硅橡胶配方以及硫化工艺Word格式.docx

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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）

160～170

①甲基硅橡胶硫化剂BP膏状物用量（膏状物内含硫化剂BP为50%）。

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%）。

硅橡胶常用补强剂的用量和性能

类 

别

名称

用量，份（重量，以100生胶计）

硫化胶性能

拉伸强度，MPa（kgf/cm2）

扯断伸长率，%

补强填充剂

气相白炭黑

沉淀白炭黑

处理白炭黑

乙炔炭黑

30～60

40～70

40～80

40～60

3.9～8.8 

（40～90）

2.9～5.9 

（30～60）

6.9～13.7 

（70～140）

（40～60）

200～600

200～400

400～800

200～350

弱补强填充剂

硅藻土

钛白粉

石英粉

碳酸钙

氧化锌

氧化铁

50～200

50～300

50～150

2.9～3.9 

1.5～3.4 

（15～35）

—

（30～40）

75～200

300～400

100～300

硅橡胶的着色剂

名 

颜 

色

氧化铁（三氧化二铁）

铬绿（三氧化二铬）

钛白（二氧化钛）

红

绿

白

镉黄（二氧化镉）

炭黑

群青

黄

黑

蓝

乙烯基硅橡胶和氟硅橡胶基本配方和物理机械性能

配方及性能

乙烯基硅橡胶

氟硅橡胶

通用型

高抗撕型

乙烯基硅橡胶（110-2）

2号气相白炭黑

4号气相白炭黑

八甲骨文基环四硅氧烷处理2号气相白炭黑

二苯基硅二醇

六甲基环三硅氮烷和八甲基环四硅氧烷混全物

羟基氟硅油

三氧化二铁

有机过氧化物

100

3～5

0.5～1

45—60

3～6

40～50

8～10

45～60

3

40～45

2～3

老化前物理机械性能

拉伸强度，MPa

硬度（邵尔）

撕裂台度，kN/m

脆性温度，℃

3.9～5.9

150～250

45～65

-65

5.9～7.8

203～350

7.8～9.8

400～600

40～55

30～50

6.9～8.8

300～500

-60

200℃×

27h老化后

100～200

250℃×

72h老化后

2.9～4.9

150～300

4.9～6.9

50～60

压缩永久变形（压缩率30%）

150℃×

24h，%

10～20

20～30

电性能

击穿电压，MV/m

体积电阻Ω·

cm

18～20

1014～1015

20～25

1015～1016

12～15

1012～1015

耐油性能

2号航空煤油150℃×

24h体积膨胀率，%

15～20

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1～2kg；

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。

当三辊压延机用于硅橡胶贴胶和擦胶时，织物则代替了垫布（聚酯薄膜）在中辊和下辊之间通过。

三辊压延机只适用于单面复胶，如果必须两面复胶，在长期生产的情况下应采用四辊压延机。

用于压延的胶料必须正确控制其返炼程度，最好在炼胶机上先不要充分返炼，以期在压延过程中获得足够的返炼，这样可以避免胶料在压延过程中因返炼过度而粘辊。

胶料配方对压延也有一定的影响，采用补强性填充剂的胶料压延工艺性能较好。

（四）涂胶

涂胶是指把硅橡胶胶浆用浸浆或刮浆的方法均匀分布在织物上，用以改进薄膜制品的强力和屈挠性能，使织物耐潮，以制造耐高温电绝缘材料等。

1．胶浆制备

供制胶浆用的硅橡胶胶料，其硫化剂多采用硫化剂BP（过氧化二苯甲酰），这是由于硫化剂BP在室温下不易挥发，且与织物有较好的粘合性的缘故。

用量比一般模型制品稍多。

补强填充剂若采用气相白炭黑，用量不宜超过40份，井应适当增加结构控制剂的用量。

溶剂应采用挥发性的，如甲苯、二甲苯等。

混炼胶经充分返炼后下薄片，然后剪成小块，置于溶剂中浸泡过夜，采用搅拌机或混合器进行搅拌，制成浓度为15～25％（固体含量）的胶浆。

胶浆制成后应保存在40℃以下的环境中。

2．织物预处理

硅橡胶涂胶用的底层织物，一段使用玻璃布、尼龙和聚酯等。

由于玻璃布耐热好，强度高，吸湿性低，故应用较多。

玻璃纤维在拉丝过程中表面涂有石蜡润滑剂（占织物重量的0.2～0.5％），在硫化温度不易挥发，影响胶料与织物的结合，必须在涂胶前进行脱除。

工业上常采用加热法脱除润滑剂。

加热法又分低温处理和高温处理。

前者是将玻璃布在200～300℃的温度下，连续热烘20～30分钟，或等速通过热至275～325℃的热辊筒，使润滑剂受热分解和挥发逸出；

后者是将玻璃布在500℃的温度下烘2～4小时，或以2～6m/min的速度通过热至600℃的烘炉，脱除润滑剂。

低温处理玻璃布强度损失较小（下降15～25％），但润滑剂难以除净（含量降至0.2～0.5％左右）；

高温处理强度损失较大（下降30～70％），但润滑剂含量能脱除至0.2％以下。

为减少强度损失，一般采用低温处理。

尼龙的热变形较大，影响橡胶和织物的结合，为此在涂胶前需进行热定型，即将织物在一定牵伸下，进行短时间的热处理。

处理温度为170～175℃。

聚酯和尼龙一样，也需进行热定型处理，处理温度为215～220℃。

不同点是聚酯还要进行表面化学处理，即用25％的氢氧化钠水溶液在常温下浸渍6小时，使其表面便于和胶料粘合。

3．涂胶

织物经预处理后，还要进行表面胶粘剂处理，然后才可涂胶。

胶粘剂是一种由烷氧基硅烷、硼酸酯、硫化剂和溶剂（乙酸乙酯或乙醇）组成的溶液。

不同织物常用胶粘剂组成列于表9-21。

表9-21 

织物常用胶粘剂举例

织 

物 

名 

胶 

粘 

剂 

组 

成

玻璃布

尼龙聚酯等

乙烯基三乙氧硅烷3，酒精50，水50

①乙烯基三乙氧基硅烷5，丙烯基三乙氧基硅烷15，硼酸丁酯2，硫化剂DCP4，乙酸乙酯100

②乙烯基三乙氧基硅烷20，硼酸丁酯1～2，硫化剂DCP3（或硫化剂BP5），乙酸乙酯10

平板加压硫化常见质量问题及解决办法

质 

量 

问 

题

产 

生 

原 

因

解 

决 

办 

法

制品表面裂口脱皮（发生在模具接缝处）

硫化时胶料发生强烈的热膨胀、收缩和压缩等综合作用造成

降低硫化温度；

准确称量胶料，降低硫化压力；

硫化后冷却至40～50℃时才脱模

有深褐色斑点

胶料中夹有空气泡

适当控制返炼程度，避免过度返炼；

准确称量胶料，并制成一定形状填充模腔，以便有效地排除空气；

加压时要完全压紧模具，并解压几次，以排除空气；

模具上设置排气孔

制品表面有流动痕迹

胶料流动受阻

胶料充分返炼，并迅速装料、加压，以避免早期硫化

制品表面有白色开花斑点（硫化剂BP硫化）

硫化不足

适当提高硫化温度

二段硫化常见质量问题及解决办法

质量问题

开裂起泡

挥发分排出过快或定型硫化制品内部隐藏空气

1.调整逐步升温条件，减慢升温速度

2.检查返炼的胶料，去除空气泡

压缩变形大

1.硫化不足

2.胶料配方选用不当

1.解决方法有：

①再放入烘箱中延长硫化时间；

②增加空气流通量；

③减少制品放入数量；

④核对烘箱温度

2.选用压缩变形小的胶料

硬度过高

烘箱加热硫化过度

1.核对烘箱各部位温度

2.核对和检查温度控制系统

硬功夫度过低

挥发气体未从烘箱中全部排除

1.检查烘箱通风情况

2.核对烘箱温度

3.减少制品放入数量

硬度、强力过低，发粘有黑斑

挥发气体局部集中使硅橡胶降解

1.减慢升温速度，及时排出挥发物

2.检查空气流通量

3.延长硫化时间，以充分排除挥发气体