CN106956447B

CN106956447B - 一种薄型硅橡胶－织物复合产品及其模压硫化成型工艺

Info

Publication number: CN106956447B
Application number: CN201610014180.8A
Authority: CN
Inventors: 陈兵勇; 王凡; 魏荣梅; 王炜; 赵志祥; 宋丹; 隋琦
Original assignee: Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Current assignee: Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2019-03-22
Anticipated expiration: 2036-01-11
Also published as: CN106956447A

Abstract

一种薄型硅橡胶－织物复合产品及其模压硫化成型工艺，产品厚度≤1.2mm，包括以下步骤：（1）织物脱脂；（2）表面处理；（3）胶浆配置；（4）涂胶；（5）硅胶预成型；6）复合：将织物置于两片预成型好的硅胶之间，压紧，裁成相应直径大小的三叶草形圆片；（7）模具预热；（8）硫化：将三叶草形胶片包覆于模芯上，合模，加压硫化；（9）将模具从硫化机中取出后冷却；（10）从模具行腔中取出产品，二段硫化4h。本发明的工艺方法使硅橡胶与织物模压硫化成型，两者连接牢固，织物均匀置于内外两层硅橡胶之间；采用冷却脱模，硅橡胶与织物收缩率一致，产品的尺寸控制严格，不变形，密封性能好；避免了织物外露和偏心。

Description

一种薄型硅橡胶－织物复合产品及其模压硫化成型工艺

技术领域

本发明涉及一种薄型硅橡胶－织物复合制品及其模压硫化成型工艺。

背景技术

舱外航天服使用条件苛刻，技术要求极高。既要求耐太空辐射和太空垃圾等的侵害，又要求宇航员出舱后在太空超低温（-120℃）条件下能够进行各种太空科研活动。舱外航天服手套是航天服的重要组成部分，提供了航天员手部的操作活动能力和必要的防护性能。为确保宇航员出舱后手部具有良好的触感，提高航天员舱外作业的工效，在航天服手套手指顶端部位粘贴了指套，要求指套厚度≤1.2mm，具有较高的拉伸强度和撕裂强度，在加压状态下具有较低的膨胀率。

为了提高橡胶制品的力学性能，降低其加压膨胀率，通常将橡胶与织物硫化复合在一起，如锦丝织物等。织物虽然有一定的弹性，但由于织物与橡胶收缩率不同，硫化复合产品时容易发生织物起皱、鼓包和产品扭曲变形，影响产品的力学性能和密封性能；而将硅橡胶硫化成型，通过胶粘剂粘合，产品操作难度大，内外两层橡胶与织物粘接不牢，容易脱落。

文献《织物覆盖橡胶波纹管的研制》（特种橡胶制品，2007，28（5））介绍了一种外包两层锦丝织物，内衬橡胶的波纹管制作工艺，该工艺是将橡胶硫化成波纹管形状，内外层均匀涂抹XY402 胶液，将织物复合其上，将橡胶件与织物的复合半成品置入密封模具内，利用硫化橡胶的高弹性，充入一定压力的高压气体，强迫橡胶制件发生微小弹性变形、强迫拉伸表面织物延展而贴紧模具，依靠织物与橡胶制件的胶粘剂硫化定型，达到无型芯制造异型橡胶织物包覆制件的目的。该工艺采用二次硫化成型，需加工两套模具，操作步骤繁琐，贴合工艺复杂，由于织物、胶液和橡胶内衬的冷却收缩不一致, 所以造成产品局部起皱、鼓包等现象。

日本专利《超薄织物-橡胶层压制品及其制造方法》（JP10 138 270（98 138 270））介绍了一种胶料厚度≤100微米的织物—橡胶层压制品的制造方法，采用在隔离物上涂覆一层未硫化橡胶胶料，干燥该未硫化橡胶层，在橡胶层上复合一种补强织物，在平板硫化机上加压硫化，使得层压制品上的织物浸没在未硫化的橡胶层中并硬化。该工艺适合于制造形状规则且厚度超薄织物—橡胶制品，对于较厚的且形状复杂的制品而言，很难保证织物均匀置于胶料中间，并保证制品不变形。

发明内容

本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种薄型硅橡胶－织物复合产品，该产品的质量和密封可靠性，避免了织物外露和偏心。

本发明的目的还在于提供一种薄型硅橡胶－织物复合产品模压硫化成型工艺。

除有说明外，本发明中采用的比例为重量比。

本发明的技术方案是：一种薄型硅橡胶－织物复合产品模压硫化成型工艺，包括以下步骤：

（1）织物脱脂：将织物置于盛有乙酸乙酯溶液的容器中，乙酸乙酯溶液将织物完全浸没，浸泡24小时后将织物拿出晾干；

（2）表面处理：配置12%～15%W/ W的乙烯基三叔丁基过氧硅烷（VTPS）-乙酸乙酯溶液，将脱脂后的织物浸泡其中，溶液将织物完全浸没， 2小时后将织物拿出晾干；

（3）胶浆配置：称量200g硅橡胶混炼胶，将其切成小粒，浸泡于1000ml汽油中12小时后用高速搅拌器搅拌，直至胶料完全溶解在汽油中，制得胶浆；

（4）涂胶：将织物绷紧，在织物一端倒入步骤制得的胶浆，用玻璃棒将胶浆均匀涂于织物上，晾干，制得涂胶织物，根据产品尺寸裁成相应大小的方块，备用；

（5）硅胶预成型：称量硅胶混炼胶，置于上下均为0.15mm厚的两片聚氨酯薄膜中，放入0.6～0.8mm厚的模具，加10MPa压力10s，将硅胶压成0.3～0.5mm的圆片；

（6）复合：将织物置于两片预成型好的硅胶片之间，压紧，根据产品尺寸，将其裁成相应直径的三叶草形圆片，制成复合胶片；

（7）模具预热：将硫化机升温至163±3℃，将硫化模具放入硫化机中加热至75±5℃ ；

（8）模压硫化：复合胶片包覆于模芯上，合模，放气2－3次，然后加压硫化；硫化机温度163±3℃，硫化时间25~30min；

（9）将模具从硫化机中取出，放置自然冷却1－2h；

（10）从模具行腔中取出产品，放入135～145℃烘箱中，二段硫化4h；

（11）从烘箱中取出产品，去掉飞边。

所述三叶草形圆片为：以圆心为中心均布有三个扇形叶片，三个扇形叶片的外边在同一圆周线上，相邻扇形叶片之间有夹角为35°~45°的扇形开口。

所述扇形开口2的边长小于三叶草形圆片的半径。

所述扇形开口2的边长小于或等于三叶草形圆片的半径减去待制产品的指尖球面半径。

本发明的产品厚度≤1.2mm，产品中织物均匀置于内外两层硅胶中间，织物无泄漏、无变形，产品无变形。

本发明与现有技术相比的优点：

本发明的工艺方法使硅橡胶与织物模压硫化成型，两者连接牢固，织物均匀置于内外两层硅橡胶之间；采用冷却脱模，硅橡胶与织物收缩率一致，产品的尺寸控制严格，不变形，密封性能好。通过大量的试验证明，通过该方法加工的产品合格率在95%以上。本发明的产品可适用于有较高强度、较高耐撕裂性能、加压状态下有较好的密封性和较低的膨胀率等特殊要求的领域。

附图说明

图1为复合胶片的结构示意图。

图2 为复合胶片装模示意图。

图3为本发明产品的结构示意图之一。

图4为本发明产品局部示意图。

图5为本发明产品的结构示意图之二。

图中，复合胶片为1，扇形开口为2，模具为3，织物为4，聚氨酯薄膜为5。

具体实施方式

图1中，复合胶片1为三叶草形圆片。扇形开口为2。

图2中，复合胶片1装于模具3上。

图3、图4中，为本发明的硅橡胶－织物复合指套产品，复合胶片为1，4为织物。5为聚氨酯薄膜，产品厚度为1.1±0.1mm。

下面通过实施例详细阐述本发明，但本发明不限于以下实施例。

实施例1：

如图3、图4所示的硅橡胶－织物复合指套产品，其内径要求Φ26±0.1mm，高度28.1±0.1mm，厚度1.1±0.1mm，指尖球面半径为11±0.1mm，骨架织物置于内外层硅胶之间，其制作工艺方法如下（1）织物脱脂：将织物置于盛有乙酸乙酯溶液的不锈钢桶中浸泡24小时后将织物拿出晾干；（2）表面处理：配置12%的VTPS-乙酸乙酯溶液，将脱脂后的织物浸泡其中2小时后将织物拿出晾干；（3）胶浆配置：称量200g硅橡胶混炼胶浸泡于1000ml汽油中12小时后用高速搅拌器搅拌，直至胶料完全溶解在汽油中；（4）涂胶：用玻璃棒将胶浆均匀涂于织物上，晾干，裁成80×80mm的方块形骨架织物4，备用；（5）硅胶预成型：称量1.8g硅胶混炼胶，置于上下均为0.15mm厚的两片聚氨酯薄膜5中，放入0.7－0.8mm厚的模具，加10MPa压力10s，将硅胶压成0.4～0.5mm的圆片；（6）复合：将骨架织物置于两片预成型好的硅胶片之间，压紧，裁成Φ70mm、夹角35°的三叶草形复合胶片1，该三叶草形复合胶片为以圆心为中心均布的三个扇形叶片，三个扇形叶片的外边在同一圆周线上，相邻扇形叶片之间有夹角为35°的扇形开口。所述扇形开口2的边长H为三叶草形复合胶片的半径减去待制产品的指尖球面半径，即H为24 mm（（三叶草形复合胶片的半径35 mm减去待制产品的指尖球面半径11 mm）。（7）模具预热：将硫化机升温至163±3℃，将硫化模具放入硫化机中加热至75±5℃ ；（8）模压硫化：三叶草形圆片包覆于模芯上，合模，放气2次，然后加压硫化；（9）将模具从硫化机中取出，放置自然冷却2h；（10）从模具行腔中取出产品，放入135～145℃烘箱中，二段硫化4h；（11）从烘箱中取出产品，去掉飞边。产品的尺寸满足设计公差要求，外观平整，密封性能好，已成功应用于某舱外宇航服手套。

实施例2：

如图5所示硅橡胶－织物复合指套产品，其内径要求Φ21±0.1mm，高度25.8±0.1mm，厚度0.8±0.1mm，指尖球面半径为9±0.1mm，工艺方法如下（1）织物脱脂：将织物置于盛有乙酸乙酯溶液的不锈钢桶中浸泡24小时后将织物拿出晾干；（2）表面处理：配置15%的VTPS-乙酸乙酯溶液，将脱脂后的织物浸泡其中2小时后将织物拿出晾干；（3）胶浆配置：称量200g硅橡胶混炼胶浸泡于1000ml汽油中12小时后用高速搅拌器搅拌，直至胶料完全溶解在汽油中；（4）涂胶：用玻璃棒将胶浆均匀涂于织物上，晾干，裁成70×70mm的方块，备用；（5）硅胶预成型：称量1.6g硅胶混炼胶，置于上下均为0.15mm厚的两片聚氨酯薄膜中，放入0.6～0.7mm厚的模具，加10MPa压力10s，将硅胶压成0.3－0.4mm的圆片；（6）复合：将织物置于两片预成型好的硅胶片之间，压紧，裁成Φ62mm、夹角45°的三叶草形复合胶片；该三叶草形复合胶片为以圆心为中心均布的三个扇形叶片，三个扇形叶片的外边在同一圆周线上，相邻扇形叶片之间有夹角为45°的扇形开口。所述扇形开口的边长H为三叶草形复合胶片的半径减去待制产品的指尖球面半径，即H为22 mm（三叶草形复合胶片的半径31 mm减去待制产品的指尖球面半径为9mm）。（7）模具预热：将硫化机升温至163±3℃，将硫化模具放入硫化机中加热至75±5℃ ；（8）模压硫化：三叶草形胶片包覆于模芯上，合模，放气3次，然后加压硫化；（9）将模具从硫化机中取出，放置自然冷却2h；（10）从模具行腔中取出产品，放入135～145℃烘箱中，二段硫化4h；（11）从烘箱中取出产品，去掉飞边。产品的尺寸满足设计公差要求，外观平整，密封性能好，已成功应用于某舱外宇航服手套。

说明书中未尽事宜属与本领域技术人员公知技术。

Claims

1.一种用于舱外航天服手套的薄型硅橡胶－织物复合指套产品的模压硫化成型工艺，其特征在于包括以下步骤：

织物脱脂：将织物置于盛有乙酸乙酯溶液的容器中，乙酸乙酯溶液将织物完全浸没，浸泡24小时后将织物拿出晾干；

表面处理：配置12%～15%W/ W的乙烯基三叔丁基过氧硅烷（VTPS）-乙酸乙酯溶液，将脱脂后的织物浸泡其中，溶液织物完全浸没，2小时后将织物拿出晾干；

胶浆配置：称量200g硅橡胶混炼胶，浸泡于1000ml汽油中12小时后用搅拌器搅拌，直至胶料完全溶解在汽油中，制得胶浆；

涂胶：将织物绷紧，在织物一端倒入步骤制得的胶浆，用玻璃棒将胶浆均匀涂于织物上，晾干，制得涂胶织物，根据产品尺寸裁成相应大小的方块，备用；

硅胶预成型：称量硅胶混炼胶，置于上下均为0.15mm厚的两片聚氨酯薄膜中，放入0.6~0.8mm厚的模具，加10MPa压力10秒，将硅胶压成0.3~0.5mm的圆片；

复合：将涂胶织物置于两片预成型好的硅胶片之间，压紧，根据产品尺寸，将其裁成相应直径的三叶草形圆片，制成复合胶片；

所述三叶草形圆片为：以圆心为中心均布有三个扇形叶片，三个扇形叶片的外边在同一圆周线上，相邻扇形叶片之间有夹角为35°~45°的扇形开口；所述扇形开口的边长小于或等于三叶草形圆片的半径减去待制产品的指尖球面半径；

模具预热：将硫化机升温至163±3℃，将硫化模具放入硫化机中加热至75±5℃ ；

模压硫化：复合胶片包覆于模芯上，合模，放气2~3次，然后加压硫化，硫化机温度163±3℃，硫化时间25~30分；

将模具从硫化机中取出，放置自然冷却1~2小时；

从模具行腔中取出产品，放入135~145℃烘箱中，二段硫化4小时；从烘箱中取出产品，去掉飞边。

2.一种权利要求1所述的用于舱外航天服手套的硅橡胶－织物复合指套产品模压硫化成型工艺所制备的用于舱外航天服手套的硅橡胶－织物复合指套产品。