液态硅胶不熟原因有哪些?
液态硅胶(LSR)硫化不完全,俗称“不熟”,是一个常见的生产工艺问题。这会导致产品发粘、强度差、易撕裂、物理性能不达标,甚至残留有毒物质,对于医疗或食品级产品来说这是致命缺陷。
导致液态硅胶不熟的原因是一个系统性问题,主要涉及工艺参数、原材料、模具和设备等多个方面。以下是详细的原因分析和排查指南:
一、 工艺参数问题(最常见的原因)
固化温度过低
原因: LSR的硫化是热引发的交联反应。模具温度没有达到材料所需的固化温度范围(通常是150℃ - 200℃),分子链无法充分交联。
排查: 使用接触式测温仪或热成像仪,实际测量模具型腔表面温度,确保其均匀且达到材料供应商推荐的温度。
固化时间不足
原因: 产品在模具内的停留时间太短,反应未完成就被顶出。对于厚壁产品,需要更长时间让热量传递到产品核心。
排查: 延长固化时间。计算固化时间时,需以产品最厚壁处能完全硫化所需的时间为准。
注射速度过快或过慢
过快: 可能产生“喷射”效应,卷入空气,空气是热的不良导体,会导致局部温度不足。
过慢: 先进入模腔的胶料会在流动过程中提前开始固化(预硫化),导致整体固化度不均。
二、 原材料问题
原料比例错误或混合不均
原因: A组分(含催化剂)和B组分(含交联剂)的混合比例不是精确的1:1。可能是计量泵故障或静态混合器堵塞、失效。
排查: 检查注塑机的计量系统,清洁或更换静态混合器。
原料本身问题
原因:
过期或储存不当: LSR原料有保质期,且需在阴凉避光处储存。高温或受污染会导致催化剂失效。
批次差异: 不同批次的原料在反应活性上可能存在细微差别。
排查: 检查原料批号、保质期和储存条件。联系供应商确认原料的活性。
污染
原因: 料桶、管道或模具被其他化学物质(如PVC、含硫、含氮物质)污染,这些物质会毒化铂金催化剂,导致其失活。
排查: 严格隔离生产区域,确保所有设备专用于LSR生产,避免交叉污染。
三、 模具与设备问题
模具温度不均
原因: 模具设计或制造缺陷,导致加热系统(如电热管)布局不合理,存在冷点或热点。温度低的区域就会固化不完全。
排查: 用表面温度计全面测量模具各区域温度,确保温差在±5℃以内。
模具排气不畅
原因: 困在模腔内的空气和硫化产生的微量气体无法排出,形成绝热层,使得该区域胶料无法获得足够热量。
排查: 优化排气系统,增加或清理排气槽,或使用真空泵在注射前抽走模腔内空气。
冷流道温度过低
原因: 冷流道的冷却过度,导致接近流道的胶料温度太低,注射到型腔后,这部分胶料达不到硫化温度。
排查: 适当调高冷流道的冷却水温度,通常保持在15-25℃为宜,而非冰水。
四、 产品设计问题
壁厚差异过大
原因: 产品设计中存在极厚和极薄的区域。为保证薄壁处不过硫化,工艺时间可能以薄壁为准,导致厚壁区域中心部分固化不充分。
解决方案: 优化产品设计,使壁厚尽可能均匀。对于厚壁处,必须保证足够的固化时间。
系统性排查流程
当出现“不熟”问题时,建议按以下顺序排查:
首先,检查最易调整的工艺参数:
提高模具温度。
延长固化时间。 这是最直接有效的方法。
其次,检查设备和原料:
确认A/B料比例和混合效果。
检查模具实际温度是否与设定值一致。
检查原料是否新鲜、无污染。
最后,考虑模具和产品设计:
检查模具排气和温度均匀性。
审视产品壁厚设计是否合理。
通过以上系统性的分析和排查,可以准确地找到液态硅胶不熟的根本原因并加以解决。
