液態(tài)硅膠英文簡稱LSR,是一種可以備受消費者和廠家青睞的產(chǎn)品,液態(tài)硅膠是由硅膠制品制作而成,有良好的彈性和防水防潮性,耐酸、堿等多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,所以一般用于替代生活塑料用品。
液態(tài)硅膠(Liquid Silicone Rubber),分為 A 膠與 B 膠,利用定量裝置控制兩者為1:1 之比例,再透過靜態(tài)混合器(Static Mixer)予以充份混合,注入射出料管后再進行射出成型生產(chǎn)。
將液態(tài)硅膠射入熱澆道模具,制作硅膠制品,可達到一次成型﹑無廢料及可自動化等優(yōu)點。
【一】.液態(tài)硅膠的特性
液態(tài)硅膠(Liquid Silicone Rubber)是一種無毒、耐熱、高復(fù)原性的柔性熱固性材料,其流變行為主要表現(xiàn)為低黏度、快速固化、剪切變稀以及較高的熱膨脹系數(shù)。
LSR 是以鉑金作為催化劑的雙液態(tài)快速硫化材料,可以采用注塑的方式、大量、快速硫化、重復(fù)性機械生產(chǎn)。其產(chǎn)品表現(xiàn)為較好的熱穩(wěn)定性、抗寒性,優(yōu)良的電絕緣性能,燃燒時不會產(chǎn)生有毒的物質(zhì)等。
因此在健康用品、汽車、嬰兒用品、醫(yī)療用品、潛水用品、廚房用具以及密封件等的生產(chǎn)設(shè)計中成為不可替代的材料。
【二】.成型過程
LSR為雙組分的液態(tài)材料,分為 A 組分和 B 組分,混合機的工作將A 組分和 B 組分以精確的 1:1 比例充分混合。又因部分制品為有色設(shè)計,所以配有顏色泵組及顏色計量部分。A+B 組分、添加劑、顏色等充分混合后進入塑化系統(tǒng)。
這種塑化螺桿同時具有均化、混合的功能,通過螺桿將混合料注射到熱模具中,在模溫 170~200℃下,硅膠發(fā)生固化反應(yīng)。當(dāng)使用冷流道系統(tǒng)時,值得注意的是流道要足夠冷。為了避免漏膠,針閥安裝在模具部件的表面,射膠完畢時,針閥立即封閉射嘴。
1, 喂料系統(tǒng)
可選擇以下幾種形式:
1)雙向泵
可上下移動送料,能夠很好的保持壓力,由于 A、B 泵之間相連,并同步由
液壓氣動控制,因此這種形式的喂料系統(tǒng)比較可靠、精確。
2)單向泵
是一種通用型,只能單項送料。
3)帶有止逆閥的同步單項泵
4) 計量筒系統(tǒng)
主要與單項泵相配合使用。
2, 液態(tài)硅橡膠注射成型機的關(guān)鍵部件
1)由于 LSR 的低黏度性,在加工過程中要考慮材料的回流和漏膠,因此對螺桿的密封是必須的。
2)為了防止 LSR 固化,要采用針閥射嘴。
3)A、B 兩組分的混合、計量部件。
3,模具的設(shè)計
在模具設(shè)計中,一般有以下幾種形式:
1) 熱流道
比較浪費物料,設(shè)計簡單,成本低,多用于大制品。
2) 有針閥的冷流道
可實現(xiàn)自動化,周期短。
3) 無針閥的冷流道
由于 LSR 膨脹系數(shù)較高,加熱時會發(fā)生膨脹,冷卻時卻有微小的收縮,因此部件不能在模具中保持精確的側(cè)邊距。所以可以采用冷流道加工,LSR 應(yīng)保持較低溫度和流動性,冷流道采用閉合式系統(tǒng),在注射循環(huán)中,閉合系統(tǒng)在每一個流道中都采用“封膠針”或“針形閥”來控制 LSR 材料的準確計量。
由于硅橡膠具有顯著的受熱膨脹特性,收縮率為 2%~4%(硫化溫度為150℃),同時硅橡膠具有受壓變形的特點。
【三】LSR 流動/硫化的分析
1)液體硅橡膠的硫化化學(xué)反應(yīng),需要一定的反應(yīng)時間。
2)理想流動,在直徑 2mm,170cm,流動距離超過 100cm。
3)最小厚度 1/1000mm
4)模溫過高會導(dǎo)致硫化,從而引起流動受阻。
5)層流可避免氣泡
6)高速注射會導(dǎo)致湍流
7)物料的黏度會改變流動的模式
8)湍流導(dǎo)致白點。
因此模具的設(shè)計要注意以下幾個方面:
1)為了避免湍流和噴射,使用小注膠口。
2)使用針狀或翼狀注膠口。
3)用 T 型導(dǎo)向栓代替柱形導(dǎo)向栓,脫模時采用射出氣槍,加隔熱層/板。
4)不要使用含阻聚劑的防銹劑/油,一般可用甲苯、二甲苯等。
【四】常見問題以及解決對策
1,制品不完全固化
2,產(chǎn)品表面不熟(表面不干)
3,產(chǎn)品硬度不對
4,產(chǎn)品有雜質(zhì)
5,產(chǎn)品有色斑
6,產(chǎn)品變形或者燒焦
7,產(chǎn)品表面缺料或縮水
此外,固化的 LSR 容易黏在金屬表面上,應(yīng)用最為普遍的脫模技術(shù)包括頂針頂出和空氣推頂。
通過以上信息,可以看到硅膠注塑主要解決的問題在于其混合、計量部分,以及螺桿的密封、模具的設(shè)計。