室温胶硫化工艺改进

室温胶硫化工艺改进

付荣启

三友硅业 河北唐山 063000

摘要：室温硫化硅橡胶是在红外探测器的组件里，大量应用此橡胶工艺是因为其具有密封性、抗震性、耐低温以及耐高温的特点。可以对实验与理论相融合，来解析影响室温硫化硅橡胶硫化工艺的原因。最后通过实验结果得知，每个组的分工配比、操作技术、环境的湿度以及温度都是可以影响此橡胶的硫化工艺。想要使产品都达到合格标准，就要改变原先的硫化工艺，这样才可以使产品更可靠安全。

关键词：硫化硅橡胶；硫化工艺；胶料配比

1硫化工艺

1.1硫化工艺流程

硫化工艺的目的主要就是解决硅胶的矛盾过程。在硫化硅橡胶里加入各种配合剂，用不同的工艺手法，使硫化有很高的弹性以及机械性能极好的橡胶制造品。工艺流程有：准备灌封之前的工作，灌封过程中的混合配剂和胶料配置，后期灌封的成型以及对外观的检测等（如图 1 所示）。

图 1 硫化工艺流程图

1.2硫化要素

硫化过程影响的主要原因：第一，胶料的配比，融入混合剂要根据材料和应用的需要，可以把配料的多少以及硫化的条件，得到不一样功能的硫化硅橡胶工艺；第二，硫化依照标准所进行的湿度和温度；第三，操作工艺的手法不同。

2硫化硅橡胶常见缺陷

成品固定好的橡胶制品，在对外观进行检查的时候，完好的胶料在固化后，胶体不会粘手、胶体的表面干净没有杂质，更没有气泡；如果橡胶制品完成之后，胶体出现上面所说的相反现象，有气泡、杂质、粘手等情况出现就属于存在质量问题，要立刻把这些存在的缺陷以及胶体部分地方进行处理，缺陷特别严重的话就要重新返工。

3胶料各组分配比

3.1实验项目

把混合剂的不同配比进行改变，规定的48h之内，再对其进行观察，看用不同的胶化配比后，硅胶脱模后的硫化效果。

3.2实验原理

过硫、预硫期、正硫化以及诱导期是硫化所要经历的4个过程。交联在诱导期内还没有开始进行，胶料流动性很大，便于其操作；交联在预硫期的时候其程度没有很高，硫化胶的弹性功能还没有发挥极致；而在正硫化阶段，硫化胶每一项的物理功能性都达到最佳，性能可以达到综合平均；过硫阶段，交流占据优势的话，橡胶就会出现发硬的现象，拉伸的强度也会逐渐上升。相反，就会发软，拉伸轻度就会逐渐降低。胶料每组进行混合后，必须在室温操作30分钟-40分钟为最佳时间，一般情况可以用凝胶的时间来代替。如果凝胶时间过于漫长的话，效率酒柜随之降低；时间短的话，胶料会过早的出现硫化现象，未完成到8成左右。本次实验则是采用改变稀释剂、交联剂、催化剂这些不同的配比，可以找到更适合的混合比例。

3.3实验设备及材料

进行实验的时候需要准备所用材料以及设备，比如，滴管、计时器、电子天平、小烧杯、硅橡胶、盛胶容器、玻璃棒这些。

3.4实验方法

首先要准备5个干燥洁净的容器，称2g底胶分别放入容器中，再用滴管分别滴入交联剂，最后用玻璃棒根据一个方位进行搅拌；继续往容器中分别加入稀释剂以及催化剂，再次进行同样办法均匀搅拌；在固定室温下对其进行查看，主要观察胶体的弹性和流通性以及时间；再对其外观进行检查；胶料固化后，胶体不会出现粘手、气泡、裂缝、漏胶等现象，外观因保持干净、光滑、平整。

3.5实验原理

硫化硅橡胶的实验原理是：用催化剂来引发硫化的效果，在胶料跟催化剂进行混合的时候，催化剂加快化学效果，用量多少判定硅化胶的硫化时间，催化剂的用量多回加速硫化，放置的时间会减少。

3.6实验结果

实验记录表1可以看出，催化剂用量少（＜5%，1#、2#样本），硫化时间长（＞48 h），效率就会降低；催化剂用量为5%时（3#样本），橡胶硫化时间约为 48 h，硫化后胶体表面弹性、光滑、整齐度都合适；催化剂用量大（＞5%，4#、 5#样本），胶体还没有进行硫化过程就已经固定，所以胶体粘手，强度低下。

表 1 实验记录

1）室温硫化硅橡胶最佳胶料配比：交联剂4%，催化剂 5%，稀释剂8%；

2）交联剂用量少，胶料不易硫化，但当交联剂用量达到一定程度后，再增加用量反而使硫化速度减慢；

3）改变催化剂和交联剂用量，可以调节硫化时间；

4）稀释剂可改变硅橡胶粘稠度和流动性。胶的黏度大，气泡比较难消除，也不利于操作；胶的黏度小，硅橡胶在慢慢硫化的过程中气泡会慢慢上升到表面，可以减少气泡的产生。

4温度与硫化时间

4.1实验项目

硅橡胶在相同的湿度，不同的温度下，来对硅橡胶的硫化速度和时间的关系进行观测。

4.2实验原理

硅化胶的硫化时间跟其温度有关，硫化的时候，当硫化胶各项物理性能达到最高点，这种硫化状态是正硫化或者说是最宜硫化。

4.3实验设备及材料

胶体容器、硅橡胶、温箱、计时器、电子天平这些是实验所用到的材料及设备。

4.4实验方法

把称好的2g硅橡胶放入干燥洁净的容器中，放入不同温度，相同湿度的温箱内，把相同温度实验下硫化的时间变化进行记录。

4.5结果

相同湿度的情况下，温度影响到硫化的速度，在温度越高的状态下，硫化的速度也会随之增快，使生产效率也高，相反则效率低。如果仅仅对硫化的温度进行提升又会造成以下情况：

第一，在充模时间缩短的时候，胶料在焦烧的时间也会减短，致使成品局部出现缺胶现象；第二，有的胶料过于厚重，就会增加胶体的室内外温度，最后造成硫化不均。所以，在进行硫化的过程中，硫化温度调试要考虑到硫化的各种因素。实际操作在室温条件下，只要合理而科学的调整催化剂的用量就可以把硫化的速度提高。

5、操作工艺改进方案

①在硅胶搅拌过程中，最容易忽视的地方就是依附在容器内壁和底部，会因为搅拌不到而不能进行硫化，造成硫化不均，出现气泡或者缺胶的现象。所以调胶搅拌过程中，一定要注意这些细节，搅拌均匀，让胶料完全混合均匀。

②在真空排气的时候，使用过长的时间，硅橡胶早已出现硫化的现象，流通性就会变差，操作会困难；如果排气的时间短，硅橡胶太软不好成型，很容易造成表面出现气泡；抽真空时，要把其保持在真空中放置1-2分钟，把硅胶内部的气泡挤压出来。

③硫化速度快的情况下，会造成胶料还没有填满模具，就已经硫化完使其出现缺胶。这个时候就需要把胶料的配方进行调整，把其胶料黏度降低，流动性也会得到提升，气泡全部排出的同时，还能在较短的时间内充满整个模具。

④要把金属表面清理干净，可以用酒精擦拭，然后把底涂料均匀涂抹金属面，前提是要保持金属面干燥清洁。最好采用烘箱烘干，可以让溶剂充分挥发，同时蒸发胶料表面的水分和清楚被粘物，加强了粘接处的强度。

6、结论

本文对室温硫化硅橡胶硫化工艺进行解析的同时，又进一步的用实验证明了影响硅橡胶硫化的因素。把新工艺应用到实际运作中，从而提高了硅化胶的合格率。分析了前后直方图的对比，改进之后的外观合格率也得到了提高，处理局部的百分比降到21%，返工率也将为0。所以，新的改进方案不仅把产品的质量提升，而且还把其可靠安全性得到提高。

参考文献：

1. 王欣欣.高粘度二甲基二苯基室温硫化硅橡胶制备[J]. 有机硅材料, 1996(6):14-17.

[2]王敏. 室温硫化硅橡胶合成工艺改进[J]. 化工科技(8):19-20.