CN105255195A - 一种低温快速硫化固态硅胶原料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种低温快速硫化固态硅胶原料及其制备方法，所述固态硅胶原料包含均匀混炼在一起的硅胶原料、铂金硫化剂和色母，其中所述铂金硫化剂的主要成分为A组分与B组分，所述A组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑及铂金络合物的混合物，所述B组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑、端含氢硅油及抑制剂的混合物，按重量计，所述A组分与所述B组分之间的比例为1:1～3:1；所述铂金硫化剂与所述硅胶原料的混合比例为100：0.1至100：5.0；所述色母的成分包含硅原胶、有机色粉、硅油以及分散剂，所述硅胶与所述铂金硫化剂的混合物与所述色母的混合比例为100：0.1至100：3.0。本发明的固态硅胶原料尤其适于不耐高温的材料与固态硅胶一体成型。

Description

一种低温快速硫化固态硅胶原料及其制作方法

技术领域

本发明涉及固态硅胶的制作和应用，特别是一种低温快速硫化固态硅胶原料及其制作方法。

背景技术

随着固态硅胶应用范围的不断扩大，固态硅胶成型工艺从传统的日常用品逐渐向电器装配件、移动电子产品、防水产品等高精度结构件转变，在产品精度不断提升的同时，更需与各种材料的结构件进行多次模内成型，但由于电子元件或与之一体成型的材料难以承受固态硅胶成型时的高温(常规温度170°左右，最低至130度左右)，而出现电子元件或与之一体成型的材料损坏或变形问题(只能耐80°～100°温度)，传统的固态硅胶的炼制与使用工艺已经无法满足现有高精密复杂产品的应用需求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种低温快速硫化固态硅胶原料及其制作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低温快速硫化固态硅胶原料，包含均匀混炼在一起的硅胶原料、铂金硫化剂和色母，其中

所述铂金硫化剂的主要成分为A组分与B组分，所述A组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑及铂金络合物的混合物，所述B组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑、端含氢硅油及抑制剂的混合物，按重量计，所述A组分与所述B组分之间的比例为1:1～3:1，优选为2:1；

按重量计，所述铂金硫化剂与所述硅胶原料的混合比例为100：0.1至100：5.0，优选为100：0.1至100：2.0；

所述色母的成分包含硅原胶、有机色粉、硅油以及分散剂，按重量计，所述硅胶与所述铂金硫化剂的混合物与所述色母的混合比例为100：0.1至100：3.0，优选为100：0.1至100：1.0。

进一步地：

按重量百分比计，所述硅胶原料占总原料的99.72％，所述A组份占总原料的0.12％，所述B组份占总原料的0.06％，所述色母占总原料的0.1％。

所述硅胶原料为气相式硅橡胶或沉淀式硅橡胶。

一种低温快速硫化固态硅胶原料的制作方法，包括以下步骤：

将铂金硫化剂与硅胶原料按照设定的混合比例混合，并使用混炼机混炼均匀；其中，按重量计，所述铂金硫化剂与硅胶原料的混合比例为100：0.1至100：5.0，优选为100：0.1至100：2.0；所述铂金硫化剂的主要成分为A组分与B组分，所述A组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑及铂金络合物的混合物，所述B组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑、端含氢硅油及抑制剂的混合物，按重量计，所述A组分与所述B组分之间的比例为1:1～3:1，优选为2:1；

将铂金硫化剂与硅胶原料的混炼物与色母混合，并使用混炼机混炼均匀；其中所述色母的成分包含硅原胶、有机色粉、硅油以及分散剂，按重量计，所述硅胶与所述铂金硫化剂的混合物与所述色母的混合比例为100：0.1至100：3.0，优选为100：0.1至100：1.0。

进一步地：

按重量百分比计，所述硅胶原料占总原料的99.72％，所述A组份占总原料的0.12％，所述B组份占总原料的0.06％，所述色母占总原料的0.1％。

一种固态硅胶与结构件模内成型方法，包括以下步骤：

将结构件放入热压模具型腔内；

将所述的低温快速硫化固态硅胶原料注射入热压模具型腔内；

在模具热压过程中，使所述热压模具型腔内的固态硅胶原料发生交联反应而硫化成固态结构，并与所述结构件一体结合成型。

进一步地：

所述模具型腔内的加热温度为80°～100°，硫化成型的时间不超过100秒。

一种用于切所述的低温快速硫化固态硅胶原料的切料装置，所述切料装置用于切出精确重量的固态硅胶原料，以使其与结构件模内成型时提高成型精度，其特征在于，所述切料装置包括下压支撑结构、料筒、推料杆、导向柱、弹簧、推板和推板限位片，所述料筒的两端开口并贯通，所述料筒装配在所述下压支撑结构上开设的料筒安装孔中，所述导向柱固定在所述下压支撑结构上，所述推板以可沿所述导向柱上下移动的方式安装在所述导向柱上，所述推板限位片设置在所述导向柱上，用于限制所述推板的上升距离，所述推料杆固定在所述推板的底部，所述推料杆的下端套在所述料筒内以使其能够在所述料筒内上下活动，所述弹簧设置在所述推板的下方，用于使被下压的所述推板自动向上复位。

进一步地,所述推板限位片以高度可调的方式设置在所述导向柱上。优选地，所述下压支撑结构包括面板和支撑板，所述支撑板固定在所述面板上，所述料筒装配在上述面板上开设的所述料筒安装孔中，所述导向柱安装在所述支撑板上开设的安装孔中，所述导向柱中设置有贯通的螺丝安装孔，并用螺丝固定在所述面板上，所述推板开设用于固定所述推料杆的螺丝安装孔，所述推料杆的上端设置螺孔，所述推料杆通过螺丝固定在所述推板上。

在所述推板和所述推料杆之间设置有可置换的微调垫片。

本发明的有益效果：

发明人经过大量实验和反复摸索，优化了固态硅胶原料的配方及制备工艺，所获得的固态硅胶原料可实现低温快速硫化成型。相对传统热压成型所需的170°以上的高温，本发明可使固态硅胶的成型温度降低至80°～100°，从而从根本上解决了待与固态硅胶模内成型的结构件的材料不耐高温而无法实施固态硅胶成型工艺的难题，尤其适用于不耐高温的各种不同类型材料的塑胶、电池、玻璃、电子元件等结构件与固态硅胶一体成型的应用。

同时，相对传统固态硅胶成型工艺300秒左右硫化时间，本发明的固态硅胶原料的硫化时间大大缩短，在80°左右低温时可在100秒之内快速硫化，使生产效率显著提高，而且是成倍的提高。

使用本发明的固态硅胶原料，解决了不同种类塑胶材料与固态硅胶一体成型时因高温而软化后易压伤、变形、溢胶的难题，可使塑胶材料在固态硅胶成型时具备更高的硬度，从而解决成型中出现的塑胶结构压伤，溢胶不良问题。

使用本发明的固态硅胶原料，解决了塑胶、玻璃、金属、电子元件在硅胶成型时因冷却后的二次高温而产生的内应力释放导致尺寸收缩问题，大幅提升了其它结构件在固态硅胶模内的成型精度，通过原料制备及其成型工艺的管控，可达±0.02mm的超高成型精度(传统材料±0.1mm～±0.2mm)。

使用本发明的固态硅胶原料，低温快速成型，提升了塑胶原料、玻璃、电子元件等在模具中的硬度，使模内成型的产品能承受更大的模具合模压力，避免了压伤、变形、溢胶问题，从而降低了模具的配模及修模难度，可大幅提升产能，使模具的出模穴数提升2倍以上仍能有效控制成型品质。

使用本发明的固态硅胶原料，因成型品质更易控制，从而大幅降低固态硅胶成型工艺对模具精度的要求，降低了模具所需加工设备的要求，降低了模具加工制造成本。

使用本发明的固态硅胶原料，解决了传统固态硅胶成型工艺温度高，难以生产电器装配件，移动电子产品，防水产品等高精度结构件的工艺难题，并大幅降低了成型周期及其模具出模穴数，大幅提高了生产产能，降低了生产成本，并弥补了传统固态硅胶成型工艺精度低的问题，是固态硅胶成型工艺的更新换代，满足了更多种类产品的需求并推动工艺的发展。

使用本发明的固态硅胶原料，不但能与其它固态硅胶原料进行二次或多次成型，还能与液态硅胶材料及其成型工艺的产品粘结，从而满足不同种类硅胶原料的一体成型。

使用本发明的固态硅胶原料，与各种结构件一体成型，还可使成型产品拥有比以往产品更高的防水密封性能，提别适用防水产品及其一体成型结构件使用，在材料弹性，韧性方面优于液态硅胶，可以低于30％的装配过盈量的前提下，达到相同的防水防尘性能。

使用本发明的固态硅胶原料成型的材料表面光滑，自润滑性好，大幅优于液态硅胶，从而在在密封装配防水结构中能与装配件顺畅装配并有较强的装配反馈手感。

附图说明

图1为本发明切料装置一种实施例的剖面示意图；

图2为图1所示切料装置的外部结构示意图；

图3为本发明切料装置一种实施例的立体示意图(从倒置角度观察)。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

在一种实施例中，一种低温快速硫化固态硅胶原料，包含均匀混炼在一起的硅胶原料、铂金硫化剂和色母。

铂金硫化剂的主要成分为A组分与B组分，A组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑及铂金络合物的混合物；B组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑、端含氢硅油及抑制剂的混合物。A组分与B组分之间比例为1:1～3:1，优选地，为2:1。更优选地，A组份占总原料的比例为0.12％，B组份占总原料的比例为0.06％。

硅胶原料为气相式硅橡胶。优选地，硅胶原料占总原料的比例为99.72％。根据产品需求也可选择沉淀式硅橡胶。

铂金硫化剂与硅胶原料混合的混合比例为100：0.1至100：5.0，优选为100：0.1至100：2.0。使用混炼机混炼均匀，炼时间视原料数量而定，20KG原料可混炼6min～8min。

色母的成分包含硅原胶、有机色粉、硅油、分散剂。将与硫化剂混炼完成的硅胶原料与色母混合。视颜色要求，混合比例为100：0.1至100：3.0，优选为100：0.1至100：1.0。优选地，色母占总原料的比例为0.1％。炼时间视原料数量，20KG原料可混炼7min～10min，将硅胶原料、硫化剂、色母混炼均匀并排除原料内部的空气等杂质，混炼后表面光滑均匀，颜色均匀一致，以避免热压成型时气泡，异色，硫化不均等成型等不良。

使用切料装置裁切经混炼硅胶原料，将原料按需求的重量切好。

在一种实施例中，提供一种切料装置，所述切料装置用于切精确重量的固态硅胶原料，以使其与结构件模内成型时提高成型精度。

如图1至图3所示，切料装置包括下压支撑结构、料筒3、推料杆4、导向柱5、弹簧6、推板9和推板限位片10，料筒3的两端开口并贯通，料筒3装配在下压支撑结构上开设的料筒3安装孔中，导向柱5固定在下压支撑结构上，推板9以可沿导向柱5上下移动的方式安装在导向柱5上，推板限位片10设置在导向柱5上，用于限制推板9的上升距离，推料杆4固定在推板9的底部，推料杆4的下端套在料筒3内以使其能够在料筒3内上下活动，弹簧6设置在推板9的下方，用于使被下压的推板9自动向上复位。

在各种优选的实施例中，下压支撑结构还可以包括共同组成下压支撑结构的面板1和支撑板2、把手7以及微调垫片8等部件。

支撑板2固定在面板1上，两端开口的料筒3装配在面板1上开设的料筒安装孔中；支撑板2与面板1配合，通过螺孔和螺丝锁紧在一起，固定住料筒3。把手7设置在支撑板2上，方便手工按压。导向柱5安装在支撑板2上。导向柱5可以安装在支撑板2上开设的安装孔中，导向柱5中可设置贯通的螺丝安装孔，并用螺丝固定在面板1上。优选地，推板限位片10以高度可调的方式设置在导向柱5上。推板9可开设用于固定推料杆的螺丝安装孔，推料杆4的上端可设置螺孔，从而可通过螺丝固定在推板9上。优选地，在推板9和推料杆4之间设置有可置换的微调垫片8。弹簧6可套设在导向柱5上，并限位安置于支撑板2的导向柱安装孔内。

切料的工作过程如下：

将经混炼硅胶原料按重量要求炼制成平片(厚度如3mm～12mm)；

将切料装置的料筒3平压在硅胶原料平片上，下压把手7，料筒3将硅胶原料从平片上切下来，并将原料挤进料筒；

推动推板9，带动推料杆4，将硅胶原料挤压出料；

弹簧6的弹力推动推板9，使推板复位；

料筒3的最大容积由推板限位片10限定，保证每个料筒3的硅胶原料一致，并可通过调整推板限位片10的高度(即相对于支撑板2的距离)，来调整料筒3内的最大原料重量。通过各个料筒的容积也均可精确微调。当需要精确调整时，可更换推料杆4上的微调垫片，精确控制垫片厚度。不同的推料杆4上的微调垫片8可以使用不同规格厚度的垫片，或者用不同厚度的垫片叠加，使其达到方便地精确调整的硅胶原料重量的目的。

各料筒3的形状/尺寸可以相同，但也可以不同，从而达到同时切出不同重量原料的效果。

该切料装置的切料精度高达±0.003g，是传统切料机的是60倍以上(传统切料机精度为0.2g左右)。最终，有利于在热压成型时精确控制产品胶量及其成型精度(可达±0.02mm)，且无毛边及批封等成型不良。

将精确切好的经混炼硅胶原料与各种材料的结构件在模内成型前，根据不同材料的结构件(如不同型号的塑胶、金属、玻璃等)的模内成型要求，可先选用适合的底涂处理剂对结构件进行预处理，以使模内成型时与硅胶产生粘性，并按底涂剂使用要求进行烘烤。具体可使用自动化点胶机，将水性单组份的底涂剂点在塑胶结构件与硅胶材料需要粘结的部位，再放入烤箱中使用150°，温度烘烤15分钟。

模内成型时，将热压模具温度设置在塑胶结构件能承受的较低加热温度，具体可低至80°～100°，并将经由底涂剂处理的塑胶产品放入热压模具内进行合模。

将切好的经混炼硅胶原料放入热压模具的挤压进料系统的注料孔中，通过合模时压料柱的强行挤压，将原料注射入模具型腔。

在模具型腔内，通过低至80°～100°温度使经混炼硅胶原料发生交联反应，硫化成固态结构，实现低温快速硫化成型，硫化成型可在100秒之内实现，并在此过程中与结构件一体结合成型。其整套工艺成型的产品精度可达到±0.02mm。将成型好的产品取出，可视产品及硅胶原料使用要求采用二次硫化工艺，以满足不同种类的产品需求。

本发明使用的经混炼硅胶原料，可实现低温快速硫化成型，而现有低温配方及其制备工艺，无法达到本工艺中的可兼容塑胶成型的低温，无法实现低温快速硫化速度，及其与塑胶结构件一体成型时的±0.02mm的高成型精度。

模内成型时可选用与硅胶成型配套的脱模剂。待成型一定次数后，模具表面会自然附着硅胶原料中的硅油时，可自行顺畅脱模而无需使用脱模剂。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低温快速硫化固态硅胶原料，其特征在于,所述固态硅胶原料包含均匀混炼在一起的硅胶原料、铂金硫化剂和色母，其中

所述铂金硫化剂的主要成分为A组分与B组分，所述A组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑及铂金络合物的混合物，所述B组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑、端含氢硅油及抑制剂的混合物，按重量计，所述A组分与所述B组分之间的比例为1:1～3:1，优选为2:1；

按重量计，所述铂金硫化剂与所述硅胶原料的混合比例为100：0.1至100：5.0，优选为100：0.1至100：2.0；

所述色母的成分包含硅原胶、有机色粉、硅油以及分散剂，按重量计，所述硅胶与所述铂金硫化剂的混合物与所述色母的混合比例为100：0.1至100：3.0，优选为100：0.1至100：1.0。

2.如权利要求1所述的低温快速硫化固态硅胶原料，其特征在于,按重量百分比计，所述硅胶原料占总原料的99.72％，所述A组份占总原料的0.12％，所述B组份占总原料的0.06％，所述色母占总原料的0.1％。

3.如权利要求1所述的低温快速硫化固态硅胶原料，其特征在于,所述硅胶原料为气相式硅橡胶或沉淀式硅橡胶。

4.一种低温快速硫化固态硅胶原料的制作方法，其特征在于,包括以下步骤：

将铂金硫化剂与硅胶原料按照设定的混合比例混合，并使用混炼机混炼均匀；其中，按重量计，所述铂金硫化剂与硅胶原料的混合比例为100：0.1至100：5.0，优选为100：0.1至100：2.0；所述铂金硫化剂的主要成分为A组分与B组分，所述A组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑及铂金络合物的混合物，所述B组分为包含乙烯基生胶、气相白碳黑、端含氢硅油及抑制剂的混合物，按重量计，所述A组分与所述B组分之间的比例为1:1～3:1，优选为2:1；

将铂金硫化剂与硅胶原料的混炼物与色母混合，并使用混炼机混炼均匀；其中所述色母的成分包含硅原胶、有机色粉、硅油以及分散剂，按重量计，所述硅胶与所述铂金硫化剂的混合物与所述色母的混合比例为100：0.1至100：3.0，优选为100：0.1至100：1.0。

5.如权利要求4所述的制作方法，其特征在于,按重量百分比计，所述硅胶原料占总原料的99.72％，所述A组份占总原料的0.12％，所述B组份占总原料的0.06％，所述色母占总原料的0.1％。

6.一种固态硅胶与结构件模内成型方法，其特征在于,包括以下步骤：

将结构件放入热压模具型腔内；

将权利要求1或2所述的低温快速硫化固态硅胶原料注射入热压模具型腔内；

在模具热压过程中，使所述热压模具型腔内的固态硅胶原料发生交联反应而硫化成固态结构，并与所述结构件一体结合成型。

7.如权利要求6所述的模内成型方法，其特征在于,所述模具型腔内的加热温度为80°～100°，硫化成型的时间不超过100秒。

8.一种用于切权利要求1或2所述的低温快速硫化固态硅胶原料的切料装置，所述切料装置用于切出精确重量的固态硅胶原料，以使其与结构件模内成型时提高成型精度，其特征在于，所述切料装置包括下压支撑结构、料筒、推料杆、导向柱、弹簧、推板和推板限位片，所述料筒的两端开口并贯通，所述料筒装配在所述下压支撑结构上开设的料筒安装孔中，所述导向柱固定在所述下压支撑结构上，所述推板以可沿所述导向柱上下移动的方式安装在所述导向柱上，所述推板限位片设置在所述导向柱上，用于限制所述推板的上升距离，所述推料杆固定在所述推板的底部，所述推料杆的下端套在所述料筒内从而能够在所述料筒内上下活动，所述弹簧设置在所述推板的下方，用于使被下压的所述推板自动向上复位。

9.如权利要求8所述的切料装置，其特征在于，所述推板限位片以高度可调的方式设置在所述导向柱上，优选地，所述下压支撑结构包括面板和支撑板，所述支撑板固定在所述面板上，所述料筒装配在上述面板上开设的所述料筒安装孔中，所述导向柱安装在所述支撑板上开设的安装孔中，所述导向柱中设置有贯通的螺丝安装孔，并用螺丝固定在所述面板上，所述推板开设用于固定所述推料杆的螺丝安装孔，所述推料杆的上端设置螺孔，所述推料杆通过螺丝固定在所述推板上。

10.如权利要求8或9所述的切料装置，其特征在于，在所述推板和所述推料杆之间设置有可置换的微调垫片。