液体硅橡胶

四轮车

最近Laur硅橡胶公司展示了新一代液体硅橡胶。这种材料应用了当前先进的平稳硫化技术(EC)，解决了当前双组分液体硅橡胶(LSR)存在的一些问题。这种材料可作为单体系(IP)充分配合后供应。

  尽管这种材料还处在商业化初期，但是由于其具有以下优点，应用前景很广阔：1.充分配合——无需混合操作；2.没有配比不当的物质；3.无需清理混合设备；4.没有清理过程中的物料损失；5.优异的物理性能(拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度、热老化性能、压缩永久变形)；6.储存寿命长；7.硫化周期短；8.符合美国食品药物管理局(FDA)标准；9可调色；10.不同硬。度间可混合。

  尽管通常声称液体硅橡胶已充分配合，但实际并非如此。一般液体硅橡胶有两个组分，A和B，在用之前需要混合。在室温下，混合后的储存寿命不多于3d。大多数情况下，当对颜色有要求时要事先加入着色剂。这种新的平稳硫化体系可以作为单组分供应，无需再混合。这意味着只需要将原材料直接注入到模具中即可。

  因为双组分液体硅橡胶在使用前需要混合，不可避免地存在局部配比不当的问题。对双组分体系来说，如果泵运行不正常，就会产生配比不当的物质。混合不均会影响橡胶的硫化周期和物理性能。

  双组分胶的储存寿命不多于3d。所以当混合设备长时间不用时，必须将其清理干净。只清理A和B组分其中一个时，就会导致设备以后启用时混合比例不当，造成材料的浪费。采用新的平稳硫化技术的材料体系具有长的储存寿命，故当混合装备长时间不用时不必清理或洁化。

  如表1-3所示，同现有的双组分液体硅橡胶相比，这种新的单组分硅橡胶具有相似的性能。表中未列出这种新材料的粘度，实际同双组分液体硅橡胶的粘度也是相近的。

  表1 40度双组分和单组分液体硅橡胶物理性能对比


物理性能

硬度
拉伸强度，MPa
拉断伸长率，%
撕裂强度，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 硅橡胶热老化后的物理性能


物理性能(225℃×70h)

硬度
拉伸强度，MPa
拉断伸长率，%
撕裂强度，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压缩永久变形

压缩永久变形(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



在仓库中储存6个月后，对这种新材料进行了测试。同6个月前相比，储存6个月后该单组分液体硅橡胶的硫化曲线和物理性能几乎没有变化(表4和(图1略))。通过将样品在71℃下存放一周的试验，再次证明了这种新体系的稳定性。同样，性能和硫化曲线都没有变化(表5和(图2略))。

  表4 储存试验前后的物理性能


硬度
拉伸强度，MPa
拉断伸长率，%
撕裂强度，kN/m

试验前

9.2
382


6个月后
63.7
9.0
344
49.0



  表5 热稳定性试验前后的物理性能


硬度
拉伸强度，MPa
拉断伸长率，%
撕裂强度，kN/m

试验前

9.2
399


6个月后
56.3
9.6
408
44.5



平稳硫化技术良好的稳定性同样使焦烧性能得益，在较长装模时间下增加了硫化过程的安全性。这对模具设计和装模较难的情况都是很有帮助的。
  单组分体系液体硅橡胶的硫化时间比双组分体系的长，这主要是由于其焦烧时间较长。平稳硫化体系的硫化速率不比双组分体系差多少。图3(略)比较了单组分硅橡胶和三种不同的双组分硅橡胶的硫化曲线。

  材料可以达到美国食品药物管理局(FDA)的要求。样品胶料经过二段硫化后，按CFR171.2600测试。样品通过了长期或者反复与食物接触的产品的严格测试。

  由于具有较长的储存寿命，单组分硅橡胶可以以全配合的方式供应。这就减少了混合时存在配比不当的可能性。单组分硅橡胶可以着色后供应，就不需要象双组分硅橡胶一样在模压成型前加着色剂混合。因此，简单的泵就可以替代现有的混合计量设备。

  对制造商来说，拥有混合计量设备就可在不同硬度的硅橡胶混合时预测出中间硬度，这对小用户来说就可尽可能减少存货。如果需要某一硬度，事先通过计算设定时间，然后开启两台泵，分别将不同硬度原料从桶内抽出。

  对于不愿意通过混合来调节硬度的制造商，不必开启混合设备就可进行全套材料试验，这样在生产前可完成测试。

  新的平稳硫化技术有望为液体硅橡胶开拓新的市场。对这种新的单组份材料可进行短期投入，这样就不必购买计量混合设备。它平稳安全的硫化特性也有望为其开拓新市场。