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有機矽(guī)熱門膠種認識,熱硫(liú)化矽橡膠製(zhì)品的加工及生產配合機製!

發表(biǎo)時間:2019-01-11

有機矽材質以及工(gōng)藝(yì)不計其數,而(ér)至今所屬比較熱門的工藝以及膠種還是屬於熱硫化加工成型矽橡膠製品,如今在不同行業之中很 多產品被矽橡膠材料所代替,而代(dài)替的因素很明了,主要還是因(yīn)產品的特性和多方麵的變化和獨有的性能調配,而矽(guī)橡(xiàng)膠製品材料(liào) 可分為多方麵功能以及工藝進行實際調(diào)配,所以對於工藝配合以及(jí)生產加工你有了解過嗎?


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熱(rè)硫化型(xíng)矽橡膠是指相對分(fèn)子質量高(40萬~60萬)的矽橡膠。采用有(yǒu)機過氧化物作硫化劑,經過加熱使有機過氧化物分(fèn)解產生遊 離基,並與橡膠的有機側(cè)基形成交聯,從而獲得硫化膠。

 

  品種(zhǒng)及特(tè)性

 

  熱硫化(huà)型矽橡(xiàng)膠是應用最早(zǎo)的一類橡膠,發展至今已有許多品種,按化學組成不同(tóng)分為以下7種:

 

  (1)二甲基矽橡膠

  二甲基矽橡膠(polydimethylsiloxanerubber)簡稱甲基矽(guī)橡(xiàng)膠,是(shì)矽橡膠(jiāo)中最老的品種。在-60~250℃溫度(dù)範圍內能保持良好彈性(xìng)。由於(yú)存在硫化活(huó)性低、工藝性能(néng)差、厚壁製品在二段硫化時(shí)易發泡、高溫壓縮變形 大等缺點,目前除少量(liàng)用於織物塗覆外,已被甲基乙烯基矽橡膠替(tì)代。

 

  (2)甲基乙烯基矽(guī)橡膠

 

  甲基乙烯基矽橡膠(jiāo)(methylvinylpolysiloxanerubber)簡稱乙(yǐ)烯基矽橡膠(jiāo),是由二甲基矽氧烷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。在矽橡膠生產中,甲基乙烯基矽橡膠產量最大、應用最廣、品種牌號最多,除大量應用的通(tōng)用型(xíng)膠料外,各種專用型 矽橡膠(jiāo)和具有(yǒu)加工特(tè)性的矽橡膠(如高強度矽橡膠、低壓縮永久變形矽橡膠、導電矽橡膠、導熱矽橡膠(jiāo)以及不用二段硫化矽橡膠(jiāo)、 顆粒矽橡膠等)也都以(yǐ)其為基(jī)礎進行加工配合。

 

  (3)甲基乙烯基苯基矽橡膠

 

  甲基乙烯基苯基矽橡膠methylvinylphenylpolysiloxanerubber)簡稱苯基矽橡膠,是在乙烯基矽橡膠(jiāo)的分子鏈中引入二苯 基(jī)矽氧烷鏈(liàn)節(或甲基苯基矽氧烷鏈節)而製成(chéng)的。當(dāng)苯基摩爾分數為0.05~0.10時,統稱為低苯基矽橡膠,此時,橡膠的硬化溫 度降(jiàng)到最低值(zhí)(-115℃),使其具有最佳的耐低溫性能,在-100℃以下(xià)仍具有彈性。隨著苯基摩爾分數的增大,分子鏈(liàn)的(de)剛性也增 大,其結晶(jīng)溫度反而上升。

 

  苯基摩爾(ěr)分數在0.15~0.25時統稱為中苯(běn)基矽橡膠,具有耐燃特點(diǎn)。苯基摩爾分數在0130以上時,統稱為高苯基矽橡膠,具有 優良的耐(nài)輻射性能。苯基矽橡膠(jiāo)應用在要(yào)求耐低溫、耐燒蝕、耐高能輻射、隔熱等場合。中苯基和高苯基矽橡(xiàng)膠由於加工困難,物(wù) 理(lǐ)性能較(jiào)差,生(shēng)產和應用受到一定限製。

 

  (4)甲(jiǎ)基乙烯基三氟丙基矽橡(xiàng)膠

  甲基乙烯基三氟丙基矽橡(xiàng)膠(methylvinylrtrifluoropropylpolysiloxanerubber)簡稱氟矽橡膠(fluorosilicorubber), 是在乙烯基矽橡膠的分子鏈中引(yǐn)入(rù)氟代烷基(一般為三氟丙(bǐng)基),具有優良的耐油、耐溶劑(jì)性能。例如,對於脂肪(fáng)族、芳香族和氯 化(huà)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,其工作溫度範圍為-50~250℃,在常溫和高溫下穩定性較好 。

 

  (5)亞苯(běn)基矽(guī)橡膠和亞苯醚基矽(guī)橡膠(jiāo)

  亞苯基矽橡膠和亞(yà)苯醚基矽橡膠(phenylenepolysiloxanerubberandphenylatylenesiliconerubber)是在(zài)分子鏈中含有亞苯 基或苯醚基鏈節的新品種矽橡膠,是為適應核動力裝(zhuāng)置和導航技術的要求而發展起來的,其主要(yào)特性是拉伸強度較高,耐(nài)γ射線、 耐高(gāo)溫(300℃以上(shàng)),但耐寒性不如低苯基矽橡膠。

 

  (6)腈矽橡膠

  腈矽橡膠(nitrilsiliconerubber)主要是(shì)在分(fèn)子鏈中引入含有甲基(jī)-β-腈乙基矽氧鏈節或甲(jiǎ)基-γ-腈丙基矽氧鏈節的一種彈 性體,其主要特點與(yǔ)氟矽(guī)橡膠相似,即耐油、耐溶劑並具有良好的耐低溫性能。但由於在聚合條件下存在引起腈基水解的因(yīn)素,因(yīn) 此生膠的重複性(xìng)差,其應(yīng)用發展受到(dào)一定限製。

 

  (7)矽硼橡膠

  矽硼橡膠(boronsiliconerubber)是在分子主鏈上含有十硼烷籠形結(jié)構的一類新型矽橡膠,具有高度的耐熱老化性,可(kě)在(zài)400 ℃下長期工作,在420~480℃下可連續工作幾小時(shí),而在-54℃下仍能保持(chí)彈性(xìng)。適(shì)於在高速飛(fēi)機(jī)及(jí)宇宙飛船中作密封材(cái)料。美國 在60年代(dài)末已有矽硼橡膠商品係列牌號,但70年代以後(hòu)很少報道,其主要原因可能是膠料(liào)的工藝性能(néng)和硫化膠(jiāo)的彈性(xìng)都很差(chà),而且 碳硼的(de)合成十分複雜(zá),毒性大,成本昂貴。

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  熱硫化型矽橡膠產品以(yǐ)生膠或硫化(huà)膠形式出售,一(yī)般配製成具有各種特(tè)性的(de)膠料供用戶選擇,按特性不同可分成下列幾類:

 

  (1)通用型(一般強(qiáng)度型)。由乙烯基矽橡膠與補(bǔ)強劑等組成,硫(liú)化膠物理性能屬中等(děng),是用量最大、通用性最強的(de)一類膠 料。

  (2)高強度型。采用乙烯基矽橡膠或低苯基矽橡膠,以比(bǐ)表麵積較(jiào)大(dà)的氣相法白炭黑或經過改性處理的白炭黑作補強劑,並 通(tōng)過加入適宜(yí)的(de)加工助劑和特殊添加劑等綜(zōng)合性配合改進措施(shī),改進交聯結構,提高撕裂強度。

  (3)耐(nài)高溫型。采用乙烯(xī)基矽橡膠或低苯基矽橡膠,補強劑的種類和耐熱添加劑經適當選擇,可製得耐300~350℃高(gāo)溫的矽 橡膠。

  (4)低溫型。采用低苯基矽橡(xiàng)膠,脆性溫度達-120℃,在-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後(hòu)的永久變形為7.0%~15%(普通矽橡膠為20%~30%)。

  (6)電(diàn)線、電(diàn)纜型。主要采用乙烯基矽橡膠,選用電絕緣性能良好的氣相法白炭黑為補強(qiáng)劑,具有良好的擠出工藝性能。

  (7)耐油、耐溶劑型。主要采用氨矽橡膠,一般分為通用型和高強(qiáng)度型兩大類。

  (8)阻(zǔ)燃(rán)型。采用乙烯基矽橡膠,添加含(hán)鹵或鉑化合物作阻(zǔ)燃劑組成的膠料(liào),具有(yǒu)良好的抗燃性。

  (9)導電型,采用乙烯基矽橡(xiàng)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(tǐ)積電阻率為2.0 ~100Ω·cm的矽橡膠。

  (10)熱收縮型。乙(yǐ)烯基矽橡膠中加入具有一(yī)定熔融溫(wēn)度或軟化溫度的熱塑(sù)性材料,矽橡膠(jiāo)膠料的(de)熱收(shōu)縮率可達35%~50%。

  不用二段硫化(huà)型。采(cǎi)用乙烯基質量分數較高的乙烯基矽橡膠,通過控製生膠和配合劑(jì)的pH值(zhí),加入特殊添加劑製得。

  (11)海綿型。在乙烯基矽橡膠中加入(rù)亞硝基化(huà)合物、偶(ǒu)氮和重氮化合(hé)物等有機發泡劑,可製得發泡均勻的(de)海綿。

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  除此之外,國外尚有導(dǎo)熱型矽橡膠、熒光(guāng)型矽橡膠及醫(yī)用級矽橡膠製品(pǐn)等品種(zhǒng)出售。

 

  隨著矽膠用途的不斷開發,膠料的品種(zhǒng)牌號日漸增多,過(guò)多的牌號會造成生產、貯運和銷售工作的混亂。有些(xiē)矽橡膠廠(chǎng)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(xū)要(yào),按一定配方和混合(hé)技術分別配伍,即得最終(zhōng)矽膠產品。這(zhè)種方法不但使品種簡單明了,而且生產批量大,質量(liàng)穩(wěn)定,成本降低,也提高了競爭性。

 

  2.配合

 

  熱硫化型矽橡(xiàng)膠的配合(hé)劑主要包括補強(qiáng)劑、硫(liú)化劑(jì)和某些特殊的助劑(jì),一般隻需有5~6個組分即可組成實用配方。配方設(shè)計應 考慮以下幾點(diǎn):

  (1)矽橡膠為飽和度高的生膠,通常不能(néng)用硫黃硫化,應采用有機過氧化物作硫化劑,因(yīn)此膠料中不(bú)得含有能與過氧化物分 解產物發生作用(yòng)的活性(xìng)物質(如槽法炭黑、某些有機促(cù)進劑和防老劑等(děng)),否則會影響硫化。

  (2)矽(guī)橡膠製品一(yī)般在高溫下使(shǐ)用,其配(pèi)合劑應在高溫下保(bǎo)持穩定,通常(cháng)選(xuǎn)用無機(jī)氧(yǎng)化物作為(wéi)補強劑。

  (3)矽橡膠在微量酸或(huò)堿等化學試劑的作用下易引起(qǐ)矽氧烷鍵的裂解和重排,導致矽橡膠耐熱性的降低。因此在選用配合劑 時必須考慮其(qí)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

  對於使用溫度(dù)要(yào)求一(yī)般(-70~250℃)的矽橡膠製品,都可采用(yòng)乙烯(xī)基矽橡膠;當對製品的使用溫度要求較高(-90~300℃) 時,可采用低苯基矽橡膠;當(dāng)製品要求耐(nài)高低溫又需耐燃油或(huò)溶劑時,則應當采用氟矽橡膠。

 

  硫化劑和硫化機(jī)理

  硫(liú)化劑

  用於熱硫化矽橡膠的硫化劑主要包括有機過氧化(huà)物、脂肪(fáng)族偶氮化合物、無機化合物和高能(néng)射線(xiàn)等,其中最常用的是有機過氧 化物。這是因為有機過(guò)氧化物一般(bān)在室溫下比較穩定,但在較高的硫(liú)化溫度下能迅速分解(jiě)產生自由基,從而使矽橡膠產生交聯。矽 橡膠常用硫化劑如表3所示。

 

  這些過氧化物按(àn)其活性高低可以分為兩類:一類是通用型,活性較高,對各種矽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(yǐ)烯基的矽橡膠起硫化(huà)作用。

 

  過(guò)氧化物(wù)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,隻要(yào)能達(dá)到所需的交聯度,應盡量少用(yòng)硫化劑。 對於乙(yǐ)烯基矽(guī)橡膠(乙烯基摩爾分數為0.0015)模壓製品用膠料來說,各種過氧化物常用用量範圍如下(以(yǐ)100份生膠計(jì)):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(chū)製品膠料及膠粘劑用膠料中過氧化物用量應比模壓(yā)用膠料中的 大(dà)。某些場合下采用兩種過氧(yǎng)化物並用,可減小硫化劑用量(liàng),並可適當(dāng)降低硫化溫度,提高硫化效應。

 

  硫化機(jī)理

  矽橡膠(jiāo)以過(guò)氧化物硫化時,過氧化物對矽橡膠(jiāo)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(jī)矽橡(xiàng)膠 的交聯按下列反應式進行(háng):

 

  乙烯基矽橡(xiàng)膠的交聯按下列反應式進(jìn)行:

  矽橡膠除常用上述(shù)過氧化(huà)物硫化(huà)外(wài),還可用(yòng)高能射線進行輻射硫化。輻射硫(liú)化也是按自由基機理進行的,當生膠中的乙烯(xī)基摩 爾分數較高(0.01)或與其它橡膠並用時,也可以用硫黃硫化,但性能極差。

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  補(bǔ)強劑及相關的機理

  未經補強的矽橡(xiàng)膠硫化膠強力很低,隻有0.3MPa左右,沒有實際使用價值。加(jiā)入(rù)適當的補強劑可使矽橡膠硫化膠的強度達到 3.9~9.8MPa,這對提高矽橡膠(jiāo)的(de)性能,延長製品的(de)使用壽命是極其重要的。矽橡膠補強填充(chōng)劑的選擇要考慮到矽橡膠的高溫使用及 用過氧(yǎng)化物硫化(特別是(shì)用有酸堿性的物質)對矽橡膠的不(bú)利影響。

 

  矽(guī)橡(xiàng)膠用的補強填充劑按其補強效果的不同(tóng)可分為(wéi)補強性填充劑和弱補強性填充劑,前者的粒徑為10~50nm,比表麵積為70~ 400m2·g-1,補強效果較好;後者(zhě)粒徑(jìng)為300~1000nm,比表麵積在(zài)30m2·g-1以下,補強效果較差。

 

  補(bǔ)強(qiáng)填充劑

  矽橡膠的補強填充劑主要是指合成二氧化矽,又稱(chēng)白炭黑。白炭黑可(kě)分(fèn)為氣相(xiàng)法白炭黑和(hé)沉澱法(fǎ)白炭黑。氣相(xiàng)法白(bái)炭黑為矽橡 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,並可與其它補強(qiáng)劑或弱補強劑並用,製備不同使用要 求的膠料(liào)。

 

  與用氣相法白炭黑補強的矽橡膠(jiāo)膠料相(xiàng)比,用沉澱法白(bái)炭黑補強的膠料機械強度稍低,介(jiè)電性能(特別是(shì)受潮後的介電(diàn)性(xìng)能) 較差,但耐熱老化性能較好,混煉膠的成本低。對製品的(de)機械強度要求不高時,可單獨使用沉澱法白炭黑或與氣相法白炭黑並用。

 

  用處理過的白炭黑(hēi)作補(bǔ)強劑,膠料的機(jī)械強度(dù)較高,混煉和(hé)返(fǎn)煉工藝(yì)性能好,硫化(huà)膠的透明度(dù)也好,因此廣(guǎng)泛(fàn)用在(zài)醫用製品中 。此外,這種膠料的粘合性好,溶解性優良,可用於粘著和製作膠(jiāo)漿(jiāng)。

 

  弱(ruò)補強填充劑

  弱補強填充劑也可稱作惰性填(tián)料,對矽(guī)橡膠補強作(zuò)用很小,它們在(zài)矽橡膠中一般不(bú)單獨使用,而是與白炭黑並用,以調節矽橡 膠的(de)硬度,改善膠料的工藝性能和(hé)硫化膠的(de)耐油性能及耐溶劑(jì)性(xìng)能,降低膠料的成本(běn)。常用的弱補強(qiáng)劑有矽藻土、石英粉、氧化鋅 、三(sān)氧化(huà)二鐵、二氧化鈦、矽酸鋯和碳酸鈣等。

 

 

 

  矽橡(xiàng)膠常用補強劑的用量(liàng)和物理性能如表4所示。

  助劑

  (1)結構控製劑

  采(cǎi)用氣相法白(bái)炭黑補強的矽橡膠膠料貯(zhù)存過程(chéng)中會變硬,塑性值(zhí)下降(jiàng),逐漸失去(qù)加工(gōng)工藝性能,這種現象稱作結構(gòu)化效應 。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(cháng)為含有羥基或硼原子的(de)低分子有機矽化 合物,常用(yòng)的有二苯基矽二醇、甲(jiǎ)基苯基二乙氧基(jī)矽烷、四甲基亞乙基二氧(yǎng)二(èr)甲基矽烷、低分子羥基矽油(yóu)及矽氮烷(wán)等。

 

  (2)耐熱添加劑

  加入(rù)某些金屬氧化物或其鹽以及某些元素的有機化合物,可大大改善矽橡膠的熱空氣老化性能,其中最常用的為三(sān)氧化二鐵, 一(yī)般(bān)用量為3~5份;其它如錳、鋅、鎳和銅等金屬(shǔ)氧化物也有類似的效果。加入少(shǎo)量(少於(yú)1份)的噴霧炭黑(hēi)也能起到提高耐(nài)熱性(xìng) 的作用。通(tōng)常在(zài)250~300℃的溫度範圍內進行熱空氣老化,才能(néng)顯示出這些添加劑的作用。

 

  (3)著色劑

  矽橡膠常用(yòng)著色劑如下:

  氧化鐵(三氧化二鐵) 紅色

  鎘黃(huáng)(二氧化鎘(gé)) 黃色

  鉻綠(三氧化(huà)二鉻) 綠色(sè)

  炭黑 黑色

  鈦白(二氧化鈦) 白色

  群青 藍色

 

  (4)其它

  在製備矽橡(xiàng)膠海綿製品時必須加入發泡(pào)劑,矽橡膠(jiāo)常(cháng)用的發泡(pào)劑有N,N2二亞硝基(jī)五亞甲基四胺和偶氮二甲酰胺等。橡膠膠料中(zhōng) 加入少量(一般少於1份)四氟乙烯(xī)粉,可改善(shàn)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(néng)使(shǐ) 矽橡膠硫化膠具有自粘性。采用比表麵積(jī)較大的氣相法白(bái)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 烯基矽油,膠料經硫化後,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(jí)物(wù)理性(xìng)能見表5。

 

  加工

  矽橡膠可采用普通橡(xiàng)膠加工設備進行加工,但應(yīng)注意:①加工過程保持清潔,不能混有其它橡膠、油汙或雜(zá)質,否則會影響矽 橡膠(jiāo)的硫化及(jí)性(xìng)能;②矽膠(jiāo)製品需在烘箱中進行較長時間熱空氣二段硫(liú)化,以改善(shàn)硫(liú)化(huà)膠的性能。

 

    混煉

  矽橡膠生膠比(bǐ)較柔軟,具有一定的可塑性,可不經塑煉而直接采(cǎi)用開煉機或密煉機進行混煉。混煉方(fāng)法(fǎ)可有以下幾種:

 

  (1)開煉機混煉

  雙輥開煉機輥筒速比以(1.2~1.4)∶1為宜,快輥在後,較高的速比導致較快的混煉,低(dī)速比可使膠片光滑。輥筒必須(xū)通有 冷(lěng)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。混煉時開(kāi)始(shǐ)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(tōng)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(jīng)烘箱熱處理,在加入耐(nài)熱助劑後,加入硫化劑再薄通,停(tíng)放過夜返煉,然後(hòu)再停放數(shù)天返煉出片使用。混煉時 間為20~40min。

 

  矽橡膠(jiāo)在(zài)加入(rù)煉膠機時(shí)包慢輥(前(qián)輥),混煉時則很快包快輥(後輥),煉(liàn)膠時必須能兩麵操作(zuò)。由於矽橡膠膠料(liào)比(bǐ)較軟,混 煉時可用普通膩子(zǐ)刀操作,薄(báo)通時不能像(xiàng)普通橡膠那樣拉(lā)下(xià)薄片,而(ér)采用鋼(gāng)、尼龍或耐(nài)磨塑料(liào)刮刀刮下。

 

  為便於(yú)清(qīng)理和防止潤滑油漏入(rù)膠內,應采用活動膠板。氣相法白炭(tàn)黑易(yì)飛揚,對人體有害,應采取相(xiàng)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(bào)措施,最好使用膏狀過氧化物。

 

  (2)密煉機混煉

  用實驗室2L密煉機混(hún)煉時,混(hún)煉時間為6~16min。混(hún)煉無(wú)特殊困難。當(dāng)裝料係數為0.74時,采用Φ160mm開煉(liàn)機混煉也能正常(cháng) 進行。排料溫度與補強填充劑的類型有關,當采用弱補強性(xìng)填充劑和沉(chén)澱法白炭黑時,排膠溫(wēn)度在50℃以下;當使用氣相法白炭黑 時排膠溫度為70℃左右。

 

  (3)膠料停放和返煉(liàn)

  矽橡(xiàng)膠膠料混煉結束後,停放時(shí)間應不少於24h,以使各種(zhǒng)配(pèi)合劑(特別是結構(gòu)控製劑)能與(yǔ)生膠充分起作用。停(tíng)放後(hòu)膠料變硬 ,塑性值下(xià)降,使用前必須進行返煉。返煉(liàn)采用(yòng)開煉機,開始時輥距較大(3~5mm),此時膠料較硬,表麵呈皺紋(wén)狀,包在前輥上 。隨著返煉時間的延長,膠料(liào)逐漸變軟;慢慢縮小(xiǎo)輥距(0.25~0.5mm),膠料很快包在後輥上(shàng)。待膠料變軟(ruǎn),表麵光滑平整後, 即(jí)可下料出片。返煉不足,膠片表麵有皺(zhòu)紋;返煉過度,則膠料發粘而粘輥。返煉溫度一般控製在室溫。

 

  擠出

  矽橡膠一般比較柔軟,擠出效(xiào)果較好(hǎo),易於操作,可擠出各種不同形狀和尺(chǐ)寸的製品,其加工設備(bèi)和工具基本上與普通橡膠相 似。

  出機一(yī)般是用Φ30Φ65mm的單螺紋螺(luó)杆,長徑比為(10~12)∶1效果較好。擠出時盡(jìn)量保持低溫,以不超過(guò)40℃為宜,故 機筒和(hé)螺杆(gǎn)均須通冷(lěng)卻水。對質量(liàng)要求較高的產品可在靠近機頭部分(fèn)加裝80~140目濾網(wǎng),以除去膠料中的雜質(zhì),改善(shàn)擠(jǐ)出(chū)質量。

 

  矽橡(xiàng)膠擠出半成(chéng)品柔軟而(ér)易變形,因此必須立即進行硫化。最常用的方法是熱空氣連(lián)續硫化;電線、電纜(lǎn)工業通常用高壓蒸汽(qì) 連(lián)續硫化(huà)。如(rú)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(huò)輸送帶接取,用滑石粉隔離以免相互(hù)粘(zhān)結。若發 現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(tàn)黑。

 

  用於擠出的膠料配方,其硫化劑用量應比模壓製品的適當增大,矽橡膠的擠出速度低於(yú)其它(tā)橡(xiàng)膠,當(dāng)要求(qiú)與其它橡膠達到相同 擠出速度時,應采用較高(gāo)的螺杆轉速。

 

  壓延

  壓延機一般(bān)采用立式三輥壓(yā)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 和中輥(gǔn)相同。當壓(yā)延機開(kāi)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(yī)定的壓(yā)延(yán)厚(hòu)度,然後再提高至正常速度進行連續操作。

 

  當三輥壓延機用於矽橡膠貼膠和擦膠時,織物替代(dài)了墊布(聚酯薄膜)在中輥和(hé)下輥之間(jiān)通過(guò)。三輥(gǔn)壓延機隻適用於單麵覆膠 ,長期生(shēng)產時應采(cǎi)用四輥壓延機。

 

  用於壓延的膠(jiāo)料必須(xū)正確控製(zhì)其返煉程度,最好在煉膠機上先(xiān)不(bú)充分返煉,以期在壓延過程中獲得足夠返煉,這樣可以避(bì)免膠 料在壓延過程中因返煉過度(dù)而粘(zhān)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。

 

  塗膠

  塗膠是指把矽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(báo)膜製品的強力和屈撓性能,使織物耐潮,以製造耐高 溫的電絕緣材料等。

 

  (1)膠漿製備(bèi)

  供製膠漿用(yòng)的(de)矽橡膠膠料其硫化劑多采用過氧化二苯甲酰(BP),用量比一般模型製品稍(shāo)大。補強(qiáng)填充劑若采用氣相法(fǎ)白炭黑 ,用(yòng)量不宜超過40份,並適當增大結(jié)構控製劑的用量,采用甲苯或二甲苯等揮(huī)發性溶劑。

  混煉膠經充分返煉後下(xià)薄片,然後剪成小塊,置於溶劑中浸泡過夜,采用攪拌機或混合器進行攪拌,製成(chéng)固形物(wù)質量分數為(wéi) 0.15~0.25的膠漿。膠漿應保存(cún)在40℃以下的環(huán)境中。

 

  (2)織物預處理

  矽橡膠塗膠用的底(dǐ)層織(zhī)物一般采(cǎi)用玻璃布、尼龍和聚酯等。其中玻璃布因具有(yǒu)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塗有石蠟潤(rùn)滑劑(占織物質量的0.2%~0.5%),在硫化溫(wēn)度下易揮(huī)發,影響膠料與(yǔ)織物的結合,必須在 塗膠前進行脫蠟。尼龍和聚酯的(de)熱變形較大,影響橡膠和織物(wù)的(de)結合,為此在塗膠前須進行熱定型,即將織物在(zài)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(chù)理溫度為215~220℃。

 

  (3)塗膠

  織物經預處理後(hòu),還要進行(háng)表麵膠粘劑處理,然後才(cái)可塗膠。膠粘劑是一種由烷氧基矽烷、硼(péng)酸酯、硫化劑和溶劑(乙酸乙(yǐ)酯 或乙醇)組成的溶液。

  織物經膠粘劑表麵處理後,即可用(yòng)塗膠機將膠漿(jiāng)均勻塗在織(zhī)物上,然後經幹燥、硫化即成。硫化一般分(fèn)兩段進行:一段溫度為 120~130℃,二段溫度為230℃。塗層的厚度可以通過改變膠液的粘度或調節織物通過塗膠槽的速(sù)度來控製(zhì)。

 

  粘合

  矽橡膠能與很多材料,包括金屬、塑(sù)料(liào)、陶瓷、纖維、矽橡膠本身以及其它一些橡膠(jiāo)粘合,采用能與矽橡膠本身同時硫化的膠 粘劑(jì)可使矽橡膠與被塗層之間獲得最(zuì)好粘合。

 

  矽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:乙烯基矽橡膠 100;氣相(xiàng)法白炭黑 35;三氧化二鐵  5;硼酸正丁酯 3;膏狀(zhuàng)硫化劑DCBP 3。

 

   硫化

  矽橡膠硫化工藝不是一次完(wán)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(jiē)蒸汽硫(liú)化等)或常(cháng)壓(yā)下(如 熱空氣連續硫化)進行加熱定型,稱為一段硫化(或定型(xíng)硫化);在烘箱中高溫硫化(huà),以進一步穩定硫化膠各項物理性能,稱(chēng)為二(èr) 段硫(liú)化(或後硫化(huà))。

 

  (1)一段硫化

  ①模型製品硫化。可(kě)采用平板硫化、傳遞模壓硫化和注(zhù)壓硫化。硫化條件如表6所示(shì)。

  矽橡膠製品硫化時,一(yī)般不使用脫(tuō)模劑(jì),應迅速裝料、合模、加壓(yā),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(huà)是一(yī)種加工(gōng)矽橡膠膠料應用(yòng)較廣泛的工藝,與每模單孔的平板硫化比(bǐ)較,其優點(diǎn)是加工周期短,並能(néng)硫化複雜的(de)特別是帶 有(yǒu)插入物和銷釘的橡膠件。與注壓硫化比較,設備成本較低。

 

  注壓硫化模製品,可提高勞動生產率,降低勞(láo)動強度,同時還可以(yǐ)減小(xiǎo)過氧化物的用量,提高製(zhì)品的抗撕裂性能,改善壓(yā)縮永 久變(biàn)形(xíng)性能(néng),但製品收縮率(lǜ)較大(dà)。

  ②擠出製品的硫化。可采用蒸汽加壓硫化、熱空氣連續硫化、液體硫化槽連續硫化、鼓式硫化和輻射硫(liú)化等方法。前3種方(fāng)法 較常用。

 

  (2)二段硫化

  矽橡膠製品經過一段硫化後,有些低(dī)分子(zǐ)物質(zhì)存在於硫化膠中,影響(xiǎng)製品性能。例如,采用通用(yòng)型硫化劑(如硫化劑BP或DCBP )的膠料,經過一段硫化後,其硫化劑分解的酸性物質量,將增大海綿孔的孔度,降低密度(dù);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(kǒng)情況也有很大影響。

 

  發泡

  在矽橡膠膠料中加入發泡(pào)劑,然後在受(shòu)壓(yā)狀態下加熱硫化使橡膠發泡,可製得矽橡膠(jiāo)海(hǎi)綿。但必(bì)須注意以下幾個問題。

 

  (1)應選用其(qí)分解產物不影響矽橡膠耐熱(rè)性的發泡劑(jì)。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。

  (2)適當控製硫化(huà)劑和發泡劑的用量,以使發(fā)泡(pào)速度與硫化速度相匹配。增大發泡劑的用量,將增大海(hǎi)綿孔的孔度,降(jiàng)低密 度;增大(dà)硫(liú)化劑的用量將縮小海(hǎi)綿孔的孔度,增大密度,產生較厚的孔壁。此外,硫化溫度(dù)對海(hǎi)綿的發孔情況也有很大影響。

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

  (4)可采用2號氣相法白炭黑或2號氣相法白炭黑與沉澱(diàn)法白炭黑並用作補(bǔ)強劑。應(yīng)嚴(yán)格控製膠料的塑性值,塑性值過大(dà),發 孔時易造成過度膨(péng)脹,形(xíng)成粗燥的開孔結構,甚至很多(duō)孔破裂;塑性值過小,則發(fā)孔不足,產品較(jiào)硬。采用弱補強性填充劑的膠料 比較容易(yì)控製塑性值,返煉的膠料最好當天使(shǐ)用。

  (5)發(fā)泡劑應均勻(yún)分散於膠料(liào)中。一般發泡劑粒子易(yì)結團,難以分散,可先製成生膠/發泡劑母煉膠配比(1∶1),再進行(háng)混 煉,以提高分散效果。

  (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。

 

  用於(yú)模壓海綿製品的膠料,經混煉出片後,應根據模具規格進行裁料,並在表麵(miàn)塗隔離劑,以備入模硫化。一般用滑石粉作隔 離劑,也可用白炭黑。

  矽(guī)橡膠海(hǎi)綿模型製品(pǐn)的定型硫化有兩種方(fāng)法:一種(zhǒng)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(èr)段硫(liú)化不 再發孔;另(lìng)一種是兩(liǎng)步法,即先使膠料(liào)在模具中進行短時間硫化,使(shǐ)其(qí)初步發孔並(bìng)恰好形成一(yī)層表麵,然後置(zhì)於烘箱中再發(fā)孔成一 定(dìng)形狀和尺寸。對(duì)海綿薄板來說,前一種的硫化時間通(tōng)常為15~20min,後一種的硫化時間一般在5min之內。


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