液體硅橡膠
盡管這種材料還處在商業(yè)化初期,但是由于其具有以下優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景很廣闊:1.充分配合——無需混合操作;2.沒有配比不當(dāng)?shù)奈镔|(zhì);3.無需清理混合設(shè)備;4.沒有清理過程中的物料損失;5.優(yōu)異的物理性能(拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度、熱老化性能、壓縮長(zhǎng)久變形);6.儲(chǔ)存壽命長(zhǎng);7.硫化周期短;8.符合美國(guó)食品**管理局(FDA)標(biāo)準(zhǔn);9可調(diào)色;10.不同硬。度間可混合。
盡管通常聲稱液體硅橡膠已充分配合,但實(shí)際并非如此。一般液體硅橡膠有兩個(gè)組分,A和B,在用之前需要混合。在室溫下,混合后的儲(chǔ)存壽命不多于3d。大多數(shù)情況下,當(dāng)對(duì)顏色有要求時(shí)要事先加入著色劑。這種新的平穩(wěn)硫化體系可以作為單組分供應(yīng),無需再混合。這意味著只需要將原材料直接注入到模具中即可。
因?yàn)殡p組分液體硅橡膠在使用前需要混合,不可避免地存在局部配比不當(dāng)?shù)膯栴}。對(duì)雙組分體系來說,如果泵運(yùn)行不正常,就會(huì)產(chǎn)生配比不當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)?;旌喜痪鶗?huì)影響橡膠的硫化周期和物理性能。
雙組分膠的儲(chǔ)存壽命不多于3d。所以當(dāng)混合設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí),必須將其清理干凈。只清理A和B組分其中一個(gè)時(shí),就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備以后啟用時(shí)混合比例不當(dāng),造成材料的浪費(fèi)。采用新的平穩(wěn)硫化技術(shù)的材料體系具有長(zhǎng)的儲(chǔ)存壽命,故當(dāng)混合裝備長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)不必清理或潔化。
如表1-3所示,同現(xiàn)有的雙組分液體硅橡膠相比,這種新的單組分硅橡膠具有相似的性能。表中未列出這種新材料的粘度,實(shí)際同雙組分液體硅橡膠的粘度也是相近的。
表1 40度雙組分和單組分液體硅橡膠物理性能對(duì)比
| 物理性能 | |||
硬度 | 拉伸強(qiáng)度,MPa | 拉斷伸長(zhǎng)率,% | 撕裂強(qiáng)度,kN/m | |
平板硫化,10min,171℃ | ||||
1P,40度 | 38.3 | 6.9 | 536 | 55.5 |
LSR#1A+B,1:1 | 39.9 | 9.0 | 573 | 19.3 |
LSR#2A+B,1:1 | 38.1 | 9.2 | 631 | 60.1 |
LSR#3A+B,1:1 | 44.0 | 9.0 | 585 | 40.1 |
二段硫化,4h,200℃ | ||||
1P,40度 | 40.1 | 8.1 | 572 | 32.6 |
LSR#1A+B,1:1 | 40.2 | 9.2 | 533 | 23.1 |
LSR#2A+B,1:1 | 41.4 | 8.0 | 516 | 36.1 |
LSR#3A+B,1:1 | 46.2 | 9.3 | 528 | 40.5 |
表2 硅橡膠熱老化后的物理性能
| 物理性能(225℃×70h) | |||
硬度 | 拉伸強(qiáng)度,MPa | 拉斷伸長(zhǎng)率,% | 撕裂強(qiáng)度,kN/m | |
平板硫化,10min,171℃ | ||||
1P,40度 | 46.9 | 8.2 | 412 | 33.8 |
LSR#1A+B,1:1 | 40.6 | 6.9 | 374 | 22.8 |
LSR#2A+B,1:1 | 45.1 | 5.3 | 236 | 34.3 |
LSR#3A+B,1:1 | 46.7 | 6.7 | 318 | 28.5 |
二段硫化,4h,200℃ | ||||
1P,40度 | 46.2 | 8.3 | 410 | 33.4 |
LSR#1A+B,1:1 | 40.9 | 6.9 | 362 | 20.3 |
LSR#2A+B,1:1 | 45.7 | 4.8 | 231 | 34.0 |
LSR#3A+B,1:1 | 47.1 | 7.1 | 342 | 28.0 |
表3 平板硫化和二段硫化后的壓縮長(zhǎng)久變形
壓縮長(zhǎng)久變形(177℃×22h),% | ||
1P,40度 | 24 | 18 |
LSR#1A+B,1:1 | 56 | 38 |
LSR#2A+B,1:1 | 46 | 11 |
LSR#3A+B,1:1 | 16 | 11 |
在倉(cāng)庫(kù)中儲(chǔ)存6個(gè)月后,對(duì)這種新材料進(jìn)行了測(cè)試。同6個(gè)月前相比,儲(chǔ)存6個(gè)月后該單組分液體硅橡膠的硫化曲線和物理性能幾乎沒有變化(表4和(圖1略))。通過將樣品在71℃下存放一周的試驗(yàn),再次證明了這種新體系的穩(wěn)定性。同樣,性能和硫化曲線都沒有變化(表5和(圖2略))。
表4 儲(chǔ)存試驗(yàn)前后的物理性能
| 硬度 | 拉伸強(qiáng)度,MPa | 拉斷伸長(zhǎng)率,% | 撕裂強(qiáng)度,kN/m |
試驗(yàn)前 |
| 9.2 | 382 |
|
6個(gè)月后 | 63.7 | 9.0 | 344 | 49.0 |
表5 熱穩(wěn)定性試驗(yàn)前后的物理性能
| 硬度 | 拉伸強(qiáng)度,MPa | 拉斷伸長(zhǎng)率,% | 撕裂強(qiáng)度,kN/m |
試驗(yàn)前 |
| 9.2 | 399 |
|
6個(gè)月后 | 56.3 | 9.6 | 408 | 44.5 |
平穩(wěn)硫化技術(shù)良好的穩(wěn)定性同樣使焦燒性能得益,在較長(zhǎng)裝模時(shí)間下增加了硫化過程的**性。這對(duì)模具設(shè)計(jì)和裝模較難的情況都是很有幫助的。
單組分體系液體硅橡膠的硫化時(shí)間比雙組分體系的長(zhǎng),這主要是由于其焦燒時(shí)間較長(zhǎng)。平穩(wěn)硫化體系的硫化速率不比雙組分體系差多少。圖3(略)比較了單組分硅橡膠和三種不同的雙組分硅橡膠的硫化曲線。
材料可以達(dá)到美國(guó)食品**管理局(FDA)的要求。樣品膠料經(jīng)過二段硫化后,按CFR171.2600測(cè)試。樣品通過了長(zhǎng)期或者反復(fù)與食物接觸的產(chǎn)品的嚴(yán)格測(cè)試。
由于具有較長(zhǎng)的儲(chǔ)存壽命,單組分硅橡膠可以以全配合的方式供應(yīng)。這就減少了混合時(shí)存在配比不當(dāng)?shù)目赡苄?。單組分硅橡膠可以著色后供應(yīng),就不需要象雙組分硅橡膠一樣在模壓成型前加著色劑混合。因此,簡(jiǎn)單的泵就可以替代現(xiàn)有的混合計(jì)量設(shè)備。
對(duì)制造商來說,擁有混合計(jì)量設(shè)備就可在不同硬度的硅橡膠混合時(shí)預(yù)測(cè)出中間硬度,這對(duì)小用戶來說就可盡可能減少存貨。如果需要某一硬度,事先通過計(jì)算設(shè)定時(shí)間,然后開啟兩臺(tái)泵,分別將不同硬度原料從桶內(nèi)抽出。
對(duì)于不愿意通過混合來調(diào)節(jié)硬度的制造商,不必開啟混合設(shè)備就可進(jìn)行全套材料試驗(yàn),這樣在生產(chǎn)前可完成測(cè)試。
新的平穩(wěn)硫化技術(shù)有望為液體硅橡膠開拓新的市場(chǎng)。對(duì)這種新的單組份材料可進(jìn)行短期投入,這樣就不必購(gòu)買計(jì)量混合設(shè)備。它平穩(wěn)**的硫化特性也有望為其開拓新市場(chǎng)。