注射成型氟硅橡胶的应用

注射成型氟硅橡胶的应用

发表时间：2019-11-26T11:40:24.847Z 来源：《中国西部科技》2019年第21期作者：李龙

[导读] 目前有一种注射成型氟硅橡胶技术，对橡胶行业作出了重大贡献。研究表明随基础胶粘度降低，固化后氟硅橡胶硬度呈增大趋势，拉伸强度降低，断裂伸长率降低。共聚型氟硅橡胶中二甲基硅氧烷的引入不仅可以提高氟硅橡胶的耐低温性能、回弹性能，而且可以降低成本，适用于耐油耐溶剂性能不是非常苛刻的领域，高含氟型氟硅橡胶耐油耐溶剂性能相比于共聚型氟硅橡胶大大提高，此项技术具有十分重要适用价值。

李龙

优品精密橡胶零件（东莞）有限公司

摘要：目前有一种注射成型氟硅橡胶技术，对橡胶行业作出了重大贡献。研究表明随基础胶粘度降低，固化后氟硅橡胶硬度呈增大趋势，拉伸强度降低，断裂伸长率降低。共聚型氟硅橡胶中二甲基硅氧烷的引入不仅可以提高氟硅橡胶的耐低温性能、回弹性能，而且可以降低成本，适用于耐油耐溶剂性能不是非常苛刻的领域，高含氟型氟硅橡胶耐油耐溶剂性能相比于共聚型氟硅橡胶大大提高，此项技术具有十分重要适用价值。

关键词：氟硅橡胶；注射成型；新型材料

引言

1956年，美国研制出第一个氟硅弹性体；1978年，日本开发出FE系列氟硅弹性体。我国从20世纪50年代也开始了对氟硅橡胶进行研制，近年来取得了越来越多的成果，研究的不断推陈出新为我国航天工业等高技术产业的发展做出了巨大的贡献。随着我国工业水平的不断提高和工业规模的不断扩大，氟硅橡胶的市场需求不断扩大。

1注射型氟硅橡胶的性能

注射成型氟硅橡胶具有优良的耐热老化性、抗高温介质性、抗寒性、耐油性和强大的物理机械强度等，下面着重介绍氟硅橡胶几种比较优异的性能。

1.1耐油、耐化学药品腐蚀、耐溶剂性优良

与甲基乙烯基硅橡胶等橡胶材料相比，注射成型氟硅橡胶具有更加优良的耐化学药品腐蚀、耐溶剂、耐油性。实验表明，在相同的介质、时间还有温度下，氟硅橡胶均显示出来持久的耐用性，氟硅橡胶可以说是唯一的一种在-68~232℃的耐非极性介质弹性体。另外，注射成型氟硅橡胶耐甲醇、汽油等溶剂性能也比较好，即使在甲醇和汽油的混合溶剂中，注射成型氟硅橡胶的体积、拉伸强度、硬度等性能变化都非常小，即使经过500h的浸泡实验，其硫化胶的各项性能也几乎没有什么改变。

1.2耐低温性优良

注射成型氟硅橡胶和普通硅橡胶相同，低温性能比较良好。氟硅橡胶是以Si-O为主链构成的线性高聚物，Si-O键长较长，侧基位阻小，它键角为145°，旋转容易，因此氟硅橡胶的主链是比较柔顺的；其次，氟硅橡胶的分子链构型为螺旋状，柔韧性较好，分子链之间相互作用力也比较弱，这会使它柔软且具有弹性，温度改变时，分子间相互作用力很校这些特征都决定了氟硅橡胶优异的抗寒性能，注射成型氟硅橡胶中，LS-2370U的低温特性更好，脆性温度低至-89℃。

2注射成型氟硅橡胶技术的研究价值

加成型硅橡胶是一种合成橡胶，通过硅氢加成反应进行硫化的一类硅橡胶，属于有机硅序列。该种硅橡胶有弹性硅凝胶和硅橡胶之分，前者强度较低，后者强度较高。加成型硅橡胶硫化前胶料的粘度较低，便于灌注，硫化时不放热，无低分子副产物放出，收缩率小，能深度硫化。加成型硅橡胶属于有机硅序列，是一种合成橡胶。这种硅橡胶分为弹性硅凝胶和硅橡胶。弹性硅凝胶强度较低，而硅橡胶强度较高。加成型硅橡胶硫化前胶料的粘度较低，灌注非常方便，硫化时不放热，无低分子副产物放出，收缩率小，能深度硫化。双组分加成型室温硫化硅橡胶有弹性硅凝胶和硅橡胶之分，前者强度较低，后者强度较高。它们的硫化机理是基于有机硅生胶端基上的乙烯基（或丙烯基）和交链剂分子上的硅氢基发生加成反应（氢硅化反应）来完成的。在该反应中，含氢化物官能的聚硅氧烷用作交链剂（硫化剂）氯铂酸或其它的可溶性的铂化合物用作催化剂。硫化反应是在窒温下进行的。不放出副产物。由于在交链过程中不放出低分子物，因此加成型室温硫化硅橡胶在硫化过程中不产生收缩。这一类硫化胶无毒、机械强度高、具有卓越的抗水解稳定性（即使在高压蒸汽下）、良好的低压缩形变、低燃烧性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温度来控制等优点，因此是目前国内外大力发展的一类硅橡胶。加成室温硫化硅橡胶的包装方式一般是分M、N两种组分进行包装：将催化剂和含乙烯基有能团的有机硅聚合物作为一种组分；含氢的聚硅氧烷交链剂作另一种组分。高强度的加成型室温硫化硅橡胶由于线收缩率低、硫化时不放出低分子，因此是制模的优良材料。在机械工业上已广泛用来制模以铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯、聚苯乙烯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金、混凝上等。利用加成型窒温硫化硅橡胶的高仿真性、无腐蚀、成型工艺简单、易脱模等特点，适用于文物复制和美术工艺品的复制。

3注射成型氟硅橡胶技术的合理规划

3.1完善工艺技术，提高提炼效能

第一，用捏合机混炼工艺。通过捏合机混炼的方式混合基础胶和填料混炼均匀，再加入稀释胶，交联剂等通过行星搅拌机分散均匀。将1000g氟硅基础胶(粘度80Pas)放入捏合机中，分多次加入33碳酸钙，分配加入300gR974，每次加入前确认完全吃入，抽真空、升温到150oC，真空条件下捏合2h，降温。通过捏合剂混炼胶料速度较快，如果只加入填料R974，混炼后胶料非常硬，加入部分碳酸钙则较粘。R974用量为基础胶的10%，碳酸钙用量为基础胶的20%。直接使用行星搅拌机在吃粉时速度非常慢，而且体系粘度过大，所以采用捏合机混炼的方式混合基础胶和填料。碳酸钙的加入虽然能够提高胶料的流动性，但是对于交联的橡胶的物理性能下降较多，所以考虑加入部分粘度较小的基础胶，以达到降低体系粘度的目的。第二，将行星搅拌机分散。用行星搅拌机将混炼好胶和稀释胶(1Pas)在真空条件下搅拌分散2h,加入交联剂含氢氟硅油和抑制剂后搅拌1h、加入适量的铂金催化剂搅拌1h出料。第三，固化工艺。混合分散均匀的胶料在平板硫化机上130oC条件下硫化10min。通过固化工艺，提高使用的效能。

3.2密封剂

二十世纪五六十年代，美国道康宁公司开发出了液体的氟硅橡胶，接着研发出了许多种不同用途室温硫化氟硅密封剂，它的工作温度