硅橡胶硫化工艺.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date硅橡胶硫化工艺硅橡胶硫化工艺硅橡胶硫化工艺1 开炼机混炼双辊开炼机辊筒速比为1.21.4:为宜,快辊在后,较高的速比导致较快的混炼,低速比则可使胶片光滑。辊筒必须通有冷却水,混炼温度宜在40以下,以防止焦烧或硫化剂的挥发损失。混炼时开始辊距较小(15mm),然后逐步放大。加料和操作顺序:生胶(包辊)补强填充剂结构控制剂耐热助剂着色剂等薄通5次下料,烘箱热处理返炼硫化剂
2、薄通停放过夜返炼出片。胶料也可不经烘箱热处理,在加入耐热助剂后,加入硫化剂再薄通,停放过夜返炼,然后再停放数天返炼出片使用。混炼时间为2040分钟(开炼机规格为250mm 620mm)。如单用沉淀白炭黑或弱补强性填充剂(二氧化钛、氧化锌等)时,胶料中可不必加入结构控制剂。应缓慢加入填料,以防止填料和生胶所形成的球状体浮在堆积胶的顶上导致分散不均。如果要加入大量的填料,最好是分两次或三次加入,并在其间划刀,保证良好的分散。发现橡胶有颗粒化的趋势,可收紧辊距以改进混炼。落到接料盘上的胶粒应当用刷子清扫并收集起来,立即返回炼胶机的辊筒上,否则所炼胶料中含有胶疙瘩而导致产品外观不良。增量性填料应当在补
3、强性填料加完之后加入,可采用较宽的辊距。装胶容量(混炼胶):160mm320mm炼胶机为12 kg;250mm620mm炼胶机为 35kg。硅橡胶在加入炼胶机时包慢辊(前辊),混炼时则很快包快辊(后辊),炼胶时必须能两面操作。由于硅橡胶胶料比较软,混炼时可用普通赋子刀操作,薄通时不能象普通橡胶那样拉下薄片,而采用钢、尼龙或耐磨塑料刮刀刮下。为便于清理和防止润滑油漏入胶内,应采用活动挡板。气相白炭黑易飞扬,对人体有害,应采取相应的劳动保护措施。如在混炼时直接使用粉状过氧化物,必须采取防爆措施,最好使用膏状过氧化物。如在胶料中混有杂质、硬块等,可将混炼胶再通过滤胶机过滤,过滤时,一般采用80140
4、目筛网。2密炼机混炼采用此法可提高生产效率和改善劳动条件。试验表明,密闭式混炼胶料的性能与开放式混炼胶料的性能相似。用试验室2L密炼机的混炼时间为616分钟,混炼无特殊困难。采用160mm开炼机当装料系数为0.74时,混炼也能正常进行。排料温度与补强填充剂的类型有关:当采用弱补强性填充剂和沉淀白炭黑时,排胶温度在50以下;当使用气相白炭黑时,排胶温度为70左右。3胶料停放和返炼硅橡胶胶料混炼结束后,应经过一段时间的停放(一般以不少于24小时为宜),使各种配合剂(特别是结构控制剂)能与生胶充分起作用。经停放后,胶料变硬,可塑性降低,使用前必须进行返炼。返炼采用开炼机,开始时辊距较大(35mm),
5、此时胶料较硬,表面是皱纹状,包在前辊(慢辊)上。随着返炼时间的延长,胶料逐渐变软;慢慢缩小辊距(0.250.5mm),很快胶料即包在后辊(快辊)上。“待胶料充分柔软,表面光滑平整后,即可下料出片。返炼不足,胶片表面有皱纹;返炼过度则胶料发粘而导致粘辊。返炼温度一般控制为室温。如胶科长期存放(一个月以上)而出现胶料发粘变软,表面产生皱纹等现象时,可再加入510份左右的气相白炭黑,以改进胶料工艺性能,并保证硫化胶质量。(二)压出一般硅橡胶比较柔软,故其压出效果较好,易于操作。用硅橡胶可以压出各种不同形状和尺寸的制品,其加工设备和工具基本上与普通橡胶相似。压出机一般是用30mm或65mm的单螺纹螺杆
6、,长径比为1012:1效果较好。压出时尽量保持低温,以不超过40为宜,所以机筒和螺杆均须通冷却水。对质量要求较高的产品可靠近机头部分加装80140目滤网,以除去胶料中的杂质,改善压出质量。硅橡胶从口型中出来时会膨胀,膨胀率取决于胶料的流动性能、坯料厚薄及胶料进入境口型时所受的压力。然而,增加或降低引出速度会改变未硫化压出制品的伸长率,从而使其尺寸稍加改变。根据经验,胶管比其口型尺寸膨胀约3,而很软的胶料膨胀率比较大,硬度较高的胶料则比较小。当压出其它形状制品时,口型的型孔很少与压出制品的横断面相同,这是由于流动胶料在不同点上的不同摩擦力起作用所致。因此对某一口型,一定要经多次反复试验,这样才能
7、得到所需形状的产品。包覆电线的压出,在压出机上需要使用T型机头。口型与压出机机筒成直角安装在T型机头上。这样芯线就可以通过空心口型导管(芯型)包覆上硅橡胶护套。增强胶管也可以用T型机头进行连续生产,先用一般方法压好内胶层,并经预硫化后,再在其外面编织增强钢丝或尼龙,然后使其通过T型机头在其外面包覆一层外胶层,最后送往硫化、在成型过程中,若向胶管内充填压缩空气可防止内胶的塌瘪。硅橡胶压出半成品柔软而易变形,因此通常必须立即进行硫化。最常用的方法是热空气连续硫化;电线、电缆工业通常用高压蒸气连续硫化。如在压出后不能连续硫化,为防止变形。压出后应立即用圆盘、圆鼓或输送带接取,用滑石粉隔离以免相互粘结
8、。如发现胶料过软而不适于庄出时,可将胶料再混入35份气相白炭黑。一般用于压出的胶料配方,其硫化剂用量应比模压制品适当增加。硅橡胶的压出速度低于其它橡胶,当要求同其它橡胶达到相同压出速度时,应采用较高的螺杆转速。(三)压延硅橡胶的压延机一般采用立式三辊压延机。用于生产胶片时,中辊是固定的,中辊转速比上辊快,速比为1.11.4:1,下辊的转速和中辊相比当压延机开动时,上辊温度为50,中辊应保持为室温,下辊用冷却水冷却。压延速度不宜过快,一般为60300cm/min。先以低速调整(3060cm/min)辊距(中、下辊),以保证一定的压延厚度,然后再提高至正常速度(150300cm/min)进行连续操
9、作。垫布(常采用聚酯薄膜)在中、下辍之间通过,在中、下辊间应保持少量积胶,以便使整布与胶料紧密贴合。压延后将胶片卷辊扎紧,并送进烘箱或硫化罐中硫化。卷取辊的芯轴应当是空心金属管子,胶卷厚度不能超过12cm,否则不能获得充分硫化。一般出片利用中、上辊即可,辊温为常温。有一种方法可在后延机上直接制成硫化的胶片或薄胶板。此时辊温为:上辊6090,中辊5080,下辊110120。胶料经上、中辊除去气泡,获得所需规格并预热,然后由中辊转移至下辊进行一段硫化即可卷取。当三辊压延机用于硅橡胶贴胶和擦胶时,织物则代替了垫布(聚酯薄膜)在中辊和下辊之间通过。三辊压延机只适用于单面复胶,如果必须两面复胶,在长期生
10、产的情况下应采用四辊压延机。用于压延的胶料必须正确控制其返炼程度,最好在炼胶机上先不要充分返炼,以期在压延过程中获得足够的返炼,这样可以避免胶料在压延过程中因返炼过度而粘辊。胶料配方对压延也有一定的影响,采用补强性填充剂的胶料压延工艺性能较好。(四)涂胶涂胶是指把硅橡胶胶浆用浸浆或刮浆的方法均匀分布在织物上,用以改进薄膜制品的强力和屈挠性能,使织物耐潮,以制造耐高温电绝缘材料等。1胶浆制备供制胶浆用的硅橡胶胶料,其硫化剂多采用硫化剂BP(过氧化二苯甲酰),这是由于硫化剂BP在室温下不易挥发,且与织物有较好的粘合性的缘故。用量比一般模型制品稍多。补强填充剂若采用气相白炭黑,用量不宜超过40份,井
11、应适当增加结构控制剂的用量。溶剂应采用挥发性的,如甲苯、二甲苯等。混炼胶经充分返炼后下薄片,然后剪成小块,置于溶剂中浸泡过夜,采用搅拌机或混合器进行搅拌,制成浓度为1525(固体含量)的胶浆。胶浆制成后应保存在40以下的环境中。浅谈硅橡胶基本配方组成以及混炼工艺硅橡胶硅橡胶混炼胶组分:甲基乙烯基生胶:乙烯基含量一般有0.04,0.08,0.16,0.22,0.3,1.0,5.0,各厂家指标都大同小异。甲基生胶:也就是不含乙烯基官能团;白炭黑:分沉淀与气相白炭黑;硅油:羟基硅油,二甲氧基二甲基硅油,乙烯基硅油,含氢硅油等;脱模剂:硬脂酸与硬脂酸锌;硫化体系:双二五硫化或双二四硫化,模压常用双二五
12、,挤出用双二四。配方设定,首先是调整出硬度,硬度主要与乙烯基含量与白炭黑填充量有关,常用0.14与0.16左右乙烯基含量生胶,加入白炭黑去调整硬度,硅油量一般根据白炭黑量来定,大概在7%左右,这要看白炭黑吸油值来微调。脱模剂量在0.2%-0.8%都有,但脱模剂太多,容易造成制品表面喷白色霜的。一般50度模压胶:乙烯基生胶0.16 100分白炭黑 48份羟基硅油 3.5份脱模剂 0.4(硬脂酸与硬脂酸锌1:1混合搭配)工艺:先加入生胶与脱模剂,白炭黑与硅油分批次加入。一般三次,集资减少。 白炭黑全部吃完后,再捏合30分钟,打开加热装置,升温到155+-5度,热处理1小时, 热处理完后,再抽30分
13、钟真空,-0.06MPA,出胶,开炼,打卷成20KG左右放置在台板上,冷却3小时左右,再开炼机上打成片,滤胶,包装。 以上只是一个简单的工艺过程,产品须要经常微调,仅供参考。硅橡胶种类硅橡胶, 种类泡沫硅橡胶是以缩合型的羟基封端的硅生胶为基料,羟基含氢硅油为发泡剂,乙烯基铂络合物为催化剂(加热型催化剂为二丁基二月桂酸锡),在室温下发泡硫化而成的一种带孔的海绵状弹性体。为了提高泡沫体的质量还要加入一些其它组份,如含硅油,使硫化过程产生较多的气体;提高泡沫体的手感和减小密度。加入二苯基硅二醇不但能控制泡沫体结构,又能控制住胶料在存放过程中粘度增大,但其用量不能太多,否则会影响泡沫体的电气性能。为了
14、提高泡沫体的物理机械性能,还可加入透明硅橡胶。催化剂氯铂酸的乙烯基络合物的用量不能太多,以操作方便为准,否则会使粘度增大不利于操作;当催化剂用量不足时,硫化不完全,泡沫体表面发粘,弹性不好,软而带有塑性,强度差。泡沫硅橡胶硫化前呈液态,适宜作灌封材料。硫化后的泡沫体可在-60159下长期使用,经150、72小时老,或一60十70十次冷热交变使用,泡沫体仍保持原来性能。泡沫硅橡胶由于具有较高的热稳定性,良好的绝热性、绝缘性、防潮性、抗震性,尤其是在高频下的抗震性好,因此是一种理想的轻质封装材料。用于各种电子元件、仪器、仪表、飞行体仪器轮等可起到防潮、防震、防腐蚀的三防保护作用。此外还可做绝热夹层
15、的填充材料及盐雾气氛中的漂浮材料以及密封材料。泡沫硅橡胶在医学上还可做为矫形外科的填充、修补及膺服材料。美国防康宁公司为了适用输电线路的防火要求,研制成阻燃型室温硫化泡沫硅橡胶DC3-6548。这种泡沫硅橡胶主要用于电线电缆通过处(例如屋顶、墙壁、楼房等处孔洞)的防火密封,阻燃性能非常好,其极限氧指数达39 (绝大多数塑料的极限氧指数只有20),使用寿命长达50年。目前,这种阻燃室温硫化泡沫硅橡胶已广泛用于核电站、电子计算机中心、海上采油装置等环境条件苛刻,或防火要求特别高的场所。双组分缩合型室温硫化硅橡胶简介2007-05-24 09:09双组分缩合型室温硫化硅橡胶是最常见的一种室温硫化硅橡
16、胶,其生胶通常是羟基封端的聚硅氧烷,再与其它配合剂、催化剂相结合组成胶料,这种胶料的粘度范围可从100厘沲至一百万厘沲之间。双组分室温硫化硅橡胶的硫化反应不是靠空气中的水分, 而是靠催化剂来进行引发。通常是将硅生胶、填料、交链剂作为一个组分包装,催化剂单独作为另一个组分包装,或采用其它的组合方式,但必须把催化剂和交链剂分开包装。无论采用何种包装方式,只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。常用的交链剂是正硅酸乙酯,催化剂为二丁基二月桂酸锡。并根据所需最终产品的性质加入适当的填充剂和添加剂。近年来,许多国家由于二丁基二月桂酸锡属于中等毒性级别的物质,在食品袋和血浆袋中禁止加入二丁基锡,基本
17、上已被低毒的辛基锡所取代。双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。催化剂用量越多硫化越快,同时搁置时间越短。在室温下,搁置时间一般为几小时,若要延长胶料的搁置时间,可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间,但在150的温度下只需要1小时。通过使用促进剂-氨基丙基三乙氧基硅烷进行协合效应可显著提高其固化速度。双组分室温硫化硅橡胶可在一65250温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性, 能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶
18、涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。 一单组分室温硫化硅橡胶 单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作用而硫化成弹性体。随着链剂的不同,单组分室温硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型和脱酮型等许多品种。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度,提高环境的温度和湿度,都能使硫化过程加快。在典型的环境条件下,一般1530分钟后,硅橡胶的表面可以没有粘性,厚度0.3厘米的胶层在一天之内可以固化。固
19、化的深度和强度在三个星期左右会逐渐得到增强。 单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性,以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性能。它们在-60200范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热,固化后收缩率小,对材料的粘接性好。因此,主要用作粘合剂和密封剂,其它应用还包括就地成型垫片、防护涂料和嵌缝材料等。许多单组分硅橡胶粘接剂的配方表现出对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝上的自动粘接性能。当粘接困难时,可在基材上进底涂来提高粘接强度,底涂可以是具有反应活性的硅烷单体或树脂,当它们在基材上固化后,生成一层改性的适合于有机硅粘接的表面。单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便,但由于它
20、的硫化是依懒大气中的水分,使硫化胶的厚度受到限制,只能用于需要6毫米以下厚度的场合。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的,胶层越厚,固化越慢。当深部也要快速固化时,可采用分层浇灌逐步硫化法,每次可加一些胶料,等硫化后再加料,这样可以减少总的硫化时间。添加氧化镁可加速深层胶的硫化。二双组分缩合型室温硫化硅橡胶 双组分室温硫化硅橡胶硫化反应不是靠空气中的水分,而是靠催化剂来进行引发。通常是将胶料与催化剂分别作为一个组分包装。只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。催化剂用量越多硫化越快,同时搁置时间越
21、短。在室温下,搁置时间一般为几小时,若要延长胶料的搁置时间,可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间,但在150的温度下只需要1小时。通过使用促进剂进行协合效应可显著提高其固化速度。 双组分室温硫化硅橡胶可在一65250温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室
22、温硫化硅橡胶之处。双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能,加上硫化时收缩率极小,因此,适合于用来制造软模具,用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。此外,利用双组分室温硫化硅橡胶的高仿真性能可以在文物上复制各种精美的花纹。双组分室温硫化硅橡胶在使用时应注意:首先把胶料和催化剂分别称量,然后按比例混合。混料过程应小心操作以使夹附气体量达到最小。胶料混匀后(颜色均匀),可通过静置或进行减压(真空度700毫米汞柱)除去气泡,待气泡全部排出后,在室温下或在规定温度下放置一定时间即硫化成硅橡胶。 三双组分加成型室温硫化硅橡胶 双组分加成型室温硫化硅橡胶有
23、弹性硅凝胶和硅橡胶之分,前者强度较低,后者强度较高。它们的硫化机理是基于有机硅生胶端基上的乙烯基(或丙烯基)和交链剂分子上的硅氢基发生加成反应(氢硅化反应)来完成的。在该反应中,不放出副产物。由于在交链过程中不放出低分子物,因此加成型室温硫化硅橡胶在硫化过程中不产生收缩。这一类硫化胶无毒、机械强度高、具有卓越的抗水解稳定性(即使在高压蒸汽下)、良好的低压缩形变、低燃烧性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温度来控制等优点,因此是目前国内外大力发展的一类硅橡胶。双组分室温硫化硅橡胶可在一65250温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性, 能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工
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