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      有機硅熱門膠種認識,熱硫化硅橡膠制品的加工及生產配合機制!

      文章出處:廣東帝博科技有限公司 人氣:-發表時間:2019-01-11

      有機硅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還是屬于熱硫化加工成型硅橡膠制品,如今在不同行業之中很 多產品被硅橡膠材料所代替,而代替的因素很明了,主要還是因產品的特性和多方面的變化和獨有的性能調配,而硅橡膠制品材料 可分為多方面功能以及工藝進行實際調配,所以對于工藝配合以及生產加工你有了解過嗎?


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      熱硫化型硅橡膠是指相對分子質量高(40萬~60萬)的硅橡膠。采用有機過氧化物作硫化劑,經過加熱使有機過氧化物分解產生游 離基,并與橡膠的有機側基形成交聯,從而獲得硫化膠。

       

        品種及特性

       

        熱硫化型硅橡膠是應用最早的一類橡膠,發展至今已有許多品種,按化學組成不同分為以下7種:

       

       ?。?/span>1)二甲基硅橡膠

        二甲基硅橡膠(polydimethylsiloxanerubber)簡稱甲基硅橡膠,是硅橡膠中最老的品種。在-60~250℃溫度范圍內能保持良好彈性。由于存在硫化活性低、工藝性能差、厚壁制品在二段硫化時易發泡、高溫壓縮變形 大等缺點,目前除少量用于織物涂覆外,已被甲基乙烯基硅橡膠替代。

       

       ?。?/span>2)甲基乙烯基硅橡膠

       

        甲基乙烯基硅橡膠(methylvinylpolysiloxanerubber)簡稱乙烯基硅橡膠,是由二甲基硅氧烷與少量乙烯基硅氧烷共聚而成 ,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,特別是耐熱老化性和高溫抗壓縮變形 有很大改善。在硅橡膠生產中,甲基乙烯基硅橡膠產量最大、應用最廣、品種牌號最多,除大量應用的通用型膠料外,各種專用型 硅橡膠和具有加工特性的硅橡膠(如高強度硅橡膠、低壓縮永久變形硅橡膠、導電硅橡膠、導熱硅橡膠以及不用二段硫化硅橡膠、 顆粒硅橡膠等)也都以其為基礎進行加工配合。

       

       ?。?/span>3)甲基乙烯基苯基硅橡膠

       

        甲基乙烯基苯基硅橡膠methylvinylphenylpolysiloxanerubber)簡稱苯基硅橡膠,是在乙烯基硅橡膠的分子鏈中引入二苯 基硅氧烷鏈節(或甲基苯基硅氧烷鏈節)而制成的。當苯基摩爾分數為0.05~0.10時,統稱為低苯基硅橡膠,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-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時統稱為中苯基硅橡膠,具有耐燃特點。苯基摩爾分數在0130以上時,統稱為高苯基硅橡膠,具有 優良的耐輻射性能。苯基硅橡膠應用在要求耐低溫、耐燒蝕、耐高能輻射、隔熱等場合。中苯基和高苯基硅橡膠由于加工困難,物 理性能較差,生產和應用受到一定限制。

       

       ?。?/span>4)甲基乙烯基三氟丙基硅橡膠

        甲基乙烯基三氟丙基硅橡膠(methylvinylrtrifluoropropylpolysiloxanerubber)簡稱氟硅橡膠(fluorosilicorubber), 是在乙烯基硅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,對于脂肪族、芳香族和氯 化烴類溶劑,石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓油以及某些合成油,其工作溫度范圍為-50~250℃,在常溫和高溫下穩定性較好 。

       

       ?。?/span>5)亞苯基硅橡膠和亞苯醚基硅橡膠

        亞苯基硅橡膠和亞苯醚基硅橡膠(phenylenepolysiloxanerubberandphenylatylenesiliconerubber)是在分子鏈中含有亞苯 基或苯醚基鏈節的新品種硅橡膠,是為適應核動力裝置和導航技術的要求而發展起來的,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硅橡膠。

       

       ?。?/span>6)腈硅橡膠

        腈硅橡膠(nitrilsiliconerubber)主要是在分子鏈中引入含有甲基-β-腈乙基硅氧鏈節或甲基-γ-腈丙基硅氧鏈節的一種彈 性體,其主要特點與氟硅橡膠相似,即耐油、耐溶劑并具有良好的耐低溫性能。但由于在聚合條件下存在引起腈基水解的因素,因 此生膠的重復性差,其應用發展受到一定限制。

       

       ?。?/span>7)硅硼橡膠

        硅硼橡膠(boronsiliconerubber)是在分子主鏈上含有十硼烷籠形結構的一類新型硅橡膠,具有高度的耐熱老化性,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。適于在高速飛機及宇宙飛船中作密封材料。美國 在60年代末已有硅硼橡膠商品系列牌號,但70年代以后很少報道,其主要原因可能是膠料的工藝性能和硫化膠的彈性都很差,而且 碳硼的合成十分復雜,毒性大,成本昂貴。

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        熱硫化型硅橡膠產品以生膠或硫化膠形式出售,一般配制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:

       

       ?。?/span>1)通用型(一般強度型)。由乙烯基硅橡膠與補強劑等組成,硫化膠物理性能屬中等,是用量最大、通用性最強的一類膠 料。

       ?。?/span>2)高強度型。采用乙烯基硅橡膠或低苯基硅橡膠,以比表面積較大的氣相法白炭黑或經過改性處理的白炭黑作補強劑,并 通過加入適宜的加工助劑和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。

       ?。?/span>3)耐高溫型。采用乙烯基硅橡膠或低苯基硅橡膠,補強劑的種類和耐熱添加劑經適當選擇,可制得耐300~350℃高溫的硅 橡膠。

       ?。?/span>4)低溫型。采用低苯基硅橡膠,脆性溫度達-120℃,在-90℃下仍具有彈性。

       ?。?/span>5)低壓縮永久變形型。主要采用乙烯基硅橡膠,以乙烯基專用的有機過氧化物作硫化劑,當壓縮率為30%時,在150℃下壓 縮24~72h后的永久變形為7.0%~15%(普通硅橡膠為20%~30%)。

       ?。?/span>6)電線、電纜型。主要采用乙烯基硅橡膠,選用電絕緣性能良好的氣相法白炭黑為補強劑,具有良好的擠出工藝性能。

       ?。?/span>7)耐油、耐溶劑型。主要采用氨硅橡膠,一般分為通用型和高強度型兩大類。

       ?。?/span>8)阻燃型。采用乙烯基硅橡膠,添加含鹵或鉑化合物作阻燃劑組成的膠料,具有良好的抗燃性。

       ?。?/span>9)導電型,采用乙烯基硅橡膠,以乙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的硅橡膠。

       ?。?/span>10)熱收縮型。乙烯基硅橡膠中加入具有一定熔融溫度或軟化溫度的熱塑性材料,硅橡膠膠料的熱收縮率可達35%~50%。

        不用二段硫化型。采用乙烯基質量分數較高的乙烯基硅橡膠,通過控制生膠和配合劑的pH值,加入特殊添加劑制得。

       ?。?/span>11)海綿型。在乙烯基硅橡膠中加入亞硝基化合物、偶氮和重氮化合物等有機發泡劑,可制得發泡均勻的海綿。

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        除此之外,國外尚有導熱型硅橡膠、熒光型硅橡膠及醫用級硅橡膠制品等品種出售。

       

        隨著硅膠用途的不斷開發,膠料的品種牌號日漸增多,過多的牌號會造成生產、貯運和銷售工作的混亂。有些硅橡膠廠家已相應地將多個品種分成幾種典型的基礎膠和幾種特性添加劑(包括顏料、硫化劑等)出售,使用者根據需要,按一定配方和混合技術分別配伍,即得最終硅膠產品。這種方法不但使品種簡單明了,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

       

        熱硫化型硅橡膠的配合劑主要包括補強劑、硫化劑和某些特殊的助劑,一般只需有5~6個組分即可組成實用配方。配方設計應 考慮以下幾點:

       ?。?/span>1)硅橡膠為飽和度高的生膠,通常不能用硫黃硫化,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氧化物分 解產物發生作用的活性物質(如槽法炭黑、某些有機促進劑和防老劑等),否則會影響硫化。

       ?。?/span>2)硅橡膠制品一般在高溫下使用,其配合劑應在高溫下保持穩定,通常選用無機氧化物作為補強劑。

       ?。?/span>3)硅橡膠在微量酸或堿等化學試劑的作用下易引起硅氧烷鍵的裂解和重排,導致硅橡膠耐熱性的降低。因此在選用配合劑 時必須考慮其酸堿性及過氧化物分解產物的酸性,以免影響硫化膠的性能。

       

        生膠的選擇

        對于使用溫度要求一般(-70~250℃)的硅橡膠制品,都可采用乙烯基硅橡膠;當對制品的使用溫度要求較高(-90~300℃) 時,可采用低苯基硅橡膠;當制品要求耐高低溫又需耐燃油或溶劑時,則應當采用氟硅橡膠。

       

        硫化劑和硫化機理

        硫化劑

        用于熱硫化硅橡膠的硫化劑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物一般在室溫下比較穩定,但在較高的硫化溫度下能迅速分解產生自由基,從而使硅橡膠產生交聯。硅 橡膠常用硫化劑如表3所示。

       

        這些過氧化物按其活性高低可以分為兩類:一類是通用型,活性較高,對各種硅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,僅能夠對含乙烯基的硅橡膠起硫化作用。

       

        過氧化物的用量受生膠品種、填料類型和用量、加工工藝等多種因素的影響,只要能達到所需的交聯度,應盡量少用硫化劑。 對于乙烯基硅橡膠(乙烯基摩爾分數為0.0015)模壓制品用膠料來說,各種過氧化物常用用量范圍如下(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增大,過氧化物用量應減小。膠漿、擠出制品膠料及膠粘劑用膠料中過氧化物用量應比模壓用膠料中的 大。某些場合下采用兩種過氧化物并用,可減小硫化劑用量,并可適當降低硫化溫度,提高硫化效應。

       

        硫化機理

        硅橡膠以過氧化物硫化時,過氧化物對硅橡膠的交聯是在兩個活化的甲基或乙烯基之間通過自由基反應進行的。二甲基硅橡膠 的交聯按下列反應式進行:

       

        乙烯基硅橡膠的交聯按下列反應式進行:

        硅橡膠除常用上述過氧化物硫化外,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,當生膠中的乙烯基摩 爾分數較高(0.01)或與其它橡膠并用時,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

        未經補強的硅橡膠硫化膠強力很低,只有0.3MPa左右,沒有實際使用價值。加入適當的補強劑可使硅橡膠硫化膠的強度達到 3.9~9.8MPa,這對提高硅橡膠的性能,延長制品的使用壽命是極其重要的。硅橡膠補強填充劑的選擇要考慮到硅橡膠的高溫使用及 用過氧化物硫化(特別是用有酸堿性的物質)對硅橡膠的不利影響。

       

        硅橡膠用的補強填充劑按其補強效果的不同可分為補強性填充劑和弱補強性填充劑,前者的粒徑為10~50nm,比表面積為70~ 400m2·g-1,補強效果較好;后者粒徑為300~1000nm,比表面積在30m2·g-1以下,補強效果較差。

       

        補強填充劑

        硅橡膠的補強填充劑主要是指合成二氧化硅,又稱白炭黑。白炭黑可分為氣相法白炭黑和沉淀法白炭黑。氣相法白炭黑為硅橡 膠最常用的補強劑之一,由它補強的膠料其硫化膠的機械強度高、電性能好,并可與其它補強劑或弱補強劑并用,制備不同使用要 求的膠料。

       

        與用氣相法白炭黑補強的硅橡膠膠料相比,用沉淀法白炭黑補強的膠料機械強度稍低,介電性能(特別是受潮后的介電性能) 較差,但耐熱老化性能較好,混煉膠的成本低。對制品的機械強度要求不高時,可單獨使用沉淀法白炭黑或與氣相法白炭黑并用。

       

        用處理過的白炭黑作補強劑,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,因此廣泛用在醫用制品中 。此外,這種膠料的粘合性好,溶解性優良,可用于粘著和制作膠漿。

       

        弱補強填充劑

        弱補強填充劑也可稱作惰性填料,對硅橡膠補強作用很小,它們在硅橡膠中一般不單獨使用,而是與白炭黑并用,以調節硅橡 膠的硬度,改善膠料的工藝性能和硫化膠的耐油性能及耐溶劑性能,降低膠料的成本。常用的弱補強劑有硅藻土、石英粉、氧化鋅 、三氧化二鐵、二氧化鈦、硅酸鋯和碳酸鈣等。

       

       

       

        硅橡膠常用補強劑的用量和物理性能如表4所示。

        助劑

       ?。?/span>1)結構控制劑

        采用氣相法白炭黑補強的硅橡膠膠料貯存過程中會變硬,塑性值下降,逐漸失去加工工藝性能,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配合劑稱為結構控制劑。結構控制劑通常為含有羥基或硼原子的低分子有機硅化 合物,常用的有二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷、四甲基亞乙基二氧二甲基硅烷、低分子羥基硅油及硅氮烷等。

       

       ?。?/span>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合物,可大大改善硅橡膠的熱空氣老化性能,其中最常用的為三氧化二鐵, 一般用量為3~5份;其它如錳、鋅、鎳和銅等金屬氧化物也有類似的效果。加入少量(少于1份)的噴霧炭黑也能起到提高耐熱性 的作用。通常在250~300℃的溫度范圍內進行熱空氣老化,才能顯示出這些添加劑的作用。

       

       ?。?/span>3)著色劑

        硅橡膠常用著色劑如下:

        氧化鐵(三氧化二鐵) 紅色

        鎘黃(二氧化鎘) 黃色

        鉻綠(三氧化二鉻) 綠色

        炭黑 黑色

        鈦白(二氧化鈦) 白色

        群青 藍色

       

       ?。?/span>4)其它

        在制備硅橡膠海綿制品時必須加入發泡劑,硅橡膠常用的發泡劑有N,N2二亞硝基五亞甲基四胺和偶氮二甲酰胺等。橡膠膠料中 加入少量(一般少于1份)四氟乙烯粉,可改善膠料的壓延工藝性能及成膜性,提高硫化膠的撕裂強度。硼酸酯和含硼化合物能使 硅橡膠硫化膠具有自粘性。采用比表面積較大的氣相法白炭黑補強時,加入少量(3~5份,乙烯基質量分數一般為0.10左右)高乙 烯基硅油,膠料經硫化后,抗撕裂性能可提高至30~50kN·m-1。常用乙烯基硅橡膠和氟橡膠配方及物理性能見表5。

       

        加工

        硅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,不能混有其它橡膠、油污或雜質,否則會影響硅 橡膠的硫化及性能;②硅膠制品需在烘箱中進行較長時間熱空氣二段硫化,以改善硫化膠的性能。

       

          混煉

        硅橡膠生膠比較柔軟,具有一定的可塑性,可不經塑煉而直接采用開煉機或密煉機進行混煉?;鞜挿椒捎幸韵聨追N:

       

       ?。?/span>1)開煉機混煉

        雙輥開煉機輥筒速比以(1.2~1.4)∶1為宜,快輥在后,較高的速比導致較快的混煉,低速比可使膠片光滑。輥筒必須通有 冷卻水,混煉溫度宜在40℃以下,以防止焦燒或硫化劑的揮發損失?;鞜挄r開始輥距較?。?~5mm),然后逐步增大。加料和操作 順序:生膠(包輥)-補強填充劑-結構控制劑-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-返煉- 出片。膠料也可不經烘箱熱處理,在加入耐熱助劑后,加入硫化劑再薄通,停放過夜返煉,然后再停放數天返煉出片使用?;鞜挄r 間為20~40min。

       

        硅橡膠在加入煉膠機時包慢輥(前輥),混煉時則很快包快輥(后輥),煉膠時必須能兩面操作。由于硅橡膠膠料比較軟,混 煉時可用普通膩子刀操作,薄通時不能像普通橡膠那樣拉下薄片,而采用鋼、尼龍或耐磨塑料刮刀刮下。

       

        為便于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,對人體有害,應采取相應的保護措施。如果在混 煉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。

       

       ?。?/span>2)密煉機混煉

        用實驗室2L密煉機混煉時,混煉時間為6~16min?;鞜挓o特殊困難。當裝料系數為0.74時,采用Φ160mm開煉機混煉也能正常 進行。排料溫度與補強填充劑的類型有關,當采用弱補強性填充劑和沉淀法白炭黑時,排膠溫度在50℃以下;當使用氣相法白炭黑 時排膠溫度為70℃左右。

       

       ?。?/span>3)膠料停放和返煉

        硅橡膠膠料混煉結束后,停放時間應不少于24h,以使各種配合劑(特別是結構控制劑)能與生膠充分起作用。停放后膠料變硬 ,塑性值下降,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),此時膠料較硬,表面呈皺紋狀,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),膠料很快包在后輥上。待膠料變軟,表面光滑平整后, 即可下料出片。返煉不足,膠片表面有皺紋;返煉過度,則膠料發粘而粘輥。返煉溫度一般控制在室溫。

       

        擠出

        硅橡膠一般比較柔軟,擠出效果較好,易于操作,可擠出各種不同形狀和尺寸的制品,其加工設備和工具基本上與普通橡膠相 似。

        出機一般是用Φ30Φ65mm的單螺紋螺桿,長徑比為(10~12)∶1效果較好。擠出時盡量保持低溫,以不超過40℃為宜,故 機筒和螺桿均須通冷卻水。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,改善擠出質量。

       

        硅橡膠擠出半成品柔軟而易變形,因此必須立即進行硫化。最常用的方法是熱空氣連續硫化;電線、電纜工業通常用高壓蒸汽 連續硫化。如在擠出后不能連續硫化,為防止變形,擠出后應立即用圓盤、圓鼓或輸送帶接取,用滑石粉隔離以免相互粘結。若發 現膠料過軟而不適于擠出時,可在膠料中再混入3~5份氣相法白炭黑。

       

        用于擠出的膠料配方,其硫化劑用量應比模壓制品的適當增大,硅橡膠的擠出速度低于其它橡膠,當要求與其它橡膠達到相同 擠出速度時,應采用較高的螺桿轉速。

       

        壓延

        壓延機一般采用立式三輥壓延機。用于生產膠片時,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 和中輥相同。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,然后再提高至正常速度進行連續操作。

       

        當三輥壓延機用于硅橡膠貼膠和擦膠時,織物替代了墊布(聚酯薄膜)在中輥和下輥之間通過。三輥壓延機只適用于單面覆膠 ,長期生產時應采用四輥壓延機。

       

        用于壓延的膠料必須正確控制其返煉程度,最好在煉膠機上先不充分返煉,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定的影響,采用補強性填充劑的膠料壓延工藝性能較好。

       

        涂膠

        涂膠是指把硅橡膠膠漿用浸漿或刮漿的方法均勻分布在織物上用以改進薄膜制品的強力和屈撓性能,使織物耐潮,以制造耐高 溫的電絕緣材料等。

       

       ?。?/span>1)膠漿制備

        供制膠漿用的硅橡膠膠料其硫化劑多采用過氧化二苯甲酰(BP),用量比一般模型制品稍大。補強填充劑若采用氣相法白炭黑 ,用量不宜超過40份,并適當增大結構控制劑的用量,采用甲苯或二甲苯等揮發性溶劑。

        混煉膠經充分返煉后下薄片,然后剪成小塊,置于溶劑中浸泡過夜,采用攪拌機或混合器進行攪拌,制成固形物質量分數為 0.15~0.25的膠漿。膠漿應保存在40℃以下的環境中。

       

       ?。?/span>2)織物預處理

        硅橡膠涂膠用的底層織物一般采用玻璃布、尼龍和聚酯等。其中玻璃布因具有耐熱性好、強度高和吸濕性低等特點應用較多。 玻璃纖維在拉絲過程中薄膜涂有石蠟潤滑劑(占織物質量的0.2%~0.5%),在硫化溫度下易揮發,影響膠料與織物的結合,必須在 涂膠前進行脫蠟。尼龍和聚酯的熱變形較大,影響橡膠和織物的結合,為此在涂膠前須進行熱定型,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170~175℃,聚酯處理溫度為215~220℃。

       

       ?。?/span>3)涂膠

        織物經預處理后,還要進行表面膠粘劑處理,然后才可涂膠。膠粘劑是一種由烷氧基硅烷、硼酸酯、硫化劑和溶劑(乙酸乙酯 或乙醇)組成的溶液。

        織物經膠粘劑表面處理后,即可用涂膠機將膠漿均勻涂在織物上,然后經干燥、硫化即成。硫化一般分兩段進行:一段溫度為 120~130℃,二段溫度為230℃。涂層的厚度可以通過改變膠液的粘度或調節織物通過涂膠槽的速度來控制。

       

        粘合

        硅橡膠能與很多材料,包括金屬、塑料、陶瓷、纖維、硅橡膠本身以及其它一些橡膠粘合,采用能與硅橡膠本身同時硫化的膠 粘劑可使硅橡膠與被涂層之間獲得最好粘合。

       

        硅橡膠硫化膠之間的粘合一般采用膠粘劑。常用膠粘劑配方舉例如下:乙烯基硅橡膠 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

        硅橡膠硫化工藝不是一次完成,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)或常壓下(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,以進一步穩定硫化膠各項物理性能,稱為二 段硫化(或后硫化)。

       

       ?。?/span>1)一段硫化

       ?、倌P椭破妨蚧???刹捎闷桨辶蚧?、傳遞模壓硫化和注壓硫化。硫化條件如表6所示。

        硅橡膠制品硫化時,一般不使用脫模劑,應迅速裝料、合模、加壓,否則容易焦燒,特別是含有硫化劑BP和DCBP的膠料。傳遞 模壓硫化是一種加工硅橡膠膠料應用較廣泛的工藝,與每模單孔的平板硫化比較,其優點是加工周期短,并能硫化復雜的特別是帶 有插入物和銷釘的橡膠件。與注壓硫化比較,設備成本較低。

       

        注壓硫化模制品,可提高勞動生產率,降低勞動強度,同時還可以減小過氧化物的用量,提高制品的抗撕裂性能,改善壓縮永 久變形性能,但制品收縮率較大。

       ?、跀D出制品的硫化??刹捎谜羝訅毫蚧?、熱空氣連續硫化、液體硫化槽連續硫化、鼓式硫化和輻射硫化等方法。前3種方法 較常用。

       

       ?。?/span>2)二段硫化

        硅橡膠制品經過一段硫化后,有些低分子物質存在于硫化膠中,影響制品性能。例如,采用通用型硫化劑(如硫化劑BP或DCBP )的膠料,經過一段硫化后,其硫化劑分解的酸性物質量,將增大海綿孔的孔度,降低密度;增大硫化劑的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

        在硅橡膠膠料中加入發泡劑,然后在受壓狀態下加熱硫化使橡膠發泡,可制得硅橡膠海綿。但必須注意以下幾個問題。

       

       ?。?/span>1)應選用其分解產物不影響硅橡膠耐熱性的發泡劑。一般采用有機發泡劑如發泡劑BN、尿素等,其分解產物在二段硫化中 除去。

       ?。?/span>2)適當控制硫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,將增大海綿孔的孔度,降低密 度;增大硫化劑的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。

       ?。?/span>3)硫化劑適當并用可較好地控制海綿孔度和密度。通常硫化劑DBPMH與BP或TBPB與DCBP并用效果較好。

       ?。?/span>4)可采用2號氣相法白炭黑或2號氣相法白炭黑與沉淀法白炭黑并用作補強劑。應嚴格控制膠料的塑性值,塑性值過大,發 孔時易造成過度膨脹,形成粗燥的開孔結構,甚至很多孔破裂;塑性值過小,則發孔不足,產品較硬。采用弱補強性填充劑的膠料 比較容易控制塑性值,返煉的膠料最好當天使用。

       ?。?/span>5)發泡劑應均勻分散于膠料中。一般發泡劑粒子易結團,難以分散,可先制成生膠/發泡劑母煉膠配比(1∶1),再進行混 煉,以提高分散效果。

       ?。?/span>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。

       

        用于模壓海綿制品的膠料,經混煉出片后,應根據模具規格進行裁料,并在表面涂隔離劑,以備入模硫化。一般用滑石粉作隔 離劑,也可用白炭黑。

        硅橡膠海綿模型制品的定型硫化有兩種方法:一種是一步法,即膠料在模具中一次發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,使其初步發孔并恰好形成一層表面,然后置于烘箱中再發孔成一 定形狀和尺寸。對海綿薄板來說,前一種的硫化時間通常為15~20min,后一種的硫化時間一般在5min之內。


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