一、环保型低温硫化硅橡胶背景介绍 硅橡胶具有优异的耐高低温性能,耐候性,电气绝缘性以及生理惰性等,广泛应用于航空航天,电子电气,建筑,汽车机械等工业以及医疗卫生,日常生活的各个领域。硅橡胶的主要应用形式是各种硫化制品,其中包括模压制品中的各种胶板,垫圈.皮碗,活门,薄膜,减震器,电插头,胶辊,电位器绝缘套,波导管和按键等等;挤出制品中的各种胶管,胶条,胶绳,电线电缆包皮等等。胶带制品中的密封垫,膜片,隔离布等。 目前,大多数的硅橡胶制品都是使用过氧化物作为硫化剂,经过高温模压成型的方法来生产。胶料是使用未加硫化剂的混炼硅橡胶。硫化机有过氧化苯甲酰,2.4二氯过氧化苯甲酰,过氧化苯甲酰叔丁酯,过氧化二叔丁基,过氧化二异丙苯,2.5-二甲基,2.5-二叔丁基过氧化己烷,最常用的是2.5-二甲基,2.5-二叔丁基过氧化己烷和2.4二氯过氧化苯甲酰,2.5-二甲基,2.5-二叔丁基过氧化己烷简称“双二五”加量为0.5-1.0%,用于模压成型方式的硅橡胶制品生产,硫化温度一般在165℃-200℃,但是这种硅橡胶制品的生产方式有如下的缺点:
- 1.使用“双二五”硫化剂,生产过程中由于硫化剂分解产生大量有害废气,影响操作环境。
- 2.成型硫化温度高达165-190℃,耗费大量电力资源,也造成成型生产环境气温升高,特别是南方地区的夏季,大量的平板硫化 机集中在一起,作业人员炎热难受。
- 3.硅橡胶制品残留硫化剂分解产物,产生难闻气味,需进行二次加硫才能除去,如果“双二五”硫化剂不纯或混有苯甲酰类过氧化物,那么硅橡胶制品还容易出现“喷霜”现象,也就是硫化剂的分解产物,迁移到硅橡胶表面,形成白色结晶的现象。
2.4二氯过氧化苯甲酰简称“双二四”,50%有效含量的膏状物加量为1.0%-1.5%,主要用于热空气硫化成型,如硅橡胶管材,线材和板材的生产,使用“双二四”有如下的缺点: 1、使用“双二四”硫化剂,生产过程中由于硫化剂分解产生大量有害废气,影响操作环境。 2、硅橡胶制品残留硫化剂分解产物,需进行二次加硫才能除去,硅橡胶制品还容易出现“喷霜”现象,尤其是黑色硅胶制品,放置几个月后,表面有好像“发霉”的现象。 低温硫化混炼硅橡胶,无需再加入硫化剂,可以直接塑炼后,模压成型,并且具有如下优点: 1. 生产硅橡胶制品时,成型模压可以在110-130℃的较低温度下进行硫化,硫化时间短,生产效率高,节约电能。 2. 使用本方法生产硅橡胶制品,不会产生化学分解产物等废气,生产出来的硅橡胶制品无气味,不需要进行二次加硫并具有优良的物理机械性能。 3. 硅橡胶产品尺寸稳定,可以直接达到FDA标准要求。 二、低温硅橡胶应用实例 •电子电气行业 键盘(手机键盘、各类电器遥控键盘、电脑键盘);电子产品的基本元件 ;电线电缆;高压输配电的绝缘应用,比如绝缘子、避雷器、穿墙套管、电缆附件、开关等部件 。 •工业杂件密封件、油封、O型垫圈、辊筒、绝缘管材。 •医用/民用消费品婴儿奶嘴、吸管、泳帽、潜水镜密封圈,还有眼镜鼻垫、软性按键、鞋内衬垫等等。 •汽车工业火花塞护套、点火套,到排风机减震器、曲轴密封件、进排气系统密封、电气控制模板密封、发动机装配,还有遍布汽车全身的各种连接件。 三、低温硅橡胶的特点 •节能,降耗——它具有低温(120℃)快速固化成型,无需二次烘烤。 •硫化——不需要添加硫化剂。 •环保——不产生难闻气味,不产生有害气体。 •成本——与目前使用的胶料价格基本一致不造成成本压力。 四、低温硅橡胶技术指标
| 产品型号 | 比重 | 硬度(邵氏A) | 拉伸强度(MPa) | 抗撕裂强度KN/m | 伸长率 | 可塑度 |
| SH-6840 | 1.13±0.02 | 40±3 | ≥8 | ≥18 | ≥450 | 230±50 |
| SH-6850 | 1.15±0.02 | 50±3 | ≥8 | ≥22 | ≥350 | 280±50 |
| SH-6860 | 1.17±0.02 | 60±3 | ≥7 | ≥22 | ≥250 | 330±50 |
| SH-6870 | 1.19±0.02 | 70±3 | ≥5 | ≥20 | ≥200 | 350±50 |
| SH-6880 | 1.21±0.02 | 80±3 | ≥5 | ≥18 | ≥150 | 370±50 |
五、低温硫化硅橡胶与双二五胶料性能对比 1、一次硫化性能比较:
| 测试项目 | 双二五胶料 | 低温胶 |
| 成型条件 | 170℃/10min | 120℃/5min |
| 硬度 | 53 | 55.3 |
| 可塑度(mm) | 235 | 240 |
| 比重 (g/cm3) | 1.156 | 1.150 |
| 拉伸强度 (MPa) | 9.34 | 10.06 |
| 抗撕裂强度 (kN/m) | 26 | 29 |
| 伸长率 (%) | 400 | 369 |
| 线收缩率 (%) | 2.8 | 2.18 |
| 压缩永久变形(%) | 23 | 19 |
2、二次硫化性能比较:
| 测试项目 | 双二五胶料 | 低温胶 |
| 二次硫化条件 | 200℃/4h | |
| 硬度 | 56 | 55.3 |
| 比重 (g/cm3) | 1.160 | 1.158 |
| 拉伸强度 (MPa) | 8.6 | 9.21 |
| 抗撕裂强度 (kN/m) | 27 | 25 |
| 伸长率 (%) | 341 | 340 |
| 线收缩率 (%) | 3.2 | 2.2 |
3、硫化性能比较:
| 硫化剂种类 | TC10 | TC90 |
| 双二五(165℃) | 1:27~1:33 | 3:38~3:50 |
| 低温胶(120℃) | 1:30~1:45 | 2:06~2:30 |
名词解释: TC10代表硅胶开始硫化时间 TC90代表胶料固化至90%(九成熟)的时间由上图可见,从成型时间上我们整体是可以缩短20%~30%。具体固化时间与固化温度成反比关系(温度越高,固化时间越快)。 4、综合性能比较:
| 对比项目 | 常用(高温型) | 低温混炼胶 | 常用(低温型) |
| 固化时间(2mm) | 170℃/10min | 120℃/5min | 120℃/5min |
| 二段硫化 | 200 ℃/4小时 | 不需要 | 200 ℃/4小时 |
| 制品黄变性 | 黄变 | 不黄变 | 黄变 |
| 收缩率(尺寸) | 不稳定(2.5~4.0%) | 稳定(2.0~2.2%) | 不稳定(2.5~4.0%) |
| 硫化剂 | 需要 | 不需要 | 需要 |
| 气味 | 有气味 | 无气味 | 有气味 |
| 表面效果 | 不起霜 | 不起霜 | 起霜 |
六、低温胶使用注意事项 •A,B料单独存放,与双二五等硫化剂分开存放; •安全使用温度65℃以下(炼胶); •安全存放时间4天内; •安全存放温度0~30 ℃以下。 七、低温硅橡胶包装 •净重20kg纸箱包装,内衬PE塑料密封袋,A胶和B料分开包装,用不同的标志标识。 •存放方式:阴凉干燥通风处,温度小于30度。 •保质期:六个月(建议三月内使用) 九、使用时可能出现的问题
| 现象 | 原因 | 解决方案 |
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不固化 | 受污染 | 清洗设备(开炼机,模具,工具) |
| 温度不够 | 提高温度,确认模具温度 | |
| 时间不够 | 延长固化时间 | |
| 缺料(表面不平整) | 压力不足 | 提高压力 |
| 固化太快 | 降低温度 | |
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局部不固化 | 混料不均匀 | 延长炼胶时间 |
| 存放时受污染 | 注意跟双二五的胶分开存放,密封好 |