针对耐低温呼吸阀片的液态硅胶成型,这是一个对材料性能和工艺精度要求都极高的领域。呼吸阀片通常需要在高寒环境下(如冷链物流、高海拔地区、冬季户外设备)保持其弹性和密封性,因此生产过程需要格外注意。
以下是液态硅胶成型耐低温呼吸阀片时需要注意的关键要点,可以从材料选择、模具设计、成型工艺和后处理四个方面来阐述:
这是最关键的一步,直接决定了阀片的耐低温性能。
选择专用耐低温LSR牌号:
必须向供应商明确说明应用需求。普通的LSR在-40°C或更低温度下可能会变硬、变脆,失去弹性。
选择苯基硅橡胶或改性硅橡胶等特殊牌号。这类硅胶的玻璃化转变温度极低,通常可达 -60°C 至 -100°C,能在极端低温下保持柔软和回弹性。
验证材料数据: 索要并审查材料的低温回弹率、压缩永久变形和脆化温度等关键数据表。
硬度选择:
呼吸阀片通常需要快速响应和良好密封,硬度不宜过高。一般在 Shore A 10-30 之间选择,具体取决于阀口的设计和所需的开启压力。硬度越低,在低温下越容易保持柔软。
阀片通常是薄壁件,对模具精度要求极高。
流道与浇口设计:
冷流道 vs. 热流道: 对于小型精密部件,针阀式热流道 是最佳选择。它可以实现无浇口残留,减少废料,并确保料流平衡,避免因剪切过热导致材料性能下降。
平衡的流道系统: 确保液态硅胶能同时、等量、等压地充满所有型腔,保证每一片阀片的一致性。
排气系统:
充分排气至关重要。 LSR流动性好,如果模具排气不畅,会因困气导致缺料、烧焦(炭化)或内部气泡。这些缺陷在低温下会成为应力集中点,导致开裂。
应在料流末端、分型面等位置开设精密排气槽(深度通常为0.001-0.003英寸)。
型腔表面处理:
推荐使用高光镜面抛光。这不仅能降低脱模阻力,防止薄片撕裂,还能使阀片表面极其光滑,有利于与阀座的密封。
模具材料与冷却:
使用耐腐蚀的模具钢(如420不锈钢、NAK80等)。
设计均匀高效的冷却水道,确保模具温度稳定,保证硫化效率和质量一致性。
工艺参数的微小偏差都可能影响阀片的最终性能。
成型温度:
料筒温度(A/B组分): 必须精确控制,通常较低(如20-25°C),仅用于维持流动性,防止提前发生交联反应。
模具温度: 这是硫化反应发生的关键。温度需根据材料供应商的推荐进行设定(通常为120°C - 180°C)。温度过高可能导致材料变脆;温度过低则硫化不完全,影响耐久性。
注射压力与速度:
采用 “慢-快-慢” 的注射策略。
起始阶段慢速以排出空气,然后快速充满型腔(防止提前硫化),在充满前再转为慢速以防止飞边和内部应力。
过高的注射速度会产生高的剪切热,可能对耐低温性能产生不利影响。
保压与硫化时间:
保压压力不宜过高,时间不宜过长,因为LSR收缩率低。
硫化时间必须充足。 硫化不足是产品在低温下失效的常见原因之一。需要通过实验确定最佳的硫化时间,确保交联反应完全。
环境清洁:
LSR对污染极其敏感。车间环境需保持清洁,防止灰尘、杂质混入,否则会直接影响阀片的密封性能和长期可靠性。
二次硫化:
去除残留的低分子挥发性物质,减少异味。
使交联反应更加完全,稳定并提升材料的力学性能,特别是压缩永久变形和耐低温性能。
强烈建议进行。 将成型后的阀片在烘箱中于一定温度下(如150-200°C)保持数小时。
目的:
严格的质量检验:
低温测试: 将阀片置于目标低温环境(如-50°C)中一段时间后,测试其回弹性和功能是否正常。这是最直接的验证方法。
寿命疲劳测试: 模拟长期使用,测试其耐老化性能。
开启/关闭压力测试: 在模拟工况下测试其响应压力。
气密性测试: 确保在额定压力下无泄漏。
尺寸精度: 使用投影仪等工具检测关键尺寸,特别是密封边缘的厚度和平面度。
功能测试:
环境模拟测试:
| 类别 | 核心注意事项 |
|---|---|
| 材料 | 1. 首选苯基硅胶等耐低温专用牌号 2. 核对材料的低温脆化温度和回弹数据 3. 选择合适的硬度(通常较软) |
| 模具 | 1. 优先使用针阀式热流道 2. 设计充分、平衡的排气系统 3. 型腔必须高光镜面抛光 4. 冷却均匀 |
| 工艺 | 1. 严格控制料筒和模具温度,防止过热或硫化不足 2. 优化注射速度曲线,减少剪切应力 3. 确保足够的硫化时间 4. 保持生产环境清洁 |
| 后处理与检验 | 1. 必须进行二次硫化以提升性能 2. 进行严格的低温环境模拟测试 3. 100%进行功能性与气密性检验 |
通过在上述各个环节进行精准控制,才能稳定地生产出在极端低温环境下仍能可靠工作的液态硅胶呼吸阀片。
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