HTV | 矽橡膠配合、硫化、混煉及常見問題

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  • 2018/10/31

        康達科技集團(Qanta Group), 是全球領先的有機矽解決方案供應商之一,致力於提供個性化的有機矽解決方案。其擁有從金屬矽到特種有機矽材料的全方位產品供應鏈。主要業務為特用化學品技術及特殊SILICONE與複合材料相關應用制程技術材料開發、設計、銷售。目前已有18年以上歷史,與全球500強企業有合作銷售經驗,是一家集科研,開發,生產及銷售為一體的國家級高新技術企業,擁有國際化品質,技術和管理及提供一條龍Silicone 材料應用整合。公司擁有廣泛的銷售和研發網路,可提供有利於未來可持續發展的創新技術和基於市場需求的解決方案。

       康達科技集團有機矽事業部三部專業服務特殊塗布、延壓、㨈出、射出、模壓等矽膠製品行業。主要經營產品沉澱膠、氣相膠、導電膠、阻燃膠、耐高溫膠、絕緣子膠、出油膠、LSR液態射出型矽橡膠、自粘選擇性接著液態射出膠、有機矽改質劑、硫化劑、脫模劑、發泡劑等。
       產品廣泛應用在在按鍵、密封圈、擠出管、膠輥、墊片、導電黑粒、陽極帽、電線電、絕緣子、自潤滑油封、耐熱、防火、運動器材和醫療保健等矽膠產品,為多數國際知名企業採用。

矽橡膠配合、硫化、混煉及常見問題

 

1.開煉機混煉

       雙輥開煉機輥筒速比為1.2~1.4:為宜,快輥在後,較高的速比導致較快的混煉,低速比則可使膠片光滑。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。混煉時開始輥距較小(1~5mm),然後逐步放大。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—→著色劑等—→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,在加入耐熱助劑後,加入硫化劑再薄通,停放過夜返煉,然後再停放數天返煉出片使用。混煉時間為20~40分鐘(開煉機規格為φ250mm ×620mm)。

 

       如單用沉澱白炭黑或弱補強性填充劑(二氧化鈦、氧化鋅等)時,膠料中可不必加入結構控制劑。應緩慢加入填料,以防止填料和生膠所形成的球狀體浮在堆積膠的頂上導致分散不均。如果要加入大量的填料,最好是分兩次或三次加入,並在其間劃刀,保證良好的分散。發現橡膠有顆粒化的趨勢,可收緊輥距以改進混煉。落到接料盤上的膠粒應當用刷子清掃並收集起來,立即返回煉膠機的輥筒上,否則所煉膠料中含有膠疙瘩而導致產品外觀不良。增量性填料應當在補強性填料加完之後加入,可採用較寬的輥距。

 

 

裝膠容量(混煉膠):φ160mm×320mm煉膠機為1~2 kg;φ250mm×620mm煉膠機為 3~5kg。

 

       矽橡膠在加入煉膠機時包慢輥(前輥),混煉時則很快包快輥(後輥),煉膠時必須能兩面操作。由於矽橡膠膠料比較軟,混煉時可用普通賦子刀操作,薄通時不能象普通橡膠那樣拉下薄片,而採用鋼、尼龍或耐磨塑膠刮刀刮下。為便於清理和防止潤滑油漏入膠內,應採用活動擋板。氣相白炭黑易飛揚,對人體有害,應採取相應的勞動保護措施。如在混煉時直接使用粉狀過氧化物,必須採取防爆措施,最好使用膏狀過氧化物。如在膠料中混有雜質、硬塊等,可將混煉膠再通過濾膠機過濾,過濾時,一般採用80~140目篩網。

 

2.密煉機混煉

       採用此法可提高生產效率和改善勞動條件。試驗表明,密閉式混煉膠料的性能與開放式混煉膠料的性能相似。用試驗室2L密煉機的混煉時間為6~16分鐘,混煉無特殊困難。採用160mm開煉機當裝料係數為0.74時,混煉也能正常進行。排料溫度與補強填充劑的類型有關:當採用弱補強性填充劑和沉澱白炭黑時,排膠溫度在50℃以下;當使用氣相白炭黑時,排膠溫度為70℃左右。

 

3.膠料停放和返煉

       矽橡膠膠料混煉結束後,應經過一段時間的停放(一般以不少於24小時為宜),使各種配合劑(特別是結構控制劑)能與生膠充分起作用。經停放後,膠料變硬,可塑性降低,使用前必須進行返煉。返煉採用開煉機,開始時輥距較大(3~5mm),此時膠料較硬,表面是皺紋狀,包在前輥(慢輥)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),很快膠料即包在後輥(快輥)上。“待膠料充分柔軟,表面光滑平整後,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導致粘輥。返煉溫度一般控制為室溫。如膠科長期存放(一個月以上)而出現膠料發粘變軟,表面產生皺紋等現象時,可再加入5~10份左右的氣相白炭黑,以改進膠料工藝性能,並保證硫化膠品質。

 

(二)壓出

       一般矽橡膠比較柔軟,故其壓出效果較好,易於操作。用矽橡膠可以壓出各種不同形狀和尺寸的製品,其加工設備和工具基本上與普通橡膠相似。壓出機一般是用φ30mm或φ65mm的單螺紋螺杆,長徑比為10~12:1效果較好。壓出時儘量保持低溫,以不超過40℃為宜,所以機筒和螺杆均須通冷卻水。對品質要求較高的產品可靠近機頭部分加裝80~140目濾網,以除去膠料中的雜質,改善壓出品質。矽橡膠從口型中出來時會膨脹,膨脹率取決於膠料的流動性能、坯料厚薄及膠料進入境口型時所受的壓力。然而,增加或降低引出速度會改變未硫化壓出製品的伸長率,從而使其尺寸稍加改變。根據經驗,膠管比其口型尺寸膨脹約3%,而很軟的膠料膨脹率比較大,硬度較高的膠料則比較小。當壓出其它形狀製品時,口型的型孔很少與壓出製品的橫斷面相同,這是由於流動膠料在不同點上的不同摩擦力起作用所致。因此對某一口型,一定要經多次反復試驗,這樣才能得到所需形狀的產品。

 

       包覆電線的壓出,在壓出機上需要使用T型機頭。口型與壓出機機筒成直角安裝在T型機頭上。這樣芯線就可以通過空心口型導管(芯型)包覆上矽橡膠護套。增強膠管也可以用T型機頭進行連續生產,先用一般方法壓好內膠層,並經預硫化後,再在其外面編織增強鋼絲或尼龍,然後使其通過T型機頭在其外麵包覆一層外膠層,最後送往硫化、在成型過程中,若向膠管內充填壓縮空氣.可防止內膠的塌癟。

 

       矽橡膠壓出半成品柔軟而易變形,因此通常必須立即進行硫化。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氣連續硫化。如在壓出後不能連續硫化,為防止變形。壓出後應立即用圓盤、圓鼓或輸送帶接取,用滑石粉隔離以免相互粘結。如發現膠料過軟而不適於莊出時,可將膠料再混入3~5份氣相白炭黑。一般用於壓出的膠料配方,其硫化劑用量應比模壓製品適當增加。矽橡膠的壓出速度低於其它橡膠,當要求同其它橡膠達到相同壓出速度時,應採用較高的螺杆轉速。

 

 

(三)壓延

       矽橡膠的壓延機一般採用立式三輥壓延機。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,下輥的轉速和中輥相比當壓延機開動時,上輥溫度為50℃,中輥應保持為室溫,下輥用冷卻水冷卻。壓延速度不宜過快,一般為60~300cm/min。先以低速調整(30~60cm/min)輥距(中、下輥),以保證一定的壓延厚度,然後再提高至正常速度(150~300cm/min)進行連續操作。墊布(常採用聚酯薄膜)在中、下輟之間通過,在中、下輥間應保持少量積膠,以便使整布與膠料緊密貼合。壓延後將膠片卷輥紮緊,並送進烘箱或硫化罐中硫化。卷取輥的芯軸應當是空心金屬管子,膠捲厚度不能超過12cm,否則不能獲得充分硫化。

 

       一般出片利用中、上輥即可,輥溫為常溫。有一種方法可在後延機上直接製成硫化的膠片或薄膠板。此時輥溫為:上輥60~90℃,中輥50~80℃,下輥110~120℃。膠料經上、中輥除去氣泡,獲得所需規格並預熱,然後由中輥轉移至下輥進行一段硫化即可卷取。

 

       當三輥壓延機用於矽橡膠貼膠和擦膠時,織物則代替了墊布(聚酯薄膜)在中輥和下輥之間通過。三輥壓延機只適用於單面複膠,如果必須兩面複膠,在長期生產的情況下應採用四輥壓延機。用於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要充分返煉,以期在壓延過程中獲得足夠的返煉,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,採用補強性填充劑的膠料壓延工藝性能較好。

 

 

(四)塗膠

       塗膠是指把矽橡膠膠漿用浸漿或刮漿的方法均勻分佈在織物上,用以改進薄膜製品的強力和屈撓性能,使織物耐潮,以製造耐高溫電絕緣材料等。

 

1.膠漿製備

       供制膠漿用的矽橡膠膠料,其硫化劑多採用硫化劑BP(過氧化二苯甲醯),這是由於硫化劑BP在室溫下不易揮發,且與織物有較好的粘合性的緣故。用量比一般模型製品稍多。補強填充劑若採用氣相白炭黑,用量不宜超過40份,井應適當增加結構控制劑的用量。溶劑應採用揮發性的,如甲苯、二甲苯等。混煉膠經充分返煉後下薄片,然後剪成小塊,置於溶劑中浸泡過夜,採用攪拌機或混合器進行攪拌,製成濃度為15~25%(固體含量)的膠漿。膠漿製成後應保存在40℃以下的環境中。

 

2.織物預處理

       矽橡膠塗膠用的底層織物,一段使用玻璃布、尼龍和聚酯等。由於玻璃布耐熱好,強度高,吸濕性低,故應用較多。玻璃纖維在拉絲過程中表面塗有石蠟潤滑劑(占織物重量的0.2~0.5%),在硫化溫度不易揮發,影響膠料與織物的結合,必須在塗膠前進行脫除。工業上常採用加熱法脫除潤滑劑。加熱法又分低溫處理和高溫處理。前者是將玻璃布在200~300℃的溫度下,連續熱烘20~30分鐘,或等速通過熱至275~325℃的熱輥筒,使潤滑劑受熱分解和揮發逸出;後者是將玻璃布在500℃的溫度下烘2~4小時,或以2~6m/min的速度通過熱至600℃的烘爐,脫除潤滑劑。低溫處理玻璃布強度損失較小(下降15~25%),但潤滑劑難以除淨(含量降至0.2~0.5%左右);高溫處理強度損失較大(下降30~70%),但潤滑劑含量能脫除至0.2%以下。為減少強度損失,一般採用低溫處理。尼龍的熱變形較大,影響橡膠和織物的結合,為此在塗膠前需進行熱定型,即將織物在一定牽伸下,進行短時間的熱處理。處理溫度為170~175℃。聚酯和尼龍一樣,也需進行熱定型處理,處理溫度為215~220℃。不同點是聚酯還要進行表面化學處理,即用25%的氫氧化鈉水溶液在常溫下浸漬6小時,使其表面便於和膠料粘合。

 

3.塗膠

       織物經預處理後,還要進行表面膠粘劑處理,然後才可塗膠。膠粘劑是一種由烷氧基矽烷、硼酸酯、硫化劑和溶劑(乙酸乙酯或乙醇)組成的溶液。

 

 


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