LSR硅胶

液态硅胶英文简称LSR，是一种可以备受消费者和厂家青睐的产品，液态硅胶是由硅胶制品制作而成，有良好的弹性和防水防潮性，耐酸、碱等多种化学物质的侵蚀，所以一般用于替代生活塑料用品。

液态硅胶(Liquid Silicone Rubber)，分为 A 胶与 B 胶，利用定量装置控制两者为1:1 之比例，再透过静态混合器(Static Mixer)予以充份混合，注入射出料管后再进行射出成型生产。

将液态硅胶射入热浇道模具，制作硅胶制品，可达到一次成型﹑无废料及可自动化等优点。

　　【一】.液态硅胶的特性

液态硅胶(Liquid Silicone Rubber)是一种无毒、耐热、高复原性的柔性热固性材料，其流变行为主要表现为低黏度、快速固化、剪切变稀以及较高的热膨胀系数。

LSR 是以铂金作为催化剂的双液态快速硫化材料，可以采用注塑的方式、大量、快速硫化、重复性机械生产。其产品表现为较好的热稳定性、抗寒性，优良的电绝缘性能，燃烧时不会产生有毒的物质等。

因此在健康用品、汽车、婴儿用品、医疗用品、潜水用品、厨房用具以及密封件等的生产设计中成为不可替代的材料。

　　【二】.成型过程

LSR为双组分的液态材料，分为 A 组分和 B 组分，混合机的工作将A 组分和 B 组分以精确的 1:1 比例充分混合。又因部分制品为有色设计，所以配有颜色泵组及颜色计量部分。A+B 组分、添加剂、颜色等充分混合后进入塑化系统。

这种塑化螺杆同时具有均化、混合的功能，通过螺杆将混合料注射到热模具中，在模温 170～200℃下，硅胶发生固化反应。当使用冷流道系统时，值得注意的是流道要足够冷。为了避免漏胶，针阀安装在模具部件的表面，射胶完毕时，针阀立即封闭射嘴。

　　1， 喂料系统

可选择以下几种形式：

1)双向泵

可上下移动送料，能够很好的保持压力，由于 A、B 泵之间相连，并同步由

液压气动控制，因此这种形式的喂料系统比较可靠、精确。

2)单向泵

是一种通用型，只能单项送料。

3)带有止逆阀的同步单项泵

4) 计量筒系统

主要与单项泵相配合使用。

　　2， 液态硅橡胶注射成型机的关键部件

1)由于 LSR 的低黏度性，在加工过程中要考虑材料的回流和漏胶，因此对螺杆的密封是必须的。

2)为了防止 LSR 固化，要采用针阀射嘴。

3)A、B 两组分的混合、计量部件。

　　3，模具的设计

在模具设计中，一般有以下几种形式：

1) 热流道

比较浪费物料，设计简单，成本低，多用于大制品。

2) 有针阀的冷流道

可实现自动化，周期短。

3) 无针阀的冷流道

由于 LSR 膨胀系数较高，加热时会发生膨胀，冷却时却有微小的收缩，因此部件不能在模具中保持精确的侧边距。所以可以采用冷流道加工，LSR 应保持较低温度和流动性，冷流道采用闭合式系统，在注射循环中，闭合系统在每一个流道中都采用“封胶针”或“针形阀”来控制 LSR 材料的准确计量。

由于硅橡胶具有显著的受热膨胀特性，收缩率为 2%～4%(硫化温度为150℃)，同时硅橡胶具有受压变形的特点。

　　【三】LSR 流动/硫化的分析

1)液体硅橡胶的硫化化学反应，需要一定的反应时间。

2)理想流动，在直径 2mm，170cm，流动距离超过 100cm。

3)最小厚度 1/1000mm

4)模温过高会导致硫化，从而引起流动受阻。

5)层流可避免气泡

6)高速注射会导致湍流

7)物料的黏度会改变流动的模式

8)湍流导致白点。

　　因此模具的设计要注意以下几个方面：

1)为了避免湍流和喷射，使用小注胶口。

2)使用针状或翼状注胶口。

3)用 T 型导向栓代替柱形导向栓，脱模时采用射出气枪，加隔热层/板。

4)不要使用含阻聚剂的防锈剂/油，一般可用甲苯、二甲苯等。

　　【四】常见问题以及解决对策

　　1，制品不完全固化

　　2，产品表面不熟(表面不干)

　　3，产品硬度不对

　　4，产品有杂质

　　5，产品有色斑

　　6，产品变形或者烧焦

　　7，产品表面缺料或缩水

此外，固化的 LSR 容易黏在金属表面上，应用最为普遍的脱模技术包括顶针顶出和空气推顶。

通过以上信息，可以看到硅胶注塑主要解决的问题在于其混合、计量部分，以及螺杆的密封、模具的设计。

常有客户在问LSR液体硅胶制品比固体硅胶制品都好在哪里，也常有客户因不了解液态硅胶的各种优势而陷在固态硅胶的泥潭里痛苦挣扎仍解决不了问题，最后经过九九八十一难才展转找到我们，终于求得圆满。因此，本司在此对液态硅胶制品的各种优势进行一个全面的总结，希望可以帮到那些仍在固态硅胶泥潭里打滚的亲们，下面我们就来看看这八大优势都究竟是些什么。

首先我们从材料本身特性上讲，有三大优势：

1：绝对的环保无毒;大量应用于硅胶医疗制品行业，硅胶母婴用品行业，硅胶厨具用品这都是脆弱敏感的行业，能用在这里可见其安全性真不是吹的，这方面大家最熟知的产品莫过于女人为了壮大胸器所用的隆胸硅胶了;

2：高级透明;如玻璃一样的透明，让人一看就心里敞亮，洁净卫生之感油然而生，最典型的产品应用就是婴儿奶瓶上的奶嘴了，其它像潜水镜、吸嘴之类的产品莫不是看中这一优势才采用的液态硅胶制品;

3：高强度高抗撕;普通的固态硅胶十分脆弱，经受不住多大的拉力就会被撕裂，即使采用气相法所加工出的固态硅胶仍然不可与LSR液态硅胶制品相比，像各种液态硅胶医用球囊，液态硅胶扎带绑带等就是其这一优越性的代表产品;

其次我们再从其成型工艺方面详解另外六大优势：

4：自动化程度高，模具寿命长;液体硅胶因为使用的是标准的注塑机，其模具也是和塑胶模具一脉相承，所以液体硅胶制品在生产过程中必须有很高的自动化操作，而不是像固态模那样动不动就人工搬板抱条的，因大量减少了人工操作，故模具寿命自然大大延长，生产效率也相对高出;

5：更短的固化时间;液体硅胶制品的分子结构不同于固体硅胶制品，其在合适温度下固化时间只有固态硅胶制品的三分之一，因此生产周期大大缩短，生产效率大大提高;

6：更低的成型温度;固体硅胶制品的成型温度在170度左右，而LSR液体硅胶制品的成型温度只需130，更低甚至100度就可以在常规时间内做熟;现在虽然固体硅胶因采用铂金水来作为催化剂也可以做到120的成型温度，但其因为受制于自身的成型工艺而对生产操作也提出了更高的要求，因此不能普及应用;目前绝大部份的硅胶包塑胶产品、硅塑胶复合产品就是因为塑胶承受不了高温而不得不采用液体硅胶生产;

7：更强的流动性;液体硅胶因为液体状态，故其流动性非常好，不需要很强的射胶压力就可充满型腔，因此适合各种薄壁窄槽长管类的产品成型;

8：更细的分型线：液体硅胶模具的成型顺序为先合模再进胶，因此合模面上只能渗出极少量的硅胶，甚至没有，这就大大提高了产品的美观，对外观要求高的产品也就自然而然要采用液体硅胶了。

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热固性液态硅橡胶(LSR)注压模具的结构，总的来说跟热塑性胶料所用的模具结构相似，但也有不少显著差别。例如，LSR胶料一般粘度较低，因而充模时间很短，即使在很低的注射压力下也是如此。为了避免空气滞留，在模具中设置良好的排气装置是至关重要的。

另外，LSR胶料在模具内不会像热塑性胶料那样收缩，它们往往遇热膨胀，遇冷轻微收缩。因而，其制品并不总是如所期望的那样留在模具的凸面上，而是滞留在表面积较大的模腔内。

1、收缩率

虽然LSR并不会在模内收缩，但它们在脱模和冷却后，常常会收缩2.5%-3%。至于究竟收缩多少，在一定程度上取决于该胶料的配方。不过，从模具角度考虑，收缩率可能受到几种因素的影响，其中包括模具的温度、胶料脱模时的温度，以及模腔内的压力和胶料随后的压缩情况。

注射点的位置也值得斟酌，因为胶料流动方向的收缩率通常比与胶料垂直流动方向的收缩率大一些。制品的外形尺寸对其收缩率也有影响，较厚的制品的收缩率一般要比较薄者小。如果需进行二次硫化，则可能再额外地收缩0.5%-0.7%。

2、分型线

确定分型线的位置是设计硅橡胶注压模具的前几个步骤之一。排气主要是通过位于分型线上的槽沟来实现的，这样的槽沟必经处在注压胶料最后到达的区域内。这样有助于避免内部产生气泡和降低胶接处的强度损失。

由于LSR粘度较低，分型线必须精确，以免造成溢胶。即便如此在定型的制品上还常能看见分型线。脱模受制品的几何尺寸和分型面位置的影响。将制品设计成稍有倒角，有助于保证制品对所需的另一半模腔有一致的亲合力。

3、排气

随着LSR的注入，滞留在模腔内的空气在模具闭合时被压缩，然后随着充模过程而通过通气槽沟被排出。空气如果不能完全排出，就会滞留在胶料内(这样往往会造成制品部分露出白边)。通气槽沟一般宽度为lmm-3mm，深度为0.004mm-0.005mm。

在模具内抽真空可创造最佳的排气效果。这是通过在分型线上设计一个垫圈，并用真空泵迅速将所有的模腔抽成真空来实现的。一旦真空达到额定的程度，模具即完全闭合，开始注压。

有些注射模压设备容许在可变化的闭合力下操作，这使加工者可以在低压下闭合模具，直到模腔的90%-95%被LSR充满(使空气更容易排出)，然后切换成较高的闭合力，以免硅橡胶膨胀而发生溢胶。

　4、注射点

模压LSR时采用冷流道系统。可最大限度地发挥这种胶料的优点，并可将生产效率提升至最高限度。以这么一种方式来加工制品，就不必去掉注胶道，从而避免增加作业的劳动强度，有时还可避免材料的大量浪费。在许多情况下，无注胶道结构还可缩短操作时间。

胶料注射嘴由针形阀来作正向流控制，目前许多制造厂商可将带气控开关的注射嘴作为标准设备提供，并能将其设置在模具内的各个部位。有些模具制造商专门研制出了一种开放式冷流道系统，其体积非常之小，以致要在极其有限的模具空间内设置多个注射点(进而充满了整个模腔)。这项技术在无需使胶注口分离的情况下，使大量生产优质硅橡胶制品成为可能。

如果采用冷流道系统，那么重要的是在热的模腔和冷的流道之间形成有效的温度间隔。若流道太热，胶料可能在注射前便开始硫化。但是若冷却得太急，它就会从模具的浇口区吸收太多的热，导致不能完全硫化。

对于用常规的注浇道(如潜入式浇道和锥形浇道)注射的制品，适宜采用小直径注胶口加料(加料口直径通常为0.2mm-0.5mm)来浇注。低粘度的LSR胶料如同热塑性胶料一样，平衡流道系统显得十分重要，只有这样，所有的模腔才会被胶料均匀地注满。利用设计流道系统的模拟软件，可以大大简化模具的研制过程，并通过充模试验证明其有效性。

　5、脱模

通过硫化的液体硅橡胶容易粘附在金属的表面，制品的柔韧性会使其脱模困难。而LSR拥有的高温撕裂强度能使之在一般条件下脱模，即使较大的制品也不会被损伤。最常见的脱模技术包括脱模板脱模、脱模销脱模和气力脱模。其它常见的技术有辊筒刮模、导出板脱模和自动御模。

使用脱模系统时，必须使其保持在高精度范围内。若顶推销与导销套之间的间隙太大，或者部件因长时间磨损而间隙变大，就可能造成溢胶。倒锥形或蘑菇形顶推销的效果甚佳因为它允许采用较大的接触压力，便于改善密封性育旨。

　6、模具材料

模具托板常用非合金工具钢(no.1.1730,DIN code C45W)制成,对干需承受170℃-210℃高温的模具托板，考虑到抗冲击性，应当用预回火钢(no.1.2312,DINcode 40 CrMn-M oS 8 6)制造。对于设置模腔的模具托板，应采用经氮化或回火热处理的乙具钢制造，以确保其耐高温性能。

对填充量高的LSR，如耐油级LSR，推荐采用硬度更高的材料来制造模具，例如光亮的镀铬钢或为此用途专门研制的粉末金属(no.1.2379,DINcode X 155 CrVMo121)。设计高磨损材料模具时，应该将那些承受高磨擦的部件设计成可更换的形成，这样就不用更换整个模具了。

模腔内表面对制品的光洁度影响甚大。最明显的是定型制品将同模腔表面完全吻合。透明制品用模具应采用抛光的钢材制造。经过表面处理的钦/镍钢耐磨性极高，而聚四氟乙烯(PTFE)/镍则能使脱模更加容易。

7、温度控制

一般来说，LSR的模压以采用电加热方式为宜，通常是采用带形电热器、筒形加热器或加热板加热。关键的是要使整个模具的温度场均匀分布，以促进LSR均匀固化。在大型模具上，是经济有效的加热法当推油温控制加热。

用绝热板包覆模具有利于减少热损失。热模任何部位的不适宜都可能使之在各操作工序之间遭受大的温度波动，或造成跑气。如果表面温度降得过低，胶料固化速度就会减慢，这往往会使制品无法脱模，引起质量问题。加热器和分型线之间应保持一定的距离，以防止模板弯翘变形，在成品上形成溢胶毛边。

若设计冷流道系统的模具，热端和冷端之间必须确保完全隔开。可以采用特制的钦合金(如3.7165[TiA16V4])制造，这是因为与别的钢材相比，其导热性低得多。对于一个整体的模具加热系统而言，隔热板应设置在模具与模具托板之间，以使热损失最小。

恰当的设计和构思可确保LSR注压成型，在此模具十分重要。上述模具设计原则旨在使胶料充满模腔，缩短固化时间，成品质量上乘，产量高，从而使硅橡胶加工者获得良好的经济效益。