HTV |矽膠混煉膠質量問題及解決方案

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  • 2018/10/31

        康達科技集團(Qanta Group), 是全球領先的有機矽解決方案供應商之一,致力於提供個性化的有機矽解決方案。其擁有從金屬矽到特種有機矽材料的全方位產品供應鏈。主要業務為特用化學品技術及特殊SILICONE與複合材料相關應用製程技術材料開發、設計、銷售。目前已有18年以上曆史,與全球500強企業有合作銷售經驗,是一家集科研,開發,生產及銷售為一體的國家級高新技術企業,擁有國際化品質,技術和管理及提供一條龍Silicone 材料應用整合。公司擁有廣泛的銷售和研發網絡,可提供有利於未來可持續發展的創新技術和基於市場需求的解決方案。

       康達科技集團有機矽事業部三部專業服務特殊塗布、延壓、㨈出、射出、模壓等矽膠製品行業。主要經營產品沉澱膠、氣相膠、導電膠、阻燃膠、耐高溫膠、絕緣子膠、出油膠、LSR液態射出型矽橡膠、自粘選擇性接著液態射出膠、有機矽改質劑、硫化劑、脫模劑、發泡劑等。
       產品廣泛應用在在按鍵、密封圈、擠出管、膠輥、墊片、導電黑粒、陽極帽、電線電、絕緣子、自潤滑油封、耐熱、防火、運動器材和醫療保健等矽膠產品,為多數國際知名企業采用。

 1、影響硫化橡膠回彈性和硫化速度的因素及解決方案:


我個人覺得影響膠料回彈性和硫化速度的因素和解決方案可以從以下幾個方麵進行:


①膠料內乙烯基含量不夠或生膠本身乙烯基含量分布不均勻,使膠料在硫化時沒有達到正硫點,硫化速度偏長,硫化不充分,導致膠料彈性不好。可以通過提高膠料內整體的乙烯基含量,並在配方當中加入適量的含氫矽油,減少填料的用量提高含膠料量來解決回彈性差和硫化速度偏慢的情況;也可以采用不同型號乙烯基含量的生膠,配合少量的高乙烯基生膠進行使用,控製膠料的扯斷永久變形,配方當中要找到一個最佳平衡點,在避免出現膠料發脆的情況,來達到改善膠料彈性的目的。


②膠料本身偏酸性,也是導致膠料回彈性不好和硫化速度偏慢的重要因素。由於白炭黑本身偏酸性,加上加入的結構控製劑多是偏酸性,使其膠料偏酸性,偏酸性的膠料對硫化有延遲作用,同時耐高溫性能也會下降。可以通過加入適當的弱堿性物質來改善膠料的酸性含量,一般膠料的PH值在中性或偏弱堿性範圍對改善彈性和硫化速度有好處。


③其他方麵:膠料內增塑劑或結構控製劑加入過多,導致的膠料回彈性不好和硫化速度偏慢;膠料內增塑劑或結構控製劑加入過多,對膠料有延遲硫化作用,從而導致膠料回彈性變差和硫化速度偏慢,可以選用分子量分布較窄和帶有一定揮發分的生膠,改善膠料的脫模,從而減少增塑劑的用量;用烷氧基矽烷對白炭黑表麵進行處理的,配合羥基矽油進行使用,采用兩步法讓白炭黑分子和生膠分子有一定的結合反應時間,工藝上可以采取養生,來減少結構控製劑的用量,達到改善膠料回彈性和硫化速度的目的。


同時每種型號的膠料建立一個標準的硫化曲線,也是控製好混煉膠生產品質穩定的一種手段。


2、擠出膠產生氣泡的原因和解決方案


產生的原因:由於矽橡膠的透水性較大,特別是沉澱法白炭黑所做的混煉膠,隨著空氣中的相對濕度增大,混煉膠中水分含量也線性增大。當水分太多時,矽橡膠由透明變為不透明,特別到了冬季由於環境溫度較低,膠料表麵的水分釋放時間很慢或根本釋放不掉,導致擠出製品表麵易氣泡。一般沉澱法白炭黑,由於自身的含水量過高不適宜做擠出成型用的矽橡膠填料。


解決方案:可以用烷氧基矽烷對白炭黑表麵進行處理,使其有親水性表麵轉變成憎水性表麵,降低的膠料吸水率;也可以通過高溫處理降低膠料的吸水率,從而達到改善擠出膠料的氣泡問題。


目前擠出膠料在生產中,在現有的配方體係中,可以將2#結構控製劑更換為二乙氧基矽烷,對白炭黑表麵水分進行更好的處理,當然在生產的過程中要注意安全性,工藝上可以采用氣相法混煉膠第一步,膠料冷煉出來之後,將其放置在30~40℃養生房進行養生處理8個小時左右,再對膠料進行抽真空熱處理,嚴格控製膠料有效的密煉時間和密煉溫度,即膠料在高溫段的密煉時間和溫度,從而改善擠出膠料的氣泡問題。


3、如何改善按鍵膠料的透明度?


按鍵膠料的透明度和白炭黑的透明度有直接聯係,可以選用透明度較好的白炭黑。


在配方和工藝上,膠料的透明度不好,說明白炭黑表麵的羥基處理的不是很完全,影響了膠料的透明度,也就是說我們所加入的羥基矽油,對白炭黑表麵的羥基處理的還不夠,說明羥基矽油裏麵存在有部分假羥基,在抽真空或熱處理過程中抽掉了一部分沒有參與反應的物質;同時也說明白炭黑分子和生膠分子結合的不完全或結合的時間不夠,可以從工藝上做調整,采用生膠和白炭黑先常溫混煉,配方上采用羥基矽油和烷氧基矽烷配合使用對白炭黑表麵羥基進行處理,在30~40℃養生8個小時左右,再進行抽真空處理,這樣對膠料的透明度會有所改善。


同時按鍵膠,在檢測的時除了物理性能之外,還要對按鍵力和耐疲勞壽命進行控製,我們可以采用儀器進行測試,將其指標控製在一定的範圍內。


4、如何改善現有膠料的結構化情況?


膠料結構化是由於親水型白炭黑與生膠混煉成的膠料,在存放的過程中慢慢變硬,可塑性降低,並逐漸喪失返煉及成型加工的工藝性能,產生結構化的主要原因是由於白炭黑表麵的矽羥基和生膠分子中的矽氧鍵或生膠分子中的端羥基作用生成氫鍵,乃至化學結合,使線性聚矽氧烷轉變成假性交聯的半彈性體的固體結構,使膠料的可溶性降低,凝膠含量增多。


一般說,通過返煉可以使膠料恢複可塑性,返煉時間的長短取決於膠料的結構化嚴重程度。為了減少膠料的氫鍵結合,減輕膠料的結構化程度,可以加入結構化控製劑,如羥基矽油、二苯基矽二醇或烷氧基矽烷,同時也可加入適量的二甲基矽油調整膠料的流動性能,膠料內加入過多的羥基矽油會導致手感發粘和硫化速度偏慢情況出現,這就要找到一個適合的平衡點,可以將每種型號的膠料控製在一個適當的塑性值範圍,塑性值偏低或偏高對後期的製品加工都會造成影響,塑性值偏低,加工過程中會有粘輥的情況,在製品的生產過程中可能會出現粘膜或爛疤現象;塑性值偏高,會造成膠料結構化和膠料流動性差,製品可能出現缺膠或流痕情況。


還可以從混煉膠生產的工藝上進行改進,我們現在混煉膠的生產采用的都是一步法,這樣白炭黑和生膠在結合的過程中並不是很完全,雖然表觀上發現不了明顯的異常情況,但有時候也會觀察到膠料內有小白點,可以采用混煉(常溫)—養生—密煉的工藝來生產,提高白炭黑和生膠的結合度達到改善膠料結構化的現象。


再一個在生膠的選用上,生膠分子量的過高和過低,生膠分子當中存在端羥基或其他雜質,導致生膠分子量上不去,都會影響混煉膠的加工性能和硫化性能,所以在原料控製上,D3前麵最好不要有峰,同一種分子量封頭劑加入量要盡量一致,有可能的話,統計生膠在生產過程中每一批膠料的轉化率,將生膠的質量控製好。

 


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