硅橡胶配方以硫化工艺.docx
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硅橡胶配方以硫化工艺
硅橡胶经常使用硫化剂
硫化剂
结 构 式
简 称
用量,份
硫化温度℃
用 途
过氧化苯甲酰
硫化剂BP
4~6①
~2②
110~135
通用型、模压、蒸汽连续硫化、粘合
2,4-二氯过氧化苯甲酰
硫化剂DCBP
4~6①
~2②
100~120
通用型、热空气硫化、蒸汽连续硫化、模压
过苯甲酸叔丁酯
硫化剂TBPB
~
135~155
通用型、海绵、高温硫化用
过氧化二叔丁基
硫化剂DTBP
~
160~180
乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料
过氧化二异丙苯
硫化剂DCP
~
150~160
乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料、蒸汽硫化、粘合
2,5-二甲基地,5-二叔丁基过氧化已烷
硫化剂DBPMH(双2,5)
~
160~170
乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料
①甲基硅橡胶硫化剂BP膏状物用量(膏状物内含硫化剂BP为50%)。
②乙烯基硅橡胶硫化剂BP膏状物用量(膏状物内含硫化剂BP为50%)。
硅橡胶经常使用补强剂的用量和性能
类 别
名称
用量,份(重量,以100生胶计)
硫化胶性能
拉伸强度,MPa(kgf/cm2)
扯断伸长率,%
补强填充剂
气相白炭黑
沉淀白炭黑
处理白炭黑
乙炔炭黑
30~60
40~70
40~80
40~60
~ (40~90)
~ (30~60)
~ (70~140)
~ (40~60)
200~600
200~400
400~800
200~350
弱补强填充剂
硅藻土
钛白粉
石英粉
碳酸钙
氧化锌
氧化铁
50~200
50~300
50~150
~ (30~60)
~ (15~35)
—
~ (30~40)
~ (15~35)
~ (15~35)
75~200
300~400
—
100~300
100~300
100~300
硅橡胶的着色剂
名 称
颜 色
名 称
颜 色
氧化铁(三氧化二铁)
铬绿(三氧化二铬)
钛白(二氧化钛)
红
绿
白
镉黄(二氧化镉)
炭黑
群青
黄
黑
蓝
乙烯基硅橡胶和氟硅橡胶大体配方和物理机械性能
配方及性能
乙烯基硅橡胶
氟硅橡胶
通用型
通用型
高抗撕型
通用型
乙烯基硅橡胶(110-2)
氟硅橡胶
沉淀白炭黑
2号气相白炭黑
4号气相白炭黑
八甲骨文基环四硅氧烷处理2号气相白炭黑
二苯基硅二醇
六甲基环三硅氮烷和八甲基环四硅氧烷混全物
羟基氟硅油
三氧化二铁
有机过氧化物
100
—
40~60
—
—
—
—
—
—
3~5
~1
100
—
—
45—60
—
—
3~6
—
—
3~5
~1
100
—
—
—
40~50
—
—
8~10
—
—
~1
100
—
—
—
—
45~60
—
—
—
3~5
~1
3
100
—
40~45
—
—
—
—
2~3
3~5
~1
老化前物理机械性能
拉伸强度,MPa
扯断伸长率,%
硬度(邵尔)
撕裂台度,kN/m
脆性温度,℃
~
150~250
45~65
—
-65
~
203~350
45~65
—
-65
~
400~600
40~55
30~50
-65
~
300~500
45~60
—
-65
~
150~250
40~60
—
-60
200℃×27h老化后
拉伸强度,MPa
扯断伸长率,%
硬度(邵尔)
—
—
—
—
—
—
~
300~500
45~60
—
—
—
~
100~200
45~65
250℃×72h老化后
拉伸强度,MPa
扯断伸长率,%
硬度(邵尔)
~
150~250
45~65
~
150~300
45~65
—
—
—
~
200~400
50~60
—
—
—
压缩永久变形(压缩率30%)
150℃×24h,%
200℃×24h,%
—
10~20
—
20~30
30~50
—
—
40~60
20~30
—
电性能
击穿电压,MV/m
体积电阻Ω·cm
18~20
1014~1015
20~25
1015~1016
20~25
1015~1016
20~25
1015~1016
12~15
1012~1015
耐油性能
2号航空煤油150℃×24h体积膨胀率,%
—
—
—
—
15~20
开炼机混炼
双辊开炼机辊筒速比为~:
为宜,快辊在后,较高的速比致使较快的混炼,低速比则可使胶片滑腻。
辊筒必需通有冷却水,混炼温度宜在40℃以下,以避免焦烧或硫化剂的挥发损失。
混炼时开始辊距较小(1~5mm),然后慢慢放大。
加料和操作顺序:
生胶(包辊)—→补强填充剂—→结构操纵剂—→耐热助剂—→着色剂等—→薄通5次—→下料,烘箱热处置—→返炼—→硫化剂—→薄通—→停放留宿—→返炼—→出片。
胶料也可不经烘箱热处置,在加入耐热助剂后,加入硫化剂再薄通,停放留宿返炼,然后再停放数天返炼出片利用。
混炼时刻为20~40分钟(开炼机规格为φ250mm×620mm)。
如单用沉淀白炭黑或弱补强性填充剂(二氧化钛、氧化锌等)时,胶料中可没必要加入结构操纵剂。
应缓慢加入填料,以避免填料和生胶所形成的球状体浮在堆积胶的顶上致使分散不均。
若是要加入大量的填料,最好是分两次或三次加入,并在其间划刀,保证良好的分散。
发觉橡胶有颗粒化的趋势,可收紧辊距以改良混炼。
落到接料盘上的胶粒应当用刷子打扫并搜集起来,当即返回炼胶机的辊筒上,不然所炼胶料中含有胶疙瘩而致使产品外观不良。
增量性填料应当在补强性填料加完以后加入,可采纳较宽的辊距。
装胶容量(混炼胶):
φ160mm×320mm炼胶机为1~2kg;φ250mm×620mm炼胶机为3~5kg。
硅橡胶在加入炼胶机时包慢辊(前辊),混炼时则专门快包快辊(后辊),炼胶时必需能两面操作。
由于硅橡胶胶料比较软,混炼时可用一般赋子刀操作,薄通时不能象一般橡胶那样拉下薄片,而采纳钢、尼龙或耐磨塑料刮刀刮下。
为便于清理和避免润滑油漏入胶内,应采纳活动挡板。
气相白炭黑易飞扬,对人体有害,应采取相应的劳动爱惜方法。
如在混炼时直接利用粉状过氧化物,必需采取防爆方法,最好利用膏状过氧化物。
如在胶料中混有杂质、硬块等,可将混炼胶再通过滤胶机过滤,过滤时,一样采纳80~140目筛网。
2.密炼机混炼
采纳此法可提高生产效率和改善劳动条件。
实验表明,密闭式混炼胶料的性能与开放式混炼胶料的性能相似。
用实验室2L密炼机的混炼时刻为6~16分钟,混炼无特殊困难。
采纳φ160mm开炼机当装料系数为时,混炼也能正常进行。
排料温度与补强填充剂的类型有关:
当采纳弱补强性填充剂和沉淀白炭黑时,排胶温度在50℃以下;当利用气相白炭黑时,排胶温度为70℃左右。
3.胶料停放和返炼
硅橡胶胶料混炼终止后,应通过一段时刻的停放(一样以很多于24小时为宜),使各类配合剂(专门是结构操纵剂)能与生胶充分起作用。
经停放后,胶料变硬,可塑性降低,利用前必需进行返炼。
返炼采纳开炼机,开始时辊距较大(3~5mm),现在胶料较硬,表面是皱纹状,包在前辊(慢辊)上。
随着返炼时刻的延长,胶料慢慢变软;慢慢缩小辊距(~),专门快胶料即包在后辊(快辊)上。
“待胶料充分柔软,表面滑腻平整后,即可下料出片。
返炼不足,胶片表面有皱纹;返炼过度则胶料发粘而致使粘辊。
返炼温度一样操纵为室温。
如胶科长期寄存(一个月以上)而显现胶料发粘变软,表面产生皱纹等现象时,可再加入5~10份左右的气相白炭黑,以改良胶料工艺性能,并保证硫化胶质量。
(二)压出
一样硅橡胶比较柔软,故其压出成效较好,易于操作。
用硅橡胶能够压出各类不同形状和尺寸的制品,其加工设备和工具大体上与一般橡胶相似。
压出机一样是用φ30mm或φ65mm的单螺纹螺杆,长径比为10~12:
1成效较好。
压出时尽可能维持低温,以不超过40℃为宜,因此机筒和螺杆均须通冷却水。
对证量要求较高的产品靠得住近机头部份加装80~140目滤网,以除去胶料中的杂质,改善压出质量。
硅橡胶从口型中出来时会膨胀,膨胀率取决于胶料的流动性能、坯料厚薄及胶料进入境口型时所受的压力。
但是,增加或降低引出速度会改变未硫化压出制品的伸长率,从而使其尺寸略加改变。
依照体会,胶管比其口型尺寸膨胀约3%,而很软的胶料膨胀率比较大,硬度较高的胶料则比较小。
当压出其它形状制品时,口型的型孔很少与压出制品的横断面相同,这是由于流动胶料在不同点上的不同摩擦力起作用所致。
因此对某一口型,必然要经多次反复实验,如此才能取得所需形状的产品。
包覆电线的压出,在压出机上需要利用T型机头。
口型与压出机机筒成直角安装在T型机头上。
如此芯线就能够够通过空心口型导管(芯型)包覆上硅橡胶护套。
增强胶管也能够用T型机头进行持续生产,先用一样方式压好内胶层,并经预硫化后,再在其外面编织增强钢丝或尼龙,然后使其通过T型机头在其外面包覆一层外胶层,最后送往硫化、在成型进程中,若向胶管内充填紧缩空气.可避免内胶的塌瘪。
硅橡胶压出半成品柔软而易变形,因此通常必需当即进行硫化。
最经常使用的方式是热空气持续硫化;电线、电缆工业通经常使用高压蒸气持续硫化。
如在压出后不能持续硫化,为避免变形。
压出后应当即用圆盘、圆鼓或输送带接取,用滑石粉隔离以避免彼此粘结。
如发觉胶料过软而不适于庄出时,可将胶料再混入3~5份气相白炭黑。
一样用于压出的胶料配方,其硫化剂用量应比模压制品适当增加。
硅橡胶的压出速度低于其它橡胶,当要求同其它橡胶达到相同压出速度时,应采纳较高的螺杆转速。
(三)压延
硅橡胶的压延机一样采纳立式三辊压延机。
用于生产胶片时,中辊是固定的,中辊转速比上辊快,速比为~:
1,下辊的转速和中辊相较当压延机开动时,上辊温度为50℃,中辊应维持为室温,下辊用冷却水冷却。
压延速度不宜过快,一样为60~300cm/min。
先以低速调整(30~60cm/min)辊距(中、下辊),以保证必然的压延厚度,然后再提高至正常速度(150~300cm/min)进行持续操作。
垫布(常采纳聚酯薄膜)在中、下辍之间通过,在中、下辊间应维持少量积胶,以便使整布与胶料紧密贴合。
压延后将胶片卷辊扎紧,并送进烘箱或硫化罐中硫化。
卷取辊的芯轴应当是空心金属管子,胶卷厚度不能超过12cm,不然不能取得充分硫化。
一样出片利用中、上辊即可,辊温为常温。
有一种方式可在后延机上直接制成硫化的胶片或薄胶板。
现在辊温为:
上辊60~90℃,中辊50~80℃,下辊110~120℃。
胶料经上、中辊除去气泡,取得所需规格并预热,然后由中辊转移至下辊进行一段硫化即可卷取。
当三辊压延机用于硅橡胶贴胶和擦胶时,织物则代替了垫布(聚酯薄膜)在中辊和下辊之间通过。
三辊压延机只适用于单面复胶,若是必需两面复胶,在长期生产的情形下应采纳四辊压延机。
用于压延的胶料必需正确操纵其返炼程度,最好在炼胶机上先不要充分返炼,以期在压延进程中取得足够的返炼,如此能够幸免胶料在压延进程中因返炼过度而粘辊。
胶料配方对压延也有必然的阻碍,采纳补强性填充剂的胶料压延工艺性能较好。
(四)涂胶
涂胶是指把硅橡胶胶浆用浸浆或刮浆的方式均匀散布在织物上,用以改良薄膜制品的强力和屈挠性能,使织物耐潮,以制造耐高温电绝缘材料等。
1.胶浆制备
供制胶浆用的硅橡胶胶料,其硫化剂多采纳硫化剂BP(过氧化二苯甲酰),这是由于硫化剂BP在室温下不易挥发,且与织物有较好的粘合性的缘故。
用量比一样模型制品稍多。
补强填充剂若采纳气相白炭黑,用量不宜超过40份,井应适当增加结构操纵剂的用量。
溶剂应采纳挥发性的,如甲苯、二甲苯等。
混炼胶经充分返炼后下薄片,然后剪成小块,置于溶剂中浸泡留宿,采纳搅拌机或混合器进行搅拌,制成浓度为15~25%(固体含量)的胶浆。
胶浆制成后应保留在40℃以下的环境中。
2.织物预处置
硅橡胶涂胶用的底层织物,一段利用玻璃布、尼龙和聚酯等。
由于玻璃布耐热好,强度高,吸湿性低,故应用较多。
玻璃纤维在拉丝进程中表面涂有石蜡润滑剂(占织物重量的~%),在硫化温度不易挥发,阻碍胶料与织物的结合,必需在涂胶前进行脱除。
工业上常采纳加热法脱除润滑剂。
加热法又分低温处置和高温处置。
前者是将玻璃布在200~300℃的温度下,持续热烘20~30分钟,或等速通过热至275~325℃的热辊筒,使润滑剂受热分解和挥发逸出;后者是将玻璃布在500℃的温度下烘2~4小时,或以2~6m/min的速度通过热至600℃的烘炉,脱除润滑剂。
低温处置玻璃布强度损失较小(下降15~25%),但润滑剂难以除净(含量降至~%左右);高温处置强度损失较大(下降30~70%),但润滑剂含量能脱除至%以下。
为减少强度损失,一样采纳低温处置。
尼龙的热变形较大,阻碍橡胶和织物的结合,为此在涂胶前需进行热定型,即将织物在必然牵伸下,进行短时刻的热处置。
处置温度为170~175℃。
聚酯和尼龙一样,也需进行热定型处置,处置温度为215~220℃。
不同点是聚酯还要进行表面化学处置,即用25%的氢氧化钠水溶液在常温下浸渍6小时,使其表面便于和胶料粘合。
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3.涂胶
织物经预处置后,还要进行表面胶粘剂处置,然后才可涂胶。
胶粘剂是一种由烷氧基硅烷、硼酸酯、硫化剂和溶剂(乙酸乙酯或乙醇)组成的溶液。
不同织物经常使用胶粘剂组成列于表9-21。
表9-21 织物经常使用胶粘剂举例
织 物 名 称
胶 粘 剂 组 成
玻璃布
尼龙聚酯等
乙烯基三乙氧硅烷3,酒精50,水50
①乙烯基三乙氧基硅烷5,丙烯基三乙氧基硅烷15,硼酸丁酯2,硫化剂DCP4,乙酸乙酯100
②乙烯基三乙氧基硅烷20,硼酸丁酯1~2,硫化剂DCP3(或硫化剂BP5),乙酸乙酯10
平板加压硫化常见质量问题及解决方法
质 量 问 题
产 生 原 因
解 决 办 法
制品表面裂口脱皮(发生在模具接缝处)
硫化时胶料发生强烈的热膨胀、收缩和压缩等综合作用造成
降低硫化温度;准确称量胶料,降低硫化压力;硫化后冷却至40~50℃时才脱模
有深褐色斑点
胶料中夹有空气泡
适当控制返炼程度,避免过度返炼;准确称量胶料,并制成一定形状填充模腔,以便有效地排除空气;加压时要完全压紧模具,并解压几次,以排除空气;模具上设置排气孔
制品表面有流动痕迹
胶料流动受阻
胶料充分返炼,并迅速装料、加压,以避免早期硫化
制品表面有白色开花斑点(硫化剂BP硫化)
硫化不足
适当提高硫化温度
二段硫化常见质量问题及解决方法
质量问题
产 生 原 因
解 决 办 法
开裂起泡
挥发分排出过快或定型硫化制品内部隐藏空气
1.调整逐步升温条件,减慢升温速度
2.检查返炼的胶料,去除空气泡
压缩变形大
1.硫化不足
2.胶料配方选用不当
1.解决方法有:
①再放入烘箱中延长硫化时间;②增加空气流通量;③减少制品放入数量;④核对烘箱温度
2.选用压缩变形小的胶料
硬度过高
烘箱加热硫化过度
1.核对烘箱各部位温度
2.核对和检查温度控制系统
硬功夫度过低
挥发气体未从烘箱中全部排除
1.检查烘箱通风情况
2.核对烘箱温度
3.减少制品放入数量
硬度、强力过低,发粘有黑斑
挥发气体局部集中使硅橡胶降解
1.减慢升温速度,及时排出挥发物
2.检查空气流通量
3.延长硫化时间,以充分排除挥发气体
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- 关 键 词:
- 硅橡胶 配方 硫化 工艺