1硅胶简介

硅胶简介

有机硅的分类有机硅主要分为：

1. 硅橡胶

2. 硅树脂

3. 硅油

按成型工艺分为:

1.室温型：单组份室温型/ 双组份室温型

2.热硫化型

单组分室温硫化硅橡胶

单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作用而硫化成弹性体。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度，提高环境的温度和湿度，都能使硫化过程加快。单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性，以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性能。它们在-60~200℃范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热，固化后收缩率小，对材料的粘接性好。单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便，但由于它的硫化是依懒大气中的水分，使硫化胶的厚度受到限制，只能用于需要6毫米以下厚度的场合。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的，胶层越厚，固化越慢。

双组分室温硫化硅橡胶

硫化反应不是靠空气中的水分, 而是靠催化剂来进行引发。通常是将硅生胶、填料、交链剂（含氢硅氧烷）作为一个组分包装，催化剂（白金催化剂）单独作为另一个组分包装，或采用其它的组合方式，但必须把催化剂和交链剂分开包装。当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。

双组分室温硫化硅橡胶可在一65～250℃温度范围内长期保持弹性，并具有优良的电气性能和化学稳定性，能耐水、耐臭氧、耐气候老化，加之用法简单，工艺适用性强。

热硫化型硅胶

需要在一定温度和压力下成型，其硫化机理是通过硫化剂的架桥作用，使硅胶内部分子交联。影响热硫化型硅胶的因素主要有温度、时间、压力。热硫化型硅胶配方中常有生胶、补强体系、机构控制剂、填充体系、硫化体系。硅橡胶具有耐老化、耐高低温和电绝缘性能等优良特性，但它是一种直链的高相对分子质量有机硅氧烷，分子链非常柔顺，链间相互作用力较弱，其硫化胶的强度极低，无使用价值，必须进行补强才能应用。补强体系主要是通过加入白炭黑对生胶进行补强，以提高硅胶的抗拉伸，撕裂强度。结构控制剂主要为硅油类物质，其作用是防止硅胶在加入白炭黑后产生结构化，填充体系其主要是为了降低成本，改善胶料硬度。硫化体系，硅胶硫化机主要有双二五，双二四，白金硫化剂，过氧化物硫化剂。我们常用的为双二五硫化剂。

硅胶配方示例

硅橡胶生胶100

气相白炭黑25

结构控制剂（硅油） 4

硅微粉10

内脱模剂0.25

双二五 3.5

导电炭黑20

白炭黑

白炭黑的作用主要是作为补强剂，白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子（粒径小于100nm），无毒，粒径细因此有巨大的比表面积。气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅，产品纯度可达９９％，粒径可达１０~２０ｎｍ，但制备工艺复杂，价格昂贵。

经白炭黑补强的硅橡胶物理性能有很大改善，其拉伸强度可提高20倍左右，撕裂强度提高40倍左右，可满足硅橡胶的补强及后硫化时不起气泡的需求。

硅油

硅油的作用被称为结构控制剂，其机理是带有活性基团的硅油等物质，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。但是硅油的添加比例不能过高，过高就会造成加料变脆，强度降低。（我们现在使用的硅胶，在开始混炼时都包不上辊，一上辊就被打散了，这主要是硅胶中填充了大量白炭黑以及的填充剂，而硅油添加比例过低，白炭黑和生胶之间产生了大量的氢键，造成了硅胶结构化了, 采用白炭黑补强的硅橡胶，在存放过程中将慢慢变硬，可塑性降低，并逐渐丧失返炼及成型加工的工艺性能，这一现象称之为“结构化”。因此我们胶料在混炼时需要的时间要长，要30分钟左右才可以将胶料混炼好，因为我们需要通过开炼机辊筒之间的剪切力去破坏白炭黑和生胶之间形成氢键，从而恢复胶料的可塑性。）

硫化剂

硅胶硫化剂硫化剂双-25；2，5-二甲基-2，5-二（叔丁基过氧基）己烷，双二五有毒、易挥发易爆，因此在储存和使用过程中必须小心。当胶料在混炼过程中由于在辊筒的剪切力作用下会产生静电和高温，又因为其闪电较低在40度左右，而开炼机在胶料混炼时产生的剪切力会产生高温，并且还会产生静电，而双二五又易挥发，因此操作不当很容易使胶料着火，在混炼胶料较多，需添加硫化剂比例较大时，需分批加入。加入硫化剂的最佳使用时间为48小时内，特别是在夏天天气炎热，双二五挥发度更高，当胶料停放时间过长需要多胶料进行翻炼并且补加一定量的硫化剂。

硅微粉

硅微粉-又叫硅灰-也叫微硅粉-或二氧化硅超细粉，硅微粉是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。是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。常用的弱补强剂有石英粉、氧化锌、氧化铁、二氧化钛、硅酸锆和碳酸钙等。

内脱模剂

内脱模剂是一种脂肪酸类的低分子化合物，其作用是在胶料混炼时加入，分散在胶料内部，在成型硫化过程中，在高温高压下析出到产品表面，使产品和模具之间有一层隔离，以便于产品脱模，但是内脱模剂的使用会对产品印刷造成影响，使用时需谨慎。

硅胶的混炼

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，因为如果温度过高，胶料会出现焦烧（焦烧就是胶料提前硫化，提前硫化的胶料就失去了其原有的良好的流动性）或硫化剂的挥发损失，严重的可能会发生胶料起火，混炼时辊间距一般调整在3-5mm 之间，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，混炼时可用普通刀操作，混炼时间一般7-30分钟（看胶料的具体情况）。过程为：称料---开炼胶料包滚---加色胶---硫化剂-----出片。混炼过程中主要要注意的是：开炼机的装胶容量；辊筒的温度：小于40度；混炼时间：没有具体的规定，看操作员的熟练程度，以及胶料质量。

硅胶的硫化

硫化三要素：时间，温度，压力。三者相互制约，相互影响。之所以谓要素，也就是他们在硫化过程中是关键的点。对产品质量和生产的效益起决定的作用。三要素中温度最为重要。温度的选取要根据胶料的种类、硫化的方式，生产的能力。温度对硫化程度有关，温度越高，期硫化的平坦期会减小，即硫化所需要的时间越短。温度的正确的决定和硫化的生产效益关系较大。保证质量，降低成本重要意义，因此，研究温度的变化，远比其他要多。时间是和温度关系密切的伙伴，在一定的温度下，减少时间就是将低硫化程度，延长时间，相当与增加硫化程度。因此，时间的保证，就是硫化程度的保证，产品质量的保证。压力的作用是保证产品达到设计要求的形状。所以，它的敏感程度不如温度。提高压力对，硫化程度影响较小，而高的压力外观质量的提高有利。因此有时候我们只改变一个因数就会对产品造成影响，降低温度就需要延长硫化时间来平衡，减少硫化时间就必须要提高温度。再者硫化剂的添加比例，当硫化剂添加比例越高，所需要的成型时间越短。

硅胶的热压成型温度一般在150度~200度之间，因为硅胶硫化剂双二五的分解温度在140~150度之间，高于140度硫化剂才产生作用，与橡胶分子产生化学反应，达到一定的交联程度。产品越大越厚，所需要的硫化时间越长，产品薄而小则可以快速硫化，因此硫化又常分为低温慢速硫化合高温快速硫化，低温慢速硫化适合于厚制品，其主要目的是为了使产品充分排气，避免产生气泡。高温快速硫化适合薄制品，薄制品易排气，提高温度降低成型时间就可以增加工作效率。