硅胶及工艺

硅胶及工艺制程编制：刘元银2012.11.28SuzhouGlobalStandardTechnologyElectronicsC,.LtdSuzhouGSTElectronics什么是硅胶硅胶（Silicone），硅橡胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2·nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。硅胶存放条件a﹑硅胶保存于25℃±2.5℃环境。b﹑于上述条件下保存半年后﹐滚轮加工性仍无问题。c﹑于上述条件下保存一年后﹐硅橡胶之各项物性与一年前比差异性不大。d﹑一般而言﹐硅橡胶添加架桥剂素练后，以12----24H内使用最佳。但是因为放置之温﹑湿度的关系﹐会影响放置时间﹐正常3天内可用﹐3天到30天的使用前须重混3—5分钟；超过30天的原料须加0.2％--0.3％的架桥剂（C-8B）重混。硅胶分类1.硅胶原材料按来源可分为国产料和进口料。国产料主要有：东爵，瑞营，宏达，天玉，新东方，聚合等较大的生产商。进口料主要有：日本信越、东芝，美国道康宁，法国罗帝亚，德国瓦克等等。硅胶分类2.硅胶按性能来分可分为普通硅胶和气象硅胶。普通硅胶又名沉淀硅胶颜色：半透明，乳白色，浅黄色，灰色等。硬度：30°，40°，50°，60°，70°，80°等，常用的在40°-70°之间。密度：1.1-1.12g/cm2伸长率：400%用途：用的比较多的是手机按键、杂件、导电胶等中低档硅胶产品。气象硅胶又名纯硅胶颜色：透明。硬度：30°，40°，50°，60°，70°，80°等，常用的在40°-60°之间。密度：1.1-1.12g/cm2伸长率：600%-700%特点：由于此材料透明度好，抗拉力强。成本偏高。用途：硅胶管，保护套等高档需要高弹性的产品。硅胶分类3.硅胶原材料按物理性质来分可以分成固体硅胶和液体硅胶。固体硅胶主要用于模压成型的产品。比如：硅胶套，硅胶餐具，硅胶按键等液体硅胶主要用于挤出成型的产品，比如硅胶奶嘴，硅胶管等。硅胶成型工艺分类硅胶制品根据成型工艺的不同可以分为三大类系模压硅胶制品模压硅胶制品通常是通过高温模具在放入添加硫化剂的固体硅胶原料后通过硫化机台施加压力，高温硫成固体化成型的，模压硅胶的硬度通常在30°C-70°C。原料配合色膏按照潘通色卡号调出颜色，模具的形状决定了模压硅胶制品的形状，模压硅胶制品是目前硅胶行业中运用最广泛的一种。主要用于只做硅胶工业配件，按键，硅胶礼品，硅胶手环，硅胶手表，钥匙包，手机套，硅胶厨具，硅胶垫，冰格，蛋糕模等等。挤出硅胶制品挤出硅胶制品通常是通过挤出机器挤压硅胶成型的，一般挤出硅胶形状是长条的，管状的可随意裁剪，但是挤出硅胶的形状有局限性，在医疗器械，食品机械中广泛使用。液态硅胶制品液态硅胶制品是通过硅胶注塑喷射成型的，产品柔软，硬度可以达到10°C-40°C，因其柔软的特性，在仿真人体器官，医疗硅胶胸垫，等广泛运用。3.硅橡胶的特性硅胶性能对比性能硅胶制品同类塑胶制品毒/味道无大部分有透明度高高生理惰性/化学稳定性优良环保/可降解是否不退色/不变黄是否耐老化/使用寿命长是是柔软/柔韧优差耐寒/防变脆耐寒-40℃，不会变脆耐寒-40℃，变脆燃烧性能330度100～150度耐高温不易燃，不会产生有害物质易燃，产生有害物质耐磨性良良绝缘性优优防褪色良良防滑良差弹性/防震优差易脱模/易清洗良良3、硅橡胶特性耐热性：硅橡胶比普通橡胶具有好得多的耐热性，可在150度下几乎永远使用而无性能变化；可在200度下连续使用10，000小时；在350度下亦可使用一段时间。广泛应用于要求耐热的场合：热水瓶密封圈压力锅圈耐热手柄耐寒性：普通橡胶为-20度~-30度，硅橡胶则在-60度~-70度时仍具有较好的弹性，某些特殊配方的硅橡胶还可承受极低温度。用于低温密封圈耐侯性：普通橡胶在电晕放电产生的臭氧作用下迅速降解，而硅橡胶则不受臭氧影响。且长时间在紫外线和其他气候条件下，其物性也仅有微小变化。户外使用的密封材料3、硅橡胶特性电性能：硅橡胶具有很高的电阻率且在很宽的温度和频率范围内其阻值保持稳定。同时硅橡胶对高压电晕放电和电弧放电具有很好的抵抗性。高压绝缘子、电视机高压帽、电器零部件导电性：当加入导电填料（如碳黑）时，硅橡胶便具有导电性键盘导电接触点、电热元件部件、抗静电部件、高压电缆用屏蔽、医用理疗导电胶片导热性：当加入某些导热填料时，硅橡胶便具有导热性散热片、导热密封垫、复印机、传真机导热辊抗辐射性：含有苯基的硅橡胶的耐辐射大大提高电绝缘电缆、核电厂用连接器等3、硅橡胶特性阻燃性：硅橡胶本身可燃，但添加少量抗燃剂时，它便具有阻燃性和自熄性；且因硅橡胶不含有机卤化物，因而燃烧时不冒烟或放出毒气。各种防火严格的场合。透气性：硅橡胶薄膜比普通橡胶及塑料打腊膜具有更好的透气性。其另一特征就是对不同的透气率具有很强的选择性。如气体交换膜医用品、人造器官。3、硅橡胶特性硬度高：混炼时间长，温度高，静电强，难混炼，混炼时间长。硬度低：混炼时间短，温度低，静电弱，易混炼，混炼时间短。硬度高：密度高，收缩性小，流动性差，易少料，比重大，手感好，荷重高。硬度低：密度低，收缩性大，流动性好，易包风，比重小，手感差，荷重低。4.生产条件对产品的影响1、温度和尺寸荷重的相对关系-------温度越高荷重越高，尺寸越短，反之温度越低荷重越轻尺寸越长。2、压力和尺寸荷重的相对关系-------压力越大尺寸越长，荷重越轻，反之压力越小尺寸越短荷重越高。3、荷重和回复力段落的相对关系--------荷重越高回复力越高，段落越轻，反之荷重越轻回复力越轻段落越高。4、段落和行程的关系--------行程越长段落越高，反之行程越小段落越轻。4.生产条件对产品的影响温度高：收缩大，流动性差，易少/缺料，手感差，易死料，硫化时间短，产品尺寸小。温度低：收缩小，流动性好，易包风（不熟），手感好，硫化时间长，产品尺寸大。压力大：荷重低，尺寸大，不易缺料，基片薄。压力小：荷重高，尺寸小，易缺料，基片厚。硫化温度过高很容易导致产品缺胶、尺寸偏小、厚度偏厚、变形、麻木、变脆、容易破裂、难拆边等不良容易造成荷重偏高不良。还很比较容易出现包风。硫化温度过低很容易导致硅胶制品尺寸偏大、厚度偏薄、硫化不完全、发软等不良，，还很容易造成荷重偏低、黑粒脱落等不良。但也有几点与硫化温度偏高相似，就是难拆边、包风等问题。4.生产条件—（温度）对产品的影响4.生产条件—（压力）对产品的影响硫化压力与其产品的硬度、与胶料的定伸应力、拉伸强度成正比。与胶料的扯断伸长率、压缩永久变形、收缩率成反比。（随着胶料硫化压力的提高，其大分子链之间的距离逐渐减小，导致硫化交联效率的提高，从而引起胶料的交联密度增大，这一微观的变化导致了其胶料的定伸和拉伸强度均随之提高，其胶料的扯断伸长率、撕裂强度和压缩永久变形却随之下降。）一、原理成型的原理是利用高温高压（模具温度需要在165℃左右），加以一定的时间，使产品发生物理上的变化，即通过架桥剂的搭桥，使原本游离的各分子互相连结，形成网状结构，从而密不可分，就形成了我们需要的产品。成型加硫是高温高压加硫型。硅胶成型工艺一、原理备注：热硫化通常分两段进行，预硫化是在加压下进行，温度为150～160℃；后硫化是为了除去过氧化物、添加剂分解产生的挥发成分，要在常压热空气中(200℃左右)硫化1～4H（二次硫化）。为使硫化更稳定、物性更好，后硫化的时间可到12H或更长。硅胶成型工艺硅胶成型工艺二、流程图硅胶制品作业流程图生产通知单生管课生产计划表物料员领料单資材課采购仓库制造课确认接收工程課物料到位发料备料切料炼胶配色入库包裝二次加硫加工、检查非印刷印刷OQC成型OKOKOKOKOKOKOKOKNGNGNGNGNGNGNGNG报废领料协助生产（图纸、模具设计、原材材质、配方、参数设置等）混炼素炼硅胶成型工艺三、成型的设备和工具成型的设备主要是开炼机、切料机、油压成型机、喷砂机、冲床、烘箱等。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业过程流程图加料和操作顺序：生胶(包辊)（硬度高—→硬度低）—→补强填充剂—→结构控制剂—→耐热助剂—→着色剂等—→薄通5次—→下料，烘箱热处理—→返炼—→硫化剂—→薄通—→静置（停放过夜）—→返炼—→出片。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业过程流程图一、生产通知单领料依配方计算用料称料、色母研磨色母素练、混料睡眠出料切料检测料条标示放置料架转成型。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业内容1.领料接收生产通知单后﹐找出该机种作业标准书﹐依据订单所需原料﹐开列《领料单》﹐由生管审核后领料。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业内容2﹑计算用料根据胶料混炼作业标准书配方及料条规格进行计算订单用料量，并记录。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业内容3﹑取料每次按最高20-40Kg/手﹐取出所需的料和色母﹐原料、色母用电子秤称取。切取硅橡胶时﹐须注意安全使用切料刀﹐以免割伤手，并先检查料的清洁度。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业内容4﹑素练用混料机进行素练﹐将原料打碎﹐即破坏原料原有的分子间的排列方式﹐来提高其可塑度。注意﹕搅拌时间为3-5分钟/手﹐压力为4Kg/cm2;,电流为60A﹐混料机搅拌时间为16±4分钟；两机温度最高为50℃﹐如果温度超出50℃时﹐即打开水阀放冷却水降温。具体机台操作见机台操作说明书。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业内容5﹑处理色母，a﹑离机台25cm处进行作业﹐以免衣角卷入。b﹑不可将手放进正在运转之滚轮中。c﹑注意滚轮平行度﹐以免将滚轮损伤。d、每次放料量不可超过10g.e、滚轮研磨间隙为0.1mm；研磨时间是3±1分钟。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业内容6﹑混料将所需调配的原料和辅助料一起放进混料机滚轮进行搅拌均匀﹐每次搅拌时间为16±4分钟﹐调整滚轮间距10-20mm﹐用右手持皮刀﹑左手拉左侧料之一角﹐顺势由左向中间割开料﹐左手将料拉向中间反复数次后﹐左右手交换重复相同动作进行混料﹐混料结束收料时﹐右手持皮刀由左向右迅速将料全面割开﹐并放下皮刀双手同时向下卷状﹐反复此动作﹐（翻炼过程：能更好、更快、更均匀的混炼。刀法：a、斜刀法b、三角包法;c、打扭操作法;d、捣胶法，）注意事项﹕a﹑作业时必须避免超过滚轮2/3高度位置。b﹑打开冷却水开关﹐控制滚轮温度在50℃以下。c﹑有异常时按紧急开关。d﹑将配好的料进行颜色﹑硬度验证。e﹑配料过程﹑混料时间需做记录。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业内容7﹑睡眠将混好的料用胶袋密封包裹﹐睡眠12~24小时使用﹐可塑性最佳。混好的料须标示品名﹑混料日期﹑时间﹐控制睡眠时间。放置72小时以上至一个月内需重新搅拌3-5分钟﹐放置超过一个月以上﹐依气候状况添加架桥剂0.2~0.3%后重新搅拌。如有急单﹐则在正常混练时间外加混10~15分钟以提高其可塑度﹐睡眠料放置条件控制在30℃以下﹐用空调控制室内温度。作用﹕使各不规则的分子运动趋于一致﹐从而使其物性稳定﹐达到最佳可塑性的状态。工艺流程一、原料的准备-----炼胶一、原料的配制-----混料作业内容8﹑出料根据各机种作业标准书料条规格﹐调整出料机滚轮间隙﹐控制料条厚度﹐调整跨刀距离﹐控制料条长度﹐作业时须注意以下几点。注意事项﹕﹕a﹑手