高温硫化硅橡胶

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热硫化开型硅橡胶
热硫化型硅橡胶可以生胶或混炼胶形式出售,为了适应使用目的,一般配制成具有各种特性的胶料供用户选择,国外各专业公司都有自己的牌号,品种极其繁多。

按不同特性分成下列几大类。

(1)通用型(一般强度型)采用乙烯基硅橡胶与补强剂等组成,硫化胶物理机械性能属中等强度,拉伸强度为4.9~ 6.9MPa(50~
70kgf/cm2),伸长率为200~300%,是用量最多、通用性最大的一种类型的胶料。

(2)高强度型采用乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,以比表面积较高的气相白炭黑或经过改性处理的白炭黑作补强剂,并加入适宜的加工助剂和特殊添加剂等综合性配合改进措施,改进交联结构(产生“集中交联”),提高撕裂强度。

这种胶料的拉伸强度为7.8~9.81MPa(80~100kgf/cm2),扯断伸长率为500~1000%,撕裂强度为29.4~49kN/m。

(3)耐高温型采用乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,补强剂的种类和耐热添加剂经适当选择,可制得耐300~350℃高温的硅橡胶。

(4)低温型主要采用低本基硅橡胶,脆性温度达-120℃,在-90℃时不丧失弹性。

(5)低压缩永久变形型主要采用乙烯基硅橡胶,以乙烯基专用的有机过氧化物作硫化剂;当压缩率为30%肘,在150℃下压缩24~72小时后的压缩永久变形为7.0~15%(普通硅橡胶为20~30%)。

(6)电线、电缆型主要采用乙烯基硅橡胶,选用电绝缘性能良好的气相白炭黑为补强剂,具有良好的压出工艺性能。

(7)耐油耐溶剂型主要采用氨硅橡胶,一般分为通用型和高强度型两大类。

(8)阻燃型采用乙烯基硅橡胶,添加含卤或铂化合物作阻燃剂组成的胶料,具有良好的抗燃性。

(9)导电性硅橡胶采用乙烯基硅橡胶,以乙炔炭黑或金属粉末作填料,选择高温硫化或加成型硫化方法,可得到体积电阻系数为2.0~102Ω·cm的硅橡胶。

(10)热收缩型乙烯基硅橡胶中加入具有一定熔融温度或软化温度的热塑性材料,硅橡胶胶料的热收缩率可达35~50%。

(11)不用二段硫化型采用乙烯基含量较高的乙烯基硅橡胶,通过控制生胶和配合剂的PH值,加入特殊添加剂等制得。

据Dow Corning 公司资料,胶料可分为高抗撕、低压缩变形以及电线、电缆用等几种。

它的硫化胶(一段)之压缩永久变形和普通二段硫化胶的压缩永久变形相似,耐热老化性能亦相同。

普通硅橡胶不经二段硫化,压缩永久变形为80~100%,而经二段硫化后降为10~50%(250℃×24h)。

(12)海绵硅橡胶在乙烯基硅橡胶中加入亚硝基化合物、偶氮和重氮化合物等有机发泡剂,可制得发孔均匀的海绵。

除上述之外,国外尚有导热性硅橡胶、萤光性硅橡胶及医用级混炼胶等品种出售。

随着硅橡胶应用的广泛开发,胶料的品种牌号逐日增加。

可是,过多的牌号却造成生产、贮运和销售工作的忙乱,因此,目前有些生产厂已相应的改变为将各种品种归纳成典型的几种基础胶与几种特性添加剂(包括颜料、硫化剂等)出售,使用者根据需要,按一定配方和混合技术分别配伍,即得最终产品。

这种方法不但使品种简单明了,而且生产批量大,质量稳定,成本降低,也提高了竞争性。

以美国General Electric公司为例,该公司目前热硫化硅橡胶只设有十一个品种的基础胶与五种添加剂,代替原来为数众多的牌号(见表9-8~表9-10)
二、配合
与一般的通用橡胶比较,所有三大类的硅橡胶的配合组分都比较简单,热硫化型也是这样。

除生胶外,配合剂主要包括补强剂、硫化剂及某些特殊的助剂,一般只需有5~6个组分即可组成实用配方。

硅橡胶配方设计应当考虑到以下几点。

(1)硅橡胶为饱和度高的生胶,通常不能用硫黄硫化,而采用热硫化。

热硫化是以有机过氧化物作硫化剂的,因此胶料中不得含有能与过氧化物分解产物发生作用的活性物质(如槽法炭黑、某些有机促进剂和防老剂等),否则会影响硫化。

(2)硅橡胶制品一般在高温下使用,其配合剂应在高温下保持稳定,为此,通常选用无机氧化物作补强剂。

(3)硅橡胶在微量的酸或碱等极性化学试剂的作用下易引起硅氧烷键的裂解和重排,导致硅橡胶耐热性的降低。

所以在选用配合剂时必须考虑到它们的酸碱性,同时还应考虑到过氧化物分解产物的酸性,以免影响硫化胶的性能。

(一)生胶的选择
设计配方时应根据产品的性能和使用条件,选用具有不同特性的生胶。

对一般的硅橡胶制品要求使用温度在-70~250℃范围内,都可采用乙烯基硅橡胶;当制品的使用温度要求较高时(-90~300℃),可采用低苯基硅橡胶;当制品要求耐高低温又需耐燃油或溶剂时,则应当采用氟硅橡胶。

(二)硫化剂和硫化机理
1.硫化剂
用于热硫化硅橡胶的硫化剂主要有有机过氧化物、脂肪族偶氮化合物、无机化合物、高能射线等,其中最常用的是有机过氧化物。

这是因为有机过氧化物一般在室温下比较稳定,但在较高的硫化温度下能迅速分解产生游离基,从而使硅橡胶交联。

硅橡胶常用硫化剂列于表9-11。

这些过氧化物按其活性高低可以分为二类。

一类是通用型,即活性较高,对各种硅橡胶均能起硫化作用;另一类是乙烯基专用型,即活性较低,仅能对含乙烯基的硅橡胶起硫化作用。

这两类过氧化物性能比较如表9-12所示。

除了两类过氧化物的上述一般区别外,每一种过氧化物有其自己的特点。

硫化剂BP是模压制品最常用的硫化剂,硫化速度快,生产效率高、但不适宜于厚制品的生产。

硫化剂DCBP因其产物不易挥发,硫化时不加压也会产生气泡,特别适宜于压出制品的热空气连续硫化,但它的
分解温度低,易引起焦烧,胶料存放时间短。

硫化剂BP 和DCBP 均为结晶状粉末,易爆,为安全操作和宜于分散,通常采用它们分散于硅油或硅橡胶中的膏状体,一般含量为50%。

硫化剂DTBP 的沸点为110℃,极易挥发。

胶料在室温下存放时硫化剂就挥发,最好以分子端为载体的形式使用。

硫化剂DTBP 不会与空气或炭黑起反应,可用于制造导电橡胶及模压操作困难的制品中。

硫化剂DBPMH 与DTBP 类似,但常温下不挥发,它的分解产物挥发性很大,可以缩短二段硫化时间。

硫化剂DCP 在室温下不挥发,具有乙烯基专用型的特点,同时分解产物挥发性也较低,可以用于外压小的场合硫化。

硫化剂TBPB 用于制造海绵制品。

过氧化物的用量受多种因素的影响,例如,生胶品种、填料类型和用量、加工工艺等。

一般来说,只要能达到所需的交联度,硫化剂应尽量的少。

但实际用量要比理论用量高得多,因为必须考虑到多种加工因素的影响,如混炼不均匀,胶料贮存中过氧化物损耗,硫化时空
表9-11 硅橡胶常用硫化剂
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
0.5~2②
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
0.5~2②
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
0.5~1.5
135~155 通用型、海绵、高温
硫化用
过氧化二叔丁基
硫化剂DTBP
0.5~1.0
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
0.5~1.0
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)
0.5~1.0
160~170
乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料
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%)。

表9-12 两种不同类型硫化剂的比较
通用型硫化剂(硫化剂BP 、DCBP )
乙烯基专用型硫化剂(硫化剂DTBP 、TBPB 、DCP 、
DBPMH )
1.化温度低,时间短,特别是硫化剂DCBP 易引起焦烧
2.解生成酸性物,对硅橡胶有裂解作用,不宜于厚制品生产,硫化胶高温压缩永久变形大
3.能用于含炭黑的胶料
4.用量对硫化胶物理机械性能影响较大
硫化温度高,时间长,不易焦烧
分解物为酮、烷等危害小的中性物,适宜于厚制品生产,硫化胶高温下压缩永久变形小 可用于含炭黑的胶料
用量对硫化胶物理机械性能影响较小
气及其它配合剂的阻化等。

对于乙烯基硅橡胶(乙烯基含量0.15mol %)模压制品用胶料来说,各种过氧化物常用范围重量份如下(以100份生
胶计);硫化剂BP 0.5~1;硫化剂DCBP1~2;硫化剂DTBP 1~2;硫化齐DCP 0.5~l;硫化剂DBPMH 0.5~1;硫化剂TBPB 0.5~1。

随乙烯基含量增高,过氧化物用量应减少。

胶浆、压出制品胶料及胶粘剂用胶料中过氧化物用量应比模压用胶料中的高。

某些场合下采用两种过氧化物并用,能减少硫化剂的用量,并可适当降低硫化温度,提高硫化效应。

2.硫化机理
硅橡胶以过氧化物硫化时,过氧化物对硅橡胶的交联是在二个活化的甲基或乙烯基之间通过自由基反应进行的。

二甲基硅橡胶的交联按下列反应式进行
乙烯基硅橡胶的交联按下列反应式进行
由以上反应式可以看到:①过氧化物分解产物大部分不结合到硅橡胶分子链上而残留在胶料中,需要通过二段硫化除去,②在乙烯基硅橡胶的硫化过程中,过氧化物起催化作用,在交联过程中重新生成可继续反应的自由基,最后被各种副反应消耗掉,因此在硅橡胶中引入少量乙烯基可大大提高硫化活性,提高硫化胶的交联效率,减少过氧化物用量。

不同类型的硅橡胶中各种有机基的交联活性如下:乙烯基>甲基>氟丙基>苯基>γ腈丙基。

苯基和γ-腈丙基与过氧化物反应生成的自由基由于活性太低不能进行交联,含多量苯基和γ-腈两基的硅橡胶胶料,必须采用多量的过氧化物或在生胶中提高乙烯基的含量,才能达到良好的硫化效果。

硅橡胶除常用上述过氧化物硫化外,还可用高能射线进行辐射硫化,当生胶中的乙烯基含量较高时(1mol%)或与其它橡胶井用,也可用硫黄硫化,但性能极差,因此没有实际应用。

硅橡胶的辐射硫化也是按游离基反应机理进行的。

用CO60同位素作能源(产生γ-射线)进行的试验表明,在与空气中的氧隔绝的水介质中进行辐照时,硫化胶具有最佳辐照剂量为104~105GY;当以(3~5)×104GY的剂量辐照硫化时,硫化胶的撕裂强度、扯断伸长率为用过氧化二异丙苯(硫化剂DCP)硫化胶的1.5倍,耐热老化性能也好。

增加辐照剂量至(8~10)×104GY时,硫化胶的高温压缩变形性能有所提高,在辐照剂量为1.3 ×105GY时,硫化胶具有最好的耐寒性。

目前辐射硫化已用于压出制品的工业化生产中,例如电线及电缆。

(三)补强剂及相关的机理
未经补强的硅橡胶硫化胶强力很低,只有0.3MPa左右,没有实际的使用价值。

采用适当的补强剂可使硅橡胶硫化胶的强度达到3.9~9.8MPa,这对提高硅橡胶的性能,延长制品的使用寿命是极其重要的。

硅橡胶补强填充剂的选择要考虑到硅橡胶的高温使用及用过氧化物硫化,特别是有酸碱性的物质对硅橡胶的不利影响。

硅橡胶用补强填充剂按其补强效果的不同可分为补强性填充剂和非补强性填充剂,前者的直径为10~50nm,比表面积为70~400m2/g,补强效果较好;后者为300~10000nm,比表面积在30m2/g以下,补强效果较差。

1.补强填充剂
(1)白炭黑的种类和特性硅橡胶所用的补强填充剂主要是指合成的二氧化硅,又称白炭黑。

白炭黑分为气相白炭黑和沉淀白炭黑。

a.气相白炭黑气相白炭黑由四氯化硅、氢气和空气的混合物在1000℃以上的高温下燃烧,经捕集在袋中而制成,其反应式为:
高温
SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl↑
气相白炭黑粒子的大小、比表面积、表面性质、结构等与原料气体的比例、燃烧速度、SiO2核在燃烧室中停留时间等因素有关。

气相白炭黑粒子越细,它的比表面积就越大,则补强效果就越好,但操作性能就越差。

反之它的粒子粗些,比表面积也小。

补强效果就差,但操作性能就要好一些。

气相白炭黑为硅橡胶最常用的补强剂之一,由它补强的胶料其硫化胶的机械强度高,电性能好。

气相白炭黑并可与其它补强剂或弱补强剂并用,
以制取不同使用要求的胶料。

表9-13为美国Cabot公司生产的气相白炭黑品种及规格。

表9-13 美国Cabot公司生产的气相白炭黑品种
等级比表面积
m2/g
密度
g/cm3
PH值
(4%水溶液)
公称粒子直径nm
燃烧失重%
(1000℃)
M-5 Ms-7 Ms-75 Hs-5 EH-5 S-17
200±5
200±5
255±15
325±25
390±40
400±20
最大0.0037
0.072±0.008
0.072±0.008
最大0.037
最大0.037
0.072±0.008
3.5~
4.2
3.6~
4.2
3.6~
4.2
3.6~
4.2
3.6~
4.2
3.6~
4.0
14
14
11
8
7
7
1
1
1
2
2.5
2.5
目前国内生产气相白炭黑的单位是沈阳化工厂和上海电化厂。

沈阳化工厂的气相白炭黑有4个牌号,上海电化厂则只有2个牌号,虽属同一牌号,但在性能指标上也有差异,故在生产应用中应作适当的调整。

表9-14为上海电化厂和沈阳化工厂生产的气相白炭黑的牌号和性能.
表9-14 国产气相白炭黑的牌号和性能
生产厂牌号比表面积①m2/h 密度g/cm3PH值110℃×2h减量% 900℃×2h减量%
沈阳化工厂 1
2
3
4

75~105

≥150

≤0.05

≤0.04
4~6
4~6
3.5~6
3.5~5.5
≤3
≤3
≤3
≤3
≤5
≤5
≤5
≤5
上海电化厂 2
4 ≥200
≥300


3.3~5
3.3~5
≤5
≤5


①沈阳化工厂采用染料(甲基红)吸附法测定,上海电化厂用酸碱滴定法测定,前者实测值比后者小
b 沉淀白炭黑沉淀白炭黑是由可溶性硅酸盐进行酸化处理使之成为不溶的SiO2沉淀下来,其反应式如下:
Na2SiO3+2HCl SiO2+2NaCl+H2O
沉淀白炭黑的性能受沉淀条件如酸度、温度等的影响。

与用气相白炭黑补强的硅橡胶胶料相比,用沉淀白炭黑补强的胶料机械强度稍低,介电性能,特别是受潮后的介电性能较差,但耐热老化性能较好,混炼胶的成本要低得多。

当对制品的机械强度要求不高时,可用沉淀白炭黑或使之与气相白炭黑并用。

表9-15为国外气相白炭黑和沉淀白炭黑的商品牌号和制造厂。

国内最早生产沉淀白炭黑的是吉林省通化县第二化工厂,后来上海沪东化工厂和苏州东吴化工厂也相继生产。

吉林通化县第二化工厂生产用于硅橡胶胶料的牌号是36-5或通用型;沪东化工厂的则为S-600和S-760,苏州东吴化工厂的是TS-3。

各生产厂所制造的白炭黑在性能上有所差异,故在使用时也必须作适当的调整。

必须指出,由于沉淀白炭黑所含的水分较高,由它补强的硅橡胶胶料不适于采用热空气连续硫化工艺,否则制品将起泡。

表9-16为三个厂生产的沉淀白发黑的牌号和性能。

白炭黑可以通过适宜的化合物对其进行处理而制成一种表面疏水的物质。

处理的方法主要有液相法和气相法二种。

液相法的条件易于控制,产品质量稳定,处理效果好,但工艺复杂,溶剂需要回收,气相法处理工艺简单,但产品的质量不够稳定,处理效果较差。

用作表面处理剂的物质原则上为能与白炭黑表面的羟基发生作用的物质,有以下几种。

①醇类一般用丁醇处理,处理的产品称之谓“脂化”白炭黑。

沉淀白炭黑的表面丁醇化处理,美国曾一度生产过,后因耐热性差,已宣布放弃。

表9-15 国外白炭黑牌号和生产厂商
2.弱补强填充剂
弱补强填充剂也可称作惰性填料,对硅橡胶只起很小的补强作用,它们在硅橡胶中一般不单独使用,而是与白炭黑并用,以调节硅橡胶的硬度,改善胶料的工艺性能和硫化胶的耐油性能及耐溶剂性能,降低胶料的成本。

常用的弱补强剂有硅藻土、石英粉、氧化锌、氧化铁、二氧化钛、硅酸锆和碳酸钙等。

炭黑在硅橡胶中未得到广泛的应用,只有乙炔炭黑被用于制造导电硅橡胶制品。

随着乙炔炭黑在硅橡胶中用量的增加,硫化胶的体积电阻率降低。

一般乙炔炭黑的用量为30~50份(或与白炭黑并用),硫化胶的体积电阻率可达100Ω·cm以下,但硫化胶的机械强度较差,另有3.9~5.9MPa(40~60kgf/cm2)。

表9-18为硅橡胶常用补强剂的用量和性能。

表9-18 硅橡胶常用补强剂的用量和性能
(四)助剂
1.结构控制剂
采用气相白发黑补强的硅橡胶胶料贮放过程中会变硬,降低可塑性,
从而逐渐失去加工工艺性能,这种现象称作“结构化”效应。

有人认为,产生结构化的原因是气相白炭黑粒子表面的活性硅醇基在常
温下与生胶分子未端的硅醇基发生缩合。

也有人提出,结构化是由于白炭黑表
面的某种活性羟基与硅橡胶分子链形成了氢键型的化学吸附所致。

其模型如图
9-4所示。

实验表明,胶料的硬化程度与白炭黑的比表面积及白炭黑表面的隔离羟基有
关。

为防止和减弱这种“结构化”倾向而加入的配合剂,称为“结构控制剂”。


构控制剂能防止或延缓结构化作用,般认为是由于这些物质的活性基团与白炭
黑表面的活性羟基发生缩合反应,从而防止了白炭黑和生胶之间的作用。

图 9-4 结构化的氢键模型
结构控制剂通常为含-OH、—OH基或含硼原子的低分子有机硅化合物,常用的
有二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷、四甲基乙撑二氧二甲基硅烷

低分子羟基硅油及硅氮烷(六甲基二硅氮烷
和六甲基环三硅氮烷与八甲基环四硅氮烷的混合物二苯基硅二醇与白炭黑在高温下按下式
反应:
因此加入二苯基硅二醇可以阻碍填料表面羟基与硅橡胶之间化学键的形成。

二苯基硅二醇为固体结晶状物质,其用量一般为气相白炭黑用量的5~10%。

采用二苯基硅二醇的胶料在混炼后(加入硫化剂之前),必须进行热处理(160~200℃×0.5~1h)才能迅速和充分地发挥其结构控制作用。

使用该物质的胶料具有优良的物理机械性能和耐热老化性能,特别是高温下的永久变形较小。

上述其它结构控制剂均为液体,使用时胶料可不需进行热处理(除硅氮烷),但混炼停放2~3天后,胶料可塑性即明显增加。

有些结构控制剂有延迟硫化作用,使用时应适当增加硫化剂的用量。

结构控制剂的用量与其本身的活性以及白炭黑的类型、胶料所需的性能有关,加入适宜的结构控制剂不仅可以改善胶料的存放性,而且可以增加填料的用量,改善硫化胶的性能。

当胶料中采用比表面积较大的气相白炭黑时,结构控制剂的用量应适当的增加,或最好采用活性较高的结构控制剂,如硅氮烷。

采用硅氮烷的胶料也应进行热处理,以增强它的结构控制作用,井使胶料中的氨气能挥发完全。

热处理条件一般为180~200℃×lh。

氟硅橡胶所使用的结构控制剂均为含氟的低分子有机硅化合物,如羟基氟硅油和含氟硅氮烷等,这样才不致于使硫化胶的耐溶剂性和耐油性能下降。

2.耐热添加剂
加入某些金属氧化物或其盐以及某些元素有机化合物,可大大改善硅橡胶的热空气老化性能,其中最常用的为三氯化二铁,用量一般为3~5份;其它如锰、锌、镍和铜等金属氧化物也有类似的效果。

加入少量的喷雾炭黑(少于1份)也能起到提高耐热性的作用。

通常在250~300℃以上的温度范围内进行热空气老化,才能显示出这些添加剂的作用。

3.着色剂
硅橡胶常用着色剂列于表9-19中。

表9-19 硅橡胶的着色剂
三、加工
硅橡胶可采用普通橡胶设备进行加工。

其主要特点是:①必须充分注意加工过程的清洁,不能混有其它橡胶、油污或杂质,否则会影响硅橡胶的硫化及性能;②硅橡胶制品需在烘箱中进行较长时间热空气二段硫化,以改善硫化胶的性能。

(一)混炼
由于硅橡胶生胶比较柔软,具有一定的可塑性,因此可不经塑炼,而直接采用开炼机或密炼机进行混炼
表9-20 乙烯基硅橡胶和氟硅橡胶基本配方和物理机械性能(见另纸)
1.开炼机混炼
双辊开炼机辊筒速比为1.2~1.4:为宜,快辊在后,较高的速比导致较快的混炼,低速比则可使胶片光滑。

辊筒必须通有冷却水,混炼温度宜在40℃以下,以防止焦烧或硫化剂的挥发损失。

混炼时开始辊距较小(1~5mm),然后逐步放大。

加料和操作顺序:生胶(包辊)—→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—→停放过夜—→返炼—→出片。

胶料也可不经烘箱热处理,在加入耐热助剂后,加入硫化剂再薄通,停放过夜返炼,然后再停放数天返炼出片使用。

混炼时间为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,胶料中可不必加入结构控制剂。

应缓慢加入填料,以防止填料和生胶所形成的球状体浮在堆积胶的顶上导致分散不均。

如果要加入大量的填料,最好是分两次或三次加入,并在其间划刀,保证良好的分散。

发现橡胶有颗粒化的趋势,可收紧辊距以改进混炼。

落到接料盘上的胶粒应当用刷子清扫并收集起来,立即返回炼胶机的辊筒上,否则所炼胶料中含有胶疙瘩而导致产品外观不良。

增量性填料应当在补强性填料加完之后加入,可采用较宽的辊距。

装胶容量(混炼胶):φ160mm×320mm炼胶机为1~2 kg;φ250mm×620mm炼胶机为 3~5kg。

硅橡胶在加入炼胶机时包慢辊(前辊),混炼时则很快包快辊(后辊),炼胶时必须能两面操作。

由于硅橡胶胶料比较软,混炼时可用普通赋子刀操作,薄通时不能象普通橡胶那样拉下薄片,而采用钢、尼龙或耐磨塑料刮刀刮下。

为便于清理和防止润滑油漏入胶内,应采用活动挡板。

气相白炭黑易飞扬,对人体有害,应采取相应的劳动保护措施。

如在混炼时直接使用粉状过氧化物,必须采取防爆措施,最好使用膏状过氧化物。

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,一般采用80~140目筛网。

2.密炼机混炼
采用此法可提高生产效率和改善劳动条件。

试验表明,密闭式混炼胶料的性能与开放式混炼胶料的性能相似。

用试验室2L密炼机的混炼时间为6~16分钟,混炼无特殊困难。

采用φ160mm开炼机当装料系数为0.74时,混炼也能正常进行。

排料温度与补强填充剂的类型有关:当采用弱补强性填充剂和沉淀白炭黑时,排胶温度在50℃以下;当使用气相白炭黑时,排胶温度为70℃左右。

3.胶料停放和返炼
硅橡胶胶料混炼结束后,应经过一段时间的停放(一般以不少于24小时为宜),使各种配合剂(特别是结构控制剂)能与生胶充分起作用。

经停放后,胶料变硬,可塑性降低,使用前必须进行返炼。

返炼采用开炼机,开始时辊距较大(3~5mm),此时胶料较硬,表面是皱纹状,包在前辊(慢辊)上。

随着返炼时间的延长,胶料逐渐变软;慢慢缩小辊距(0.25~0.5mm),很快胶料即包在后辊(快辊)上。

“待胶料充分柔软,表面光滑平整后,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导致粘辊。

返炼温度一般控制为室温。

如胶科长期存放(一个月以上)而出现胶料发粘变软,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,以改进胶料工艺性能,并保证硫化胶质量。

(二)压出
一般硅橡胶比较柔软,故其压出效果较好,易于操作。

用硅橡胶可以压出各种不同形状和尺寸的制品,其加工设备和工具基本上与普通橡胶相似。

压出机一般是用φ30mm或φ65mm的单螺纹螺杆,长径比为10~12:1效果较好。

压出时尽量保持低温,以不超过40℃为宜,所以机筒和螺杆均须通冷却水。

对质量要求较高的产品可靠近机头部分加装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。

然而,增加或降低引出速度会改变未硫化压出制品的伸长率,从而使其尺寸稍加改变。

根据经验,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,一定要经多次反复试验,这样才能得到所需形状的产品。

包覆电线的压出,在压出机上需要使用T型机头。

口型与压出机机筒成直角安装在T型机头上。

这样芯线就可以通过空心口型导管(芯型)包覆上硅橡胶护套。

增强胶管也可以用T型机头进行连续生产,先用一般方法压好内胶层,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、在成型过程中,若向胶管内充填压缩空气.可防止内胶的塌瘪。

硅橡胶压出半成品柔软而易变形,因此通常必须立即进行硫化。

最常用的方法是热空气连续硫化;电线、电缆工业通常用高压蒸气连续硫化。

如在压出后不能连续硫化,为防止变形。

压出后应立即用圆盘、圆鼓或输送带接取,用滑石粉隔离以免相互粘结。

如发现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。

一般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,应采用较高的螺杆转速。

(三)压延
硅橡胶的压延机一般采用立式三辊压延机。

用于生产胶片时,中辊是固定的,中辊转速比上辊快,速比为1.1~1.4:1,下辊的转速和中辊相比当压延机开动时,上辊温度为50℃,中辊应保持为室温,下辊用冷却水冷却。

压延速度不宜过快,一般为60~300cm/min。

先以低速调整(30~60cm/min)辊距(中、下辊),以保证一定的压延厚度,然后再提高至正常速度(150~300cm/min)进行连续操作。

垫布(常采用聚酯薄膜)在中、下辍之间通过,在中、下辊间应保持少量积胶,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,否则不能获得充分硫化。

一般出片利用中、上辊即可,辊温为常温。

有一种方法可在后延机上直接制成硫化的胶片或薄胶板。

此时辊温为:上辊60~90℃,中辊50~80℃,下辊110~120℃。

胶料经上、中辊除去气泡,获得所需规格并预热,然后由中辊转移至下辊进行一段硫化即可卷取。

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