈上含有十硼(péng)烷籠(lóng)形結構的一類新型矽橡膠,具有高度(dù)的耐熱老化性,可在400 ℃下長期工作,在420~480℃下可連續工作幾小時,而在-54℃下仍能保持彈性。適於在高速飛機及(jí)宇宙飛船中作密封材料。美國 在60年代末已有矽硼橡(xiàng)膠商品(pǐn)係(xì)列牌號,但70年(nián)代以後(hòu)很少報道,其主要原因可能是膠料的工藝性(xìng)能和硫化膠的彈性都很差,而且 碳硼的合(hé)成十分複雜,毒性大,成本昂貴。

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  熱硫化型矽橡膠產品以生膠或硫化膠形(xíng)式出售,一般配製成具有各種特性的膠料供用(yòng)戶選擇,按特性不同可分成(chéng)下列幾類:

 

  (1)通用型(一(yī)般強度型)。由乙烯基矽橡膠與補強劑(jì)等組(zǔ)成,硫化膠物理性能屬中等,是用量最大(dà)、通用性最強的一類膠 料(liào)。

  (2)高(gāo)強度型。采用乙烯基矽橡(xiàng)膠或(huò)低苯基(jī)矽橡膠,以比(bǐ)表(biǎo)麵積較大的氣相法白炭黑或經過改(gǎi)性處理(lǐ)的白炭黑(hēi)作補強劑,並 通過加(jiā)入適宜(yí)的加工助劑和特殊添加劑等綜合性配合改(gǎi)進措施,改進交聯結構,提高(gāo)撕裂強度。

  (3)耐高溫型。采用乙烯基矽橡膠(jiāo)或低苯基矽橡(xiàng)膠,補強(qiáng)劑的種類和耐(nài)熱添加劑經適當選擇,可製(zhì)得耐300~350℃高溫的矽 橡膠。

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

  (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(yòng)的(de)有機過(guò)氧化(huà)物作硫(liú)化劑,當壓縮率為30%時,在150℃下壓 縮24~72h後的永久變形為7.0%~15%(普通矽橡膠為20%~30%)。

  (6)電線(xiàn)、電纜型。主要采(cǎi)用乙烯基(jī)矽橡膠,選用電絕緣性能(néng)良好的氣相法白炭黑為補強劑,具有良好的擠(jǐ)出工(gōng)藝性能。

  (7)耐油、耐溶劑(jì)型。主要采用氨矽橡膠,一般分為通用型(xíng)和高強度型兩(liǎng)大類。

  (8)阻燃型。采用乙烯基矽橡(xiàng)膠,添加含鹵或鉑化合物作阻燃(rán)劑組成的膠料,具有良好的抗燃性。

  (9)導電型,采(cǎi)用乙烯基矽橡膠,以乙炔炭黑或金屬粉末作填料,選(xuǎn)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(yǐ)烯基矽橡膠中(zhōng)加入具有一定熔融溫度或軟化溫度的熱塑(sù)性(xìng)材料,矽橡膠膠料的熱(rè)收縮率可(kě)達(dá)35%~50%。

  不用二(èr)段硫化型(xíng)。采(cǎi)用乙烯基質量分數較高的乙烯(xī)基矽橡膠,通過控(kòng)製生膠和配合劑的pH值,加入特殊添加劑製得。

  (11)海(hǎi)綿型。在乙烯基矽橡膠中加入亞硝(xiāo)基化合物、偶(ǒu)氮和重氮化合物等有機發泡劑,可製得發泡均勻(yún)的海綿。

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  除此之外(wài),國外尚有導(dǎo)熱型矽橡膠、熒光型矽橡膠及醫用級(jí)矽橡膠製品等品種出售。

 

  隨著矽膠用途的不斷開發,膠料的品種牌(pái)號日漸增多,過(guò)多的牌號會造成生產、貯運和銷售(shòu)工作的混亂。有些矽橡膠廠家已相應地將多個品種(zhǒng)分成幾種(zhǒng)典型的基礎膠和幾種特性(xìng)添加(jiā)劑(包括顏料、硫化劑等(děng))出售,使(shǐ)用者根據(jù)需要,按一定配方和(hé)混合技術分別配伍,即得最終矽膠產品。這種方(fāng)法不但使品種簡單明了,而且生(shēng)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,一般隻(zhī)需有5~6個組分即可組成實用配(pèi)方。配方設計應 考慮(lǜ)以下幾點:

  (1)矽橡膠為飽和度高的生膠,通(tōng)常不能用(yòng)硫黃(huáng)硫化,應采用有機過氧化物作硫化劑,因此膠料中不得含有能與過(guò)氧化物分 解產(chǎn)物發生(shēng)作用的活性(xìng)物質(如槽法(fǎ)炭黑、某些有機促進劑(jì)和防老劑等),否則會影響硫化。

  (2)矽橡膠製品(pǐn)一般在高(gāo)溫下使用,其配合(hé)劑應在高溫下保持穩定,通常選用無機氧化物作為補強劑。

  (3)矽橡膠在微量酸或堿等(děng)化學(xué)試劑的作用下易引(yǐn)起矽氧烷鍵的裂解和重排,導致矽橡膠耐熱(rè)性的降(jiàng)低。因此(cǐ)在選用配合劑 時必須考慮其酸堿性及過氧(yǎng)化物分解(jiě)產物的酸性,以免影響硫化膠的性(xìng)能(néng)。

 

  生膠的選擇

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

 

  硫化劑和硫化(huà)機(jī)理

  硫化劑

  用於熱硫化矽橡膠的硫化劑主要包括有機(jī)過氧(yǎng)化物、脂肪族偶氮化合(hé)物、無機化合物和高能射線等,其中最常用(yòng)的是(shì)有機過氧 化物。這是因為有機過氧化物一般在(zài)室溫下(xià)比較穩(wěn)定,但在較高的(de)硫化溫度下(xià)能迅(xùn)速分解產生自(zì)由基,從而使矽橡膠產生交聯。矽 橡膠常用硫化劑如表(biǎo)3所示。

 

  這(zhè)些過氧化物按(àn)其(qí)活(huó)性高低可以分為(wéi)兩類:一類是通用型,活性較高,對各種矽橡膠均能起(qǐ)硫化作用;另一類是乙烯基(jī)專(zhuān)用型(xíng) ,因其活性較低,僅能夠對含乙烯基的(de)矽橡膠起硫化作用。

 

  過氧化(huà)物的用量受生膠(jiāo)品種、填料類型和用量、加工工藝(yì)等多種因素的影響,隻要能達到(dào)所需(xū)的交聯度,應盡量少用硫化(huà)劑。 對於乙烯(xī)基矽橡膠(乙(yǐ)烯基摩爾分數為(wéi)0.0015)模壓製品用膠料(liào)來說,各種過氧化(huà)物常用用量範圍如下(以(yǐ)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增大,過氧化物用量應減小。膠漿、擠出製品膠料及膠粘劑(jì)用膠料中過氧化物用量應(yīng)比模壓用膠料中(zhōng)的 大。某些場合下采用兩種過氧化(huà)物並用,可減小硫化劑用量,並可適當降低硫化溫度,提高硫化效應。

 

  硫化機理

  矽橡膠以過氧化(huà)物硫化時,過氧化物對矽橡膠的交聯是在兩個(gè)活化的甲基或乙烯基之間(jiān)通過自由基反應進行的。二(èr)甲(jiǎ)基矽橡膠 的交聯按下列反應式進行:

 

  乙烯基矽橡(xiàng)膠的交聯按下列反應式(shì)進行:

  矽橡膠(jiāo)除常用上述(shù)過氧化物硫化外,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,當生(shēng)膠(jiāo)中的乙烯(xī)基(jī)摩(mó) 爾分數較高(gāo)(0.01)或與其它橡膠並用時,也可以用硫黃硫化,但性能極差(chà)。

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  補強劑及相關的機理

  未經補強的矽橡膠硫化膠強(qiáng)力很低,隻有0.3MPa左(zuǒ)右,沒有實際使用價值。加入適當的補強劑可使矽橡膠硫化膠的強度達(dá)到 3.9~9.8MPa,這對提高矽橡膠的性能(néng),延(yán)長製品的使(shǐ)用壽命是極其重要的。矽橡膠補強填充劑的選擇(zé)要考慮(lǜ)到(dào)矽橡(xiàng)膠的高溫使用及 用過氧化物硫化(特別是用(yòng)有(yǒu)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(àn)其補強效果(guǒ)的不同可分為補強性填充劑和弱補強(qiáng)性填充劑,前者(zhě)的粒徑為10~50nm,比表麵(miàn)積為70~ 400m2·g-1,補強效果較(jiào)好;後者粒(lì)徑為300~1000nm,比表麵積在30m2·g-1以下(xià),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(tàn)黑和沉澱法白炭(tàn)黑。氣(qì)相法白炭黑為矽橡 膠最(zuì)常用的補強劑之一,由它(tā)補強的膠料其硫化膠(jiāo)的(de)機械強度高、電性能(néng)好,並可與其它(tā)補(bǔ)強劑或弱補(bǔ)強劑並用,製備不同使用要 求的膠料(liào)。

 

  與(yǔ)用(yòng)氣相法(fǎ)白炭黑補強的(de)矽橡膠膠料相比,用沉澱法白炭(tàn)黑補強的膠料機械強度稍低,介電(diàn)性能(特別是受潮後的介電性能) 較差,但耐熱老化性能較好(hǎo),混煉膠的成本低。對製品(pǐn)的(de)機械(xiè)強(qiáng)度要求不高時,可單獨使用沉(chén)澱法白炭黑或與氣相法白炭黑並用。

 

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

 

  弱補強填充劑

  弱補強填充劑也可稱作惰(duò)性填料,對(duì)矽橡膠補強作(zuò)用(yòng)很小,它們在(zài)矽橡膠中一般不單獨使用,而是與(yǔ)白炭黑並用,以調節矽(guī)橡(xiàng) 膠的硬度(dù),改善膠料的工藝性能和硫化膠的耐油性能及耐溶劑性(xìng)能,降低膠料的成(chéng)本。常用的弱(ruò)補強(qiáng)劑(jì)有矽藻土、石英(yīng)粉、氧化鋅 、三氧化二鐵、二氧化鈦(tài)、矽酸鋯和(hé)碳酸鈣等。

 

 

 

  矽(guī)橡膠常用補強劑的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(tàn)黑補強的矽橡膠膠料(liào)貯存過程(chéng)中會變硬,塑性值下降,逐漸失去(qù)加工工藝性能,這種現象稱作結構化效(xiào)應 。為防止和減弱這種結構化傾向而加入的(de)配合劑稱為結構控製(zhì)劑。結構控製劑通常為含有羥基或(huò)硼原子的低分子有機矽化 合(hé)物,常用的有二苯基矽二醇、甲基苯基二乙氧(yǎng)基矽烷、四(sì)甲基亞(yà)乙基二(èr)氧二甲(jiǎ)基(jī)矽烷、低(dī)分子羥基矽(guī)油及矽(guī)氮烷(wán)等。

 

  (2)耐熱添加劑

  加入某(mǒu)些金屬氧化物或其鹽以及某些元素的有機化合物,可大大改善矽橡膠的熱(rè)空氣老化性能,其中最常用的為三氧化二鐵, 一般用量為3~5份;其它(tā)如錳、鋅、鎳(niè)和銅等金屬(shǔ)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(gāo)耐熱性 的作用。通常在(zài)250~300℃的(de)溫度範圍內進行熱空氣(qì)老化,才能顯(xiǎn)示出這些添加劑的(de)作用。

 

  (3)著色劑

  矽(guī)橡膠常用著色劑如下:

  氧化鐵(三(sān)氧化二鐵) 紅色

  鎘黃(huáng)(二氧化鎘) 黃色

  鉻綠(lǜ)(三氧化二鉻) 綠色

  炭黑 黑色

  鈦白(二氧化(huà)鈦) 白色

  群青 藍色

 

  (4)其它

  在製備矽(guī)橡膠海綿製品時(shí)必須加入發泡劑,矽橡膠常用的發泡劑有N,N2二亞硝基五亞甲基四胺(àn)和偶氮(dàn)二甲酰(xiān)胺等。橡膠(jiāo)膠料中(zhōng) 加入少量(一(yī)般少於1份)四氟乙烯粉(fěn),可改善膠料的壓延工藝(yì)性能及成膜性,提高(gāo)硫化膠的撕裂強度。硼(péng)酸酯和含硼(péng)化合物能使 矽橡(xiàng)膠硫(liú)化膠具有自粘性。采用比表麵積較大的(de)氣相法白炭(tàn)黑補強時,加入少量(3~5份,乙烯(xī)基質量分數一般(bān)為0.10左右)高(gāo)乙 烯基矽油,膠料經硫(liú)化後(hòu),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(gōng)

  矽橡膠可采用普通橡膠加工設(shè)備進行加工,但應注(zhù)意:①加工過(guò)程保持清(qīng)潔,不能混有其它橡膠、油汙或(huò)雜質,否則會影響矽 橡膠的硫化(huà)及性(xìng)能;②矽膠製品需在烘箱中進行較(jiào)長時(shí)間熱空氣二段硫化,以改(gǎi)善硫化膠(jiāo)的性(xìng)能。

 

    混煉

  矽橡膠(jiāo)生膠比較柔軟,具(jù)有一(yī)定的可塑(sù)性(xìng),可不經塑煉而直(zhí)接采用開煉機或密(mì)煉機進行混煉(liàn)。混煉方法可有以下幾種:

 

  (1)開(kāi)煉機混煉

  雙輥開煉機輥筒速比(bǐ)以(1.2~1.4)∶1為宜,快輥在後,較高的速比導致較快的混煉(liàn),低速比可使膠片光滑。輥筒必須通有 冷(lěng)卻水,混煉溫(wēn)度(dù)宜在40℃以下,以防止(zhǐ)焦燒或硫化劑的(de)揮發損失。混煉時開始輥距較小(1~5mm),然後逐步增大(dà)。加料和操作 順序:生膠(包輥)-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-返煉-硫化劑-薄通-停放過夜(yè)-返煉- 出(chū)片。膠料也可(kě)不經烘箱熱處理,在加(jiā)入耐熱助劑後,加入硫化劑再薄通(tōng),停放過夜返煉,然後再停放數天(tiān)返煉出片(piàn)使用。混煉時 間為20~40min。

 

  矽橡膠在加入煉膠機時包慢輥(前輥),混煉(liàn)時則很快包快輥(後輥),煉膠時必須能兩(liǎng)麵操作。由於矽橡(xiàng)膠膠料比較(jiào)軟,混 煉時可用普通膩子刀操作,薄通時不能像普通橡(xiàng)膠那樣拉下薄片,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,應采用活動膠板。氣相法白炭黑易飛揚(yáng),對人體有害,應采取相應的保護措施。如果在混 煉(liàn)時直接使用粉狀過氧化物,必須采取防爆措施,最好使用膏狀過氧化物。

 

  (2)密煉機混煉

  用實(shí)驗(yàn)室2L密煉機(jī)混煉時,混煉時間為6~16min。混煉無特殊困難。當裝料係數為0.74時,采用Φ160mm開(kāi)煉機混煉也(yě)能正常 進行。排料溫(wēn)度與補強填充劑的類型有關,當采用弱補強性填充劑和沉澱法白炭黑時,排(pái)膠(jiāo)溫度在50℃以下;當(dāng)使用氣相法(fǎ)白炭黑 時排膠溫度為70℃左(zuǒ)右。

 

  (3)膠料停放和返煉

  矽橡膠膠料混煉結束後,停(tíng)放時間應不少於24h,以(yǐ)使各種配合劑(特別是結構控製劑)能與生膠充分起作用(yòng)。停放後膠料變硬 ,塑(sù)性值下(xià)降,使用前必須進行返煉。返煉采(cǎi)用開煉機(jī),開始時輥距較大(3~5mm),此時膠料較(jiào)硬,表麵呈(chéng)皺紋狀(zhuàng),包在前輥上 。隨著返煉時間的延長,膠料逐漸變軟;慢慢縮小輥距(0.25~0.5mm),膠料很(hěn)快(kuài)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,膠片表麵有皺紋;返煉過度,則膠料發粘而粘輥。返(fǎn)煉溫度一般控製在室溫。

 

  擠出

  矽橡膠一(yī)般比較柔軟,擠出效(xiào)果較好,易於操作,可擠出各種不同形狀和尺寸的製品(pǐn),其加工設備和工具基(jī)本上與普通橡(xiàng)膠相(xiàng) 似。

  出機一般是用Φ30Φ65mm的單螺紋(wén)螺杆,長徑比為(10~12)∶1效果較好。擠出時盡量保持低(dī)溫,以不超過40℃為宜,故 機筒和螺杆均須通(tōng)冷卻水。對質量要求較高的產品可在靠近機頭部(bù)分加裝(zhuāng)80~140目濾網,以除(chú)去膠料中的雜質,改善擠出質(zhì)量。

 

  矽橡膠擠出半(bàn)成品柔軟而易變形,因此必須立(lì)即進行(háng)硫化。最常用的方法是熱空氣連續硫化;電(diàn)線、電纜工業通常用高壓蒸汽 連續硫化。如在擠出後不能連續硫化,為防止變形,擠出後應立即用圓盤、圓鼓或輸(shū)送帶接取,用滑石粉隔離(lí)以免相互粘結。若發 現(xiàn)膠料過軟而不適於擠出時,可在膠料中再混入3~5份氣相法白炭黑。

 

  用於擠(jǐ)出的膠料配方,其硫化劑(jì)用量應比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(jiāo)達到(dào)相同(tóng) 擠出速度時,應采(cǎi)用(yòng)較高的螺杆轉速。

 

  壓延

  壓延機一般采用立式三輥壓延機。用於生產膠片時,中輥是固定的,中輥轉速比上輥快,速比為(1.1~1.4)∶1,下輥的轉速 和(hé)中輥相(xiàng)同。當壓延機開動時,上輥溫度為50℃,中輥應保持為室溫,下輥用冷卻(què)水冷卻。壓延速度一(yī)般為60~7500px·min-1,不 宜過快(kuài),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續(xù)操作。

 

  當三輥壓延機用於矽橡膠貼膠和擦膠時,織物替代了墊布(聚酯薄膜)在中(zhōng)輥和下輥之間通過。三輥壓延機隻適用於單麵覆膠 ,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程度,最好在煉膠機上(shàng)先不充分返煉,以期在壓延過程中獲得足夠返煉,這樣可以避免膠 料在壓延過程中因返煉過度而粘輥。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(gōng)藝性能較好。

 

  塗(tú)膠

  塗膠是指把矽(guī)橡(xiàng)膠膠漿用(yòng)浸漿或刮漿的方法均勻(yún)分(fèn)布在織物上用以改進薄(báo)膜製品的強力和屈撓性能,使織物(wù)耐潮,以製造耐高 溫的電絕緣材料等。

 

  (1)膠漿製備

  供製(zhì)膠漿用的矽橡膠(jiāo)膠料(liào)其硫化劑多采(cǎi)用過(guò)氧化二苯甲酰(BP),用量比一般模型(xíng)製品(pǐn)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(liàng),采用甲苯或(huò)二(èr)甲苯等揮發(fā)性溶劑。

  混煉膠經充分(fèn)返煉後下薄片,然後剪成小塊,置於溶劑中浸泡過夜,采用攪拌機(jī)或混合器進(jìn)行攪拌,製成固形物質量(liàng)分數為 0.15~0.25的膠(jiāo)漿。膠漿應保存在40℃以下的環境(jìng)中。

 

  (2)織物預處理

  矽橡膠塗膠用的底層織物一般采(cǎi)用玻璃布、尼龍和聚酯等。其中玻璃(lí)布因具有(yǒu)耐熱性好、強(qiáng)度高和吸濕性(xìng)低(dī)等特點應(yīng)用較(jiào)多。 玻璃纖維在拉絲過程中薄膜塗有石蠟潤滑劑(占(zhàn)織物質量的0.2%~0.5%),在硫化(huà)溫(wēn)度下易揮發,影(yǐng)響膠料與織(zhī)物的結(jié)合,必須在 塗膠前進(jìn)行脫蠟。尼龍和聚酯的(de)熱變形較大(dà),影響橡膠和織物的結合,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(chù)理,尼龍的處理溫度為170~175℃,聚酯處理溫度為215~220℃。

 

  (3)塗膠(jiāo)

  織物經預處理後(hòu),還(hái)要進行表麵膠粘劑處理,然後(hòu)才可塗膠。膠粘劑(jì)是一種由烷氧基矽烷、硼酸(suān)酯、硫(liú)化劑和溶劑(jì)(乙酸乙酯 或乙醇)組成的溶液。

  織物經(jīng)膠粘劑表麵處理後,即可用(yòng)塗膠機將膠漿均(jun1)勻塗在織物上,然後經幹(gàn)燥、硫化即成。硫化一般分兩段進行:一段(duàn)溫度為 120~130℃,二段溫度為230℃。塗層的厚度可以(yǐ)通(tōng)過改變膠液的粘(zhān)度或調節織物通過塗膠槽(cáo)的速度(dù)來控製。

 

  粘(zhān)合

  矽(guī)橡膠(jiāo)能與很多材料,包括金屬、塑料、陶瓷(cí)、纖維、矽橡膠本身以及其它一(yī)些橡膠粘合(hé),采(cǎi)用能與矽橡膠本身同時硫化的膠 粘劑可使矽橡膠與(yǔ)被塗層之間(jiān)獲得最好粘合。

 

  矽橡膠硫(liú)化膠之間的粘合一(yī)般采用膠粘劑。常用膠粘劑(jì)配方舉例如下(xià):乙烯(xī)基矽橡膠 100;氣相法白炭黑 35;三氧化二鐵(tiě)  5;硼酸正丁酯 3;膏狀硫化劑DCBP 3。

 

   硫化

  矽橡膠硫化工藝不是一次完成,而是分兩個階(jiē)段進行的(de),膠料在加壓下(如模壓硫化、硫化罐直接蒸(zhēng)汽硫化等)或常壓下(xià)(如 熱空氣連續硫化)進行加熱定型,稱為一段硫化(或定型硫化);在烘箱中高溫硫化,以(yǐ)進一步穩定硫化膠各項物理性能,稱為二 段硫(liú)化(或後硫化)。

 

  (1)一段硫化

  ①模型製品硫化。可采用(yòng)平板硫化、傳遞模壓硫化和注(zhù)壓(yā)硫化。硫化(huà)條件如表6所示。

  矽橡膠製品硫化時,一般不使用脫(tuō)模劑,應迅速裝料、合模、加壓,否則容易焦燒,特別是(shì)含(hán)有硫化劑(jì)BP和DCBP的膠料。傳遞 模壓硫化是一種加工矽橡膠膠料應用較(jiào)廣泛的工藝,與每模單(dān)孔的平板硫化(huà)比較(jiào),其優點是加工周期短,並能硫化(huà)複雜的特別是帶 有插入物和銷釘的橡膠件(jiàn)。與注壓硫(liú)化比較,設(shè)備成本較低。

 

  注壓硫化模製品,可提高勞動生(shēng)產率,降低勞動強度,同時還(hái)可以減小過氧化(huà)物的(de)用(yòng)量,提高製品的抗撕裂性能,改善壓縮永 久變形性能,但製品收縮率較大。

  ②擠出製(zhì)品的硫化。可采用蒸(zhēng)汽加壓硫(liú)化、熱空氣連續硫(liú)化、液(yè)體硫化槽連(lián)續硫化、鼓式硫化和輻射硫化等方(fāng)法。前3種(zhǒng)方法 較常用。

 

  (2)二段硫化

  矽橡(xiàng)膠製品經過一段硫化後,有些低分子物質(zhì)存在於硫化膠中,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,經過一段硫化後,其硫化劑分解(jiě)的(de)酸性物(wù)質量,將增大海綿孔的孔度,降低密度;增大硫化劑的(de)用量將縮小海綿孔的孔 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響。

 

  發泡

  在矽橡膠(jiāo)膠料中加入(rù)發泡劑,然後在受壓狀(zhuàng)態下加熱硫化使橡膠發(fā)泡(pào),可製得矽(guī)橡膠海綿。但必須(xū)注意以(yǐ)下幾個問題。

 

  (1)應選用其分(fèn)解產物不影響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(děng),其分解產(chǎn)物在二段硫化中 除去。

  (2)適當控製硫化劑和發泡劑的用量,以使發泡速度與硫化速(sù)度相匹配。增大發泡劑的(de)用量,將增大海綿孔的孔度,降低密 度;增(zēng)大硫(liú)化劑的用量將縮小海綿孔的孔度,增大(dà)密度(dù),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。

  (3)硫化劑適(shì)當並用可較好地控製海綿孔度和密度。通常硫化劑DBPMH與BP或TBPB與DCBP並用(yòng)效果較好。

  (4)可(kě)采用(yòng)2號氣相法白炭黑或2號氣相法白炭黑與沉澱法白(bái)炭黑並用作補強劑。應嚴格控製膠料的塑性(xìng)值,塑性值過大,發 孔(kǒng)時(shí)易造成過度膨脹,形成粗燥的開孔結構,甚至很多孔破裂;塑性值過(guò)小,則發孔不足,產品較硬。采用弱補強性填充劑的膠料(liào) 比較容(róng)易控製(zhì)塑性(xìng)值,返煉(liàn)的膠料最好當天使用。

  (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(yǐ)分散,可先製成生膠/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(yì)去除膠料中的氣泡,防止破壞海綿結構。

 

  用於模壓海綿製品的膠料,經(jīng)混煉出片後(hòu),應(yīng)根據模具規格進行裁(cái)料,並在表麵塗隔(gé)離(lí)劑,以備入模硫化。一般用(yòng)滑石粉作(zuò)隔 離劑,也可用白炭黑。

  矽(guī)橡(xiàng)膠海綿模(mó)型製品的定型硫化有兩種(zhǒng)方法:一種是一(yī)步(bù)法(fǎ),即膠料在(zài)模具(jù)中一次發孔(kǒng)成一定形狀和尺寸的海綿,二段硫(liú)化不 再發孔;另一種是兩步法,即先使膠料在模具中(zhōng)進(jìn)行短時間硫化,使其初(chū)步發孔並恰好形成(chéng)一層表麵,然後置(zhì)於烘箱中再發孔成(chéng)一 定(dìng)形狀和尺寸。對海綿薄板來說,前(qián)一種的硫化時間通常為15~20min,後一種的(de)硫(liú)化(huà)時間一般在5min之內。


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