固體矽膠在工業上是以水玻璃(矽酸鈉)為原料,在酸性介質中水解生成凝膠,然後經老化、洗滌、乾燥等過程製成矽膠,依據水含量的不同,為半透明或白色固體。成型時需要加硫化劑加快硫化成型時間,適合模壓成型工藝。
高溫硫化矽橡膠是最重要的有機矽產品之一。製備高溫硫化矽橡膠的原料通常有甲基乙烯基矽橡膠(簡稱生膠)、補強填料、結構化控製劑及各類助劑經過捏合、混煉並過濾而製得。 HTV一般是分子量為40萬至80萬的高聚合度聚矽氧烷,加入補強劑和各種添加劑進行混煉,添加劑包括填料、硫化劑(一般有的生膠不用過氧化物)、結構控製劑、改性劑等,然後混煉膠在模具中以5MPa左右的壓力,在120~130℃的高溫下進行加熱成型硫化10~30min,脫模後的製品再在烘箱中200~250℃下二次硫化24h。所以這類生膠稱高溫硫化矽橡膠。
HTV高溫矽橡膠是以高摩爾質量的線性聚二甲基(或甲基乙烯基、甲基苯基乙烯基、中基三氟內基等)矽氧烷為基礎聚合物,混入補強填料和硫化劑(有機矽氧化物)等,在加熱、加壓的下硫化成彈性體材料。
固態矽膠成型是原料是一塊塊固體的,通過混煉機混煉後,裁料機裁成產品和模具合適的大小以及厚度,後放入模具,壓力成型機下一定溫度模壓成型。脫模時和塑膠產品差不多的,也需要清理模具等。
固體矽膠是一種飽和型的高分子彈性材料,具有優良的耐高低溫性、耐紫外線、耐輻射、耐候、電絕緣、高透氣、生理惰性、低壓縮永久變形及耐疲勞性等,固體矽膠原料撕裂性能和彈性好還具有高效的加工性能,在雙二五硫化劑高溫下硫化成型,因此,矽橡膠在航空、航天、電子電氣、輕工、機械、建築、化工、醫學、日用品等方面得到了廣泛的應用。
一、優異特性
1、優良的耐高、低溫性能,能在-60℃至250℃下長期使用。
2、無毒,具有生理情性。
3、優良的電氣絕緣性能,且電氣性能在廣網的使用溫度、頻率的範圍內基本上保持不變,還有優良的耐電弧、電暈的性能;當抄入導電填料時,還具有優良的導電性。
4、優良的耐臭氧、耐氣候老化性能,特殊品種(如高苯基含量的高溫硫化矽橡膠)還具有優良的耐輻照性能。
5、優良的表面性能:防粘、硫水,特殊的品種(如氟矽橡膠)還具有優良的耐油、耐溶劑性能。
6、透氣性好,且具有選擇性透氣率。與其它有機合成橡膠不同,純矽橡膠的強度很低,必須混入補強填料、硫化劑、結構化控製劑及其它助劑,經混煉均勻製成混煉矽橡膠後,才能用一般橡膠的加工方法,如模壓、擠出、壓延等,在加熱加壓條件下加工成各種矽橡膠製品,這些硫化後矽橡膠製品的性能除與生膠結構、性能有關外,還與混煉矽橡膠的配方、混煉設備和工藝、加工工藝等有極大關係。
二、工藝流程
固態矽膠模壓成型工藝基本上大多產品都能夠生產,由於是採用模具熱成型工藝,所以只要能夠開發出模具的產品基本都可以生產,也是現在最為常見的一種生產工藝,產品在高溫200度左右的溫度下成型,一般機台能夠做到限度為600mm左右的產品,厚度在0.5mm左右。
生產工藝過程主要包括:原材料準備→煉膠→裁料→熱壓成型→硫化→檢驗→拆邊→後處理→檢驗→包裝
1、原材料:採購回來的矽膠原料都是成塊狀,一般是乳白色。這時原料不可以直接進行熱壓成型,需要添加硫化劑(催熟劑)才行;
在原材料準備過程中,配料必須按照配方稱量準確。為了使生膠和配合劑能相互均勻混合,需要對某些材料進行加工(比如產品有:顏色、夜光、熒光、熒粉、導電等還需要相應的添加色母等特殊要求;
2、煉膠:按產品要求將原料與硫化劑和所需的其他添加劑放在一起,經過練膠機混煉,一般煉膠時間在30分鐘左右(根據煉膠原料重量和滾筒間隙來定時間);
3、裁料:將練好的矽膠原料裁成矽膠的尺寸。將裁好的原料放在醒料架上靜置一段時間,一般的原料一般靜置時間在8小時左右(原料正反面都有PE膜保護,保證原料的清潔度);
4、熱壓成型:醒料時間到後,將裁好的膠料放在熱壓硫化機的模具裡面加熱、排氣、保壓、成型;
5、檢驗:對成型好後的產品進行產品檢驗,是否有髒污,是否有缺邊、缺料、產品不熟、產品破裂等不良狀況,將不良品挑選出來放置(不良品只能當廢料處理,不能在進行二次利用)將合格品送與下道工序;
6、拆邊:將合格品的毛邊清理乾淨;
7、後處理:如果產品需要進行後處理,如:表面噴油,印刷,雕刻等即將產品進行相應的加工;
8、檢驗:對產品進行最後一次檢驗,挑選出後端工序的不良品;
9、包裝:將良品按客戶要求進行包裝出貨。
三、高溫膠與低溫膠
HTV矽橡膠無論是高溫膠還是低溫膠,都必須要對其進行加溫才能成型,而高溫膠與低溫膠直接的區別只是加溫溫度的不同。 HTV高溫膠通常在成型過程中需要加溫至實測160℃左右,而HTV低溫膠在成型過程中只需加溫至90℃左右,兩者之間所用原料並無區別,只是所添加硫化劑不同。
HTV高溫膠因為硫化成型溫度較高,可以大大縮短成型所需的時間,大大提升產能,和減低矽橡膠產品成本。但在一些需要植入塑膠件、FPC、電路板一體包膠成型的矽橡膠產品中,如果成型溫度過高,極易將這些植入的零件損壞。而高溫膠因其硫化體系的限制,當溫度低至不損壞植入零件時,原料又難以硫化成型。
HTV低溫膠只需90℃左右的溫度即可完成硫化成型。而在此溫度下,幾乎所有的塑膠件、FPC、電路板等植入包膠成型的零件都可承受不損壞、變形。而且可實現與高溫膠接近的硫化時間。因此,低溫膠被灌封應用於矽膠包塑膠、矽膠包FPC、矽膠包電路板等需要包膠成型的矽橡膠產品中。