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    到底什么是注射成型液體硅橡膠(LSR)?
    來(lái)源:貝智特網(wǎng)絡(luò )德標液態(tài)硅膠機 | 作者:db168cn | 發(fā)布時(shí)間: 2019-06-05 | 4822 次瀏覽 | 分享到:
    基于液體硅橡膠硫化前粘度低、易流動(dòng)、硫化速度快等特點(diǎn),注射成型液體硅橡膠的應用得到飛速發(fā)展,注射成型技術(shù)越來(lái)越得到人們的關(guān)注。文中通過(guò)對注射成型硅橡膠的研究及應用實(shí)踐,介紹了加成型液體硅橡膠的注射成型工藝,簡(jiǎn)單分析了液體硅橡膠注射成型過(guò)程中工藝參數對制品的影響。

      基于液體硅橡膠硫化前粘度低、易流動(dòng)、硫化速度快等特點(diǎn),注射成型液體硅橡膠的應用得到飛速發(fā)展,注射成型技術(shù)越來(lái)越得到人們的關(guān)注。文中通過(guò)對注射成型硅橡膠的研究及應用實(shí)踐,介紹了加成型液體硅橡膠的注射成型工藝,簡(jiǎn)單分析了液體硅橡膠注射成型過(guò)程中工藝參數對制品的影響。

      液態(tài)硅膠(Liquid Silicone Rubber)是一種無(wú)毒、耐熱、高復原性的柔性熱固性材料,其流變行為主要表現為低黏度、快速固化、剪切變稀以及較高的熱膨脹系數。

      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、重復性機械生產(chǎn)。其產(chǎn)品表現為較好的熱穩定性、抗寒性,優(yōu)良的電絕緣性能,燃燒時(shí)不會(huì )產(chǎn)生有毒的物質(zhì)等。

      因此在健康用品、汽車(chē)、嬰兒用品、醫療用品、潛水用品、廚房用具以及密封件等的生產(chǎn)設計中成為不可替代的材料。

      概述

      注射成型液體硅橡膠(LSR)是加成型液體硅橡膠的一種,它利用其自身粘度低(在硫化前具有一定的流動(dòng)性、不定型性)、便于采用計量混合設備進(jìn)料的特點(diǎn),采用專(zhuān)用注射成型設備將兩組分精確自動(dòng)進(jìn)料、混合、注模,然后快速硫化,成型制品。注射成型工藝逐步取代了傳統的模壓工藝,具有眾多優(yōu)點(diǎn):采用液體注射成型工藝硫化成型,計量準確,材料浪費少;硫化溫度低,成型制品周期短,降低生產(chǎn)成本;制品精度高,可加工復雜形狀制品;硫化過(guò)程無(wú)副產(chǎn)物,無(wú)需二段硫化;制品具有優(yōu)異的耐老化性、耐侯性、無(wú)毒性、高透明性、高機械強度、彈性好等特點(diǎn)[1-2]。因而液體注射成型硅橡膠在日用橡膠制品如嬰兒用品、日用制品、電力絕緣材料加工、櫥具配件制造等領(lǐng)域成為首選材料,是硅橡膠中發(fā)展最快的產(chǎn)品之一。

      液體硅橡膠注射成型技術(shù)(LIM)是七十年代末開(kāi)發(fā)的一種新型高效的硅橡膠成型方法,是通過(guò)把具有出色性能的液體硅橡膠和能夠精密且穩定地完成注射成型的設備相結合而形成的新型的硅橡膠成型加工技術(shù),只需將兩個(gè)組分(也可以包含配色等輔助組分)裝入設備內,從進(jìn)料、計量、混合到成型全自動(dòng)完成。這種加工技術(shù)可以達到簡(jiǎn)化工藝、縮短加工時(shí)間、節約材料、提高效率的目的。并且生產(chǎn)過(guò)程中基本不產(chǎn)生廢邊,有利于環(huán)保。

      隨著(zhù)液體硅橡膠的廣泛應用和對制品要求的提高,越來(lái)越多的人們已認識并采用此技術(shù)生產(chǎn)硅橡膠制品,迎來(lái)了硅橡膠加工業(yè)高效率、高質(zhì)量及低成本生產(chǎn)的新紀元。隨著(zhù)注射成型技術(shù)應用范圍的不斷擴展,有望在替代傳統彈性體產(chǎn)品上具有更大的競爭力。

      注射成型工藝簡(jiǎn)介

      液體硅橡膠注射成型過(guò)程如下:通過(guò)計量裝置將A、B 兩種液體硅橡膠原料經(jīng)精確計量后輸送到混合裝置中;兩組分在混合器中充分混合后再輸送到注射成型機中;通過(guò)成型機注射或噴射到已預熱的多模具中并均勻分配到各個(gè)模腔中;在熱模腔中硅橡膠材料被加熱并快速硫化成型制品;硫化成型后自動(dòng)開(kāi)模出模;然后合模并進(jìn)入下一個(gè)成型周期。整個(gè)成型周期幾十秒時(shí)間到幾分鐘,根據制品大小不同成型周期也不同。整個(gè)工藝流程如下圖1所示[3-4]。

    圖1 液體硅橡膠注射成型工藝流程示意圖

      整個(gè)注射成型系統分為一下幾個(gè)部分:第一單元是計量進(jìn)料單元,通過(guò)液壓壓盤(pán)將液體硅橡膠的兩個(gè)組分直接從包裝桶中精確計量進(jìn)入系統內;第二單元是混合單元,通過(guò)靜態(tài)混合器將進(jìn)入系統的兩個(gè)組分充分混合均勻,并且體系中不帶入氣泡;第三單元是注射成型單元,混合好的硅橡膠材料通過(guò)注射單元定量注射到模具中,并均勻分配到各個(gè)模腔,然后熱硫化。整個(gè)過(guò)程全自動(dòng)化,設定好參數后可實(shí)現無(wú)人工控制,達到提高生產(chǎn)效率。

      注射過(guò)程工藝參數的控制

      注射成型工藝應用到液體硅橡膠的成型加工有很多優(yōu)點(diǎn),得到廣泛認可。但是相對于一般的模壓成型、澆注成型等工藝,注射成型技術(shù)使用的成型設備比較難操作,成型過(guò)程比較復雜,技術(shù)要求高,如果使用不當,不但得不到好的制品,反而會(huì )造成更大的浪費,那么注射成型的優(yōu)勢就不能得到很好的發(fā)揮。下面以奶嘴注射成型過(guò)程為例,簡(jiǎn)單對注射成型過(guò)程控制及出現問(wèn)題進(jìn)行分析。

      3.1硫化溫度

      硫化溫度是關(guān)系成型制品質(zhì)量的最關(guān)鍵最敏感參數,通常模具溫度80℃~200℃范圍內都可成型。但是硫化溫度的設定與硫化時(shí)間、模具材料等有較大關(guān)系。

      下圖2是XHG6120液體硅橡膠在不同溫度下成型時(shí)間的變化圖。

    圖2 硅橡膠硫化溫度與時(shí)間關(guān)系圖

      由圖可明顯看出硫化溫度低時(shí),硫化成型需要時(shí)間長(cháng),這樣直接影響到注射成型周期拉長(cháng),生產(chǎn)效率降低;而提高硫化溫度,成型時(shí)間短,可提高生產(chǎn)效率,降低人力成本等。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,如果一味的提高硫化溫度來(lái)提高生產(chǎn)效率也不一定達到降低成本的目的,因為要將模具加熱到更高的溫度,需要的能耗會(huì )大幅度提高,提升了能耗成本。因此從生產(chǎn)總成本考慮,有一個(gè)相對最佳的溫度點(diǎn)。根據不同情況,通過(guò)對成本進(jìn)行核算,一般硫化溫度在140℃~180℃時(shí)經(jīng)濟性相對較好。

      另外,從模具材料看,太高的溫度可能導致模具變形較大,影響制品質(zhì)量,嚴重的可能影響到開(kāi)模,甚至導致模具打不開(kāi)。國內制作的模具一般溫度在170℃以下時(shí)不太有很大,如果高于170℃時(shí)就容易出現開(kāi)模問(wèn)題。對于精密度高的制品,更容易出現這個(gè)問(wèn)題。另外硫化溫度過(guò)高,膠料硫化過(guò)快,氣泡沒(méi)有排除,形成氣泡缺陷,過(guò)熟也會(huì )使制品易斷裂,影響產(chǎn)品性能。

      綜合考慮各個(gè)因素,一般對于尺寸較小的制品的注射成型,硫化溫度在150℃~160℃比較合理,應用的比較多。

      3.2 注射條件

      當注射溫度在150℃時(shí),注射壓力從40kg/cm2到150 kg/cm2的范圍時(shí)可以取得較好的效果。在不同情況下,壓力不同也對制品有影響。較小的注射壓力會(huì )使注模欠注,缺少較料,制品不完整;當注射壓力過(guò)高時(shí),注膠過(guò)程太快,因排氣不暢而使制品產(chǎn)生氣泡,影響產(chǎn)品外觀(guān)。根據實(shí)驗實(shí)踐,一般注射壓力在30~60 kg/cm2時(shí),注射過(guò)程良好,硅橡膠在模腔內分布均勻,排氣順暢,制品成品率高。

      另外,注射時(shí),注膠方式也對制品外觀(guān)有較大影響。如果膠料一次性全部注入,可能產(chǎn)生溢邊,并影響到排氣,制品產(chǎn)生氣泡,嚴重的造成脫模困難。為避免一次注射造成的不良后果,可采用二段注射的方式,第一次將大部分膠注射進(jìn)入,第二次將剩余膠注入,這樣可以達到順暢排氣的目的,成品率大大提高。一般兩次注射就可達到要求,有時(shí)也可以采用三次注射的方式。多次注射時(shí),注射壓力也要不同,一般第二次注射壓力要低些。

      3.3 其它影響因素

      除了硫化溫度、注射壓力等操作控制參數對成型制品的影響外,但還有其他很多因素都對產(chǎn)品有很大影響,比如模具質(zhì)量、計量系統的精度等。

      模具加工質(zhì)量對制品成型率也有較大影響。模具加工粗糙,拋光度不好,易造成制品脫模困難,外觀(guān)光潔度不好,透明性差,成型率低。一般要求制品模具精制,模腔光滑度好。模具設計要合理,容易開(kāi)模,排氣順暢對加工過(guò)程非常有好處。

      計量系統的計量精度直接影響到產(chǎn)品的好壞,如果精度低,導致混合后的產(chǎn)品配方有較大偏差,影響固化,影響制品性能。一般進(jìn)口設備的計量精度可以達到1%以?xún)?,而國產(chǎn)設備一般都要在2%以上。因此在硅橡膠配方研究過(guò)程中,要充分考慮的生產(chǎn)設備的精度問(wèn)題,保證兩組分在一定范圍內的配比變化時(shí),制品硫化和性能不受較大影響。

      結束語(yǔ)

      液體硅橡膠注射成型之所以有如此多的優(yōu)點(diǎn),主要源于液體硅橡膠本身的特性。掌握與應用液體硅橡膠注射成型技術(shù)不僅可生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品,還可節省能源、減少浪費,因此開(kāi)發(fā)液體硅橡膠注射成型技術(shù)具有十分重要意義。

      液體膠注射過(guò)程中各參數的選取對制品外觀(guān)和性能質(zhì)量都有影響,其中注射溫度和注射壓力影響較大。精密度較大食品用注射成型液體膠合適的注射成型溫度為150~160℃,注射壓力為30~60 kg/cm2,注射過(guò)程一般采用二次注入,成品率教高。另外,選擇好的計量進(jìn)料設備和好的模具也十分重要。

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