硅膠材料的選擇方法|如何選擇硅橡膠原料
當(dāng)我們生產(chǎn)硅膠制品時(shí),必然會(huì)使用硅橡膠原料,那么如何選擇硅膠原料呢?一般來說;選擇硅膠材料主要考慮以下幾點(diǎn):應(yīng)用環(huán)境、物性要求、操作性能要求、成本因素.本文將就這四點(diǎn)詳細(xì)討論。
應(yīng)用環(huán)境:硅膠產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境是指硅膠產(chǎn)品在使用時(shí),同其配合的其它產(chǎn)品形成的客觀環(huán)境,必須真正理解硅膠產(chǎn)品的使用環(huán)境,以及由此產(chǎn)生的要求才有可能選擇合適的硅膠原料。硅膠產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境主要包含以下幾個(gè)方面:
- 醫(yī)用、食品級(jí)、環(huán)保要求:對(duì)于與人體直接接觸的應(yīng)用,需達(dá)到相應(yīng)醫(yī)用級(jí)標(biāo)準(zhǔn);和食品接觸的硅膠產(chǎn)品,需滿足應(yīng)用國家食品級(jí)要求;所有硅膠產(chǎn)品都需滿足當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保要求。
- 使用配合要求:硅膠產(chǎn)品配合其它組件使用時(shí),需滿足配合要求,如透光性,電氣性能等。
- 使用壽命要求:大多數(shù)硅膠產(chǎn)品都需長時(shí)間使用,而有的應(yīng)用環(huán)境很苛刻,這就需選用合適的硅膠原料。
物理性能要求:當(dāng)我們理解了硅膠產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境要求后,需轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的硅橡膠原料物性要求,才能選擇合適的硅膠原料。物性要求主要考慮以下方面:
1、電氣性能要求:有些產(chǎn)品有絕緣、耐高壓、導(dǎo)電等要求,這時(shí)需選擇相應(yīng)的硅膠材料。
2、顏色和透光性要求:有些彩色產(chǎn)品需指定顏色硅膠,而有些光學(xué)產(chǎn)品需要使用高透明硅膠,這時(shí)需選用相應(yīng)硅膠原料。
3、力學(xué)性能要求:
- 硬度:硬度是硅膠力學(xué)性能中的核心因素,表征硅膠抗沖擊的能力,必須選擇合適硬度的硅膠原料才能制出好的硅膠制品。硅膠的硬度一般在ShoreA0-90之間。
- 拉伸強(qiáng)度:拉伸強(qiáng)度是指直至斷裂為止所受的最大拉伸應(yīng)力,拉伸強(qiáng)度高的硅膠就是我們常說的高強(qiáng)度硅膠,拉伸強(qiáng)度對(duì)硅膠的回彈性和使用壽命都有直接的影響,選擇硅膠材料時(shí)拉伸強(qiáng)度是需考慮的一個(gè)重要因素。
- 扯斷伸長率:扯斷伸長率是標(biāo)準(zhǔn)硅膠樣品在拉斷時(shí)的長度與原長的百分比。有些硅橡膠制品使用時(shí)需要拉伸較多倍,這時(shí)就必須考慮扯斷伸長率這一參數(shù)。
- 抗撕強(qiáng)度:抗撕強(qiáng)度是指指硅膠在受到撕裂力作用下的抵抗能力,一些受到撕扯力破壞的硅膠制品(如奶嘴等嬰兒用品)必須選用高抗撕硅膠原料才能確保有較長的使用壽命。
- 壓縮永久變形率:壓縮永久變形率是指硅膠在高溫受壓的條件下發(fā)了不可恢復(fù)變形的百分比,對(duì)一些密封件和膠輥來說,低壓縮永久變形率是核心要求。對(duì)于硅橡膠來說,壓縮永久變形率在10%以下就可以被稱為低壓變硅膠了。
4、溫度使用范圍要求:有些產(chǎn)品需要在較高溫度下使用(如燙金硅膠件),而另外一些產(chǎn)品則需在低溫環(huán)境下使用(如航天密封件),這就需要相應(yīng)地選用耐高溫硅膠、耐低溫硅膠原料。
5、防火阻燃要求:有些硅膠產(chǎn)品有消防要求(如硅膠線纜),硅膠件不能助燃,這時(shí)就須選用阻燃硅膠。硅膠阻燃常用認(rèn)證為UL,防火等級(jí)從高到低依次為UL94-V0級(jí)、UL94-V1級(jí)、UL94-HB級(jí),一般來說普通硅膠都可通過UL94-HB級(jí)測(cè)試。
6、耐化學(xué)性要求;普通甲基乙烯基硅橡膠耐弱酸、強(qiáng)堿、無機(jī)鹽,但耐有機(jī)溶劑一般,這時(shí)需特制配方的硅橡膠才能滿足而化學(xué)性要求。普通硅膠是不耐潤滑油的。
7、耐輻射要求:普通硅膠原料耐自然光和臭氧,但無法耐高強(qiáng)度紫外線等射線的輻射,這時(shí)需選用特制的相應(yīng)硅膠原料。
操作性能要求:
- 硅膠原料形態(tài)的選擇:選擇液體硅膠材料還是固體硅膠材料主要取決于兩個(gè)因素。一方面是哪種硅膠材料可滿足上面對(duì)應(yīng)用環(huán)境和物性的要求;另一方面是現(xiàn)有設(shè)備能支持哪種硅膠材料生產(chǎn)。一旦選定了固態(tài)硅膠材料或液態(tài)硅膠材料,也就確定了相應(yīng)的生產(chǎn)工藝。
- 流動(dòng)性(可塑度)要求:硅膠產(chǎn)品有一定的形狀,因而對(duì)原料的流動(dòng)性和可塑度有要求。對(duì)于異形件要特別注意,液體硅膠需選擇易流動(dòng)的原料,固體硅膠需選擇可塑度高的原料。
- 操作時(shí)間:液體硅膠原料混合后會(huì)自動(dòng)固化,在開始膠聯(lián)粘度快速上升前的這段時(shí)間被稱為操作時(shí)間,不同工藝要求的操作時(shí)間不同,選液體硅膠材料時(shí)需選用具備合適操作時(shí)間的液體硅膠材料。
成本要求:選用硅膠材料時(shí)要考慮以下成本因素。
1、硅膠的密度。硅膠產(chǎn)品是以體積為規(guī)格交付給客戶的,而購買硅膠原料是以重量為單位來計(jì)量的,因此計(jì)算成本時(shí)必須考慮硅橡膠密度,不同密度的硅膠材料是無法比價(jià)的。想進(jìn)一步了解硅膠密度的大小可參考文章:【硅橡膠密度】硅膠的密度|硅膠比重。
2、材料浪費(fèi)量的多少。固態(tài)硅膠模壓成型會(huì)產(chǎn)生大量邊角廢料,而液體硅膠注射成型幾乎不產(chǎn)生廢料,考慮這兩種模式下的原料成本必須把廢料成本也計(jì)算進(jìn)去,簡單比價(jià)是無意義的。
3、時(shí)間成本和人力成本:固態(tài)硅膠模壓成型相較于液體硅膠注射成型效率較低,在時(shí)間成本和人力成本上都有區(qū)別,計(jì)算硅膠原料成本時(shí)也要考慮在內(nèi)。
4、硅膠材料的穩(wěn)定性成本:不同穩(wěn)定性的硅膠材料會(huì)有不同的不良率,而硅膠產(chǎn)品不良又會(huì)造成客戶的損失,這種損失又會(huì)反過來影響到我們的成本,因而在計(jì)算硅膠材料成本時(shí)硅膠材料的穩(wěn)定性需要考慮。
5、價(jià)格,計(jì)格無疑是硅膠材料成本中必不可少的考慮因素。
當(dāng)應(yīng)用環(huán)境、物性性能、操作性能、成本四個(gè)要素我們都仔細(xì)考量后,就可以選擇出合適的硅橡膠原料了。
