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【转载】橡胶材料概述  

2015-09-05 10:34:37|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自marcobai《橡胶材料概述》

                                                                     天然橡胶-NR

材料说明:

由橡胶树采集胶乳制成,是异戊二烯的聚合物,具有很的耐磨性,很高的弹性,撕裂强度及伸长率。在 空气中易老化,遇热变粘,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸。

用途:是制作胶带,胶管胶鞋的原料,并适用于制作减震零件,在汽车的刹车油,乙醇等带氢氧根的液体中使用的制品。

                                                                       乙丙胶-EPDM

材料说明:

由乙烯及丙烯共聚而成主链不合双链,因此耐热,耐老化性,耐臭氧性,安定性均非常优秀,但无法加硫。为解决此问题,在EP主链上导入少量有双链的第三成份即成EPDM,一般使用温度范围为-50-150摄氏度。对极性溶剂如醇,酮,乙二醇及磷酸脂类液压油抵抗性极佳。

优点:具有良好的抗候性及抗臭氧性;极佳的抗水性及抗化学物性;耐高温蒸汽,对气体具良好的不渗透性。

缺点:不适用于食品用途及暴露于芳香氢之中。

用途:高温水蒸汽密封件,卫浴设备密封件或零件,制动系统中之橡胶件,散热器中之密封件。 

                                                                            丁睛胶-NBR

材料说明:

由丙烯睛与乙二烯共聚而成,丙烯睛含量越高,对石化油品碳氢燃料油之抵抗性越好,但低温性则变差,一般使用温度范围为-25-150摄氏度。为目前油封及O型圈最常用之橡胶之一。

优点:具良好的抗油,抗水,抗溶剂及抗高压油的特性。具良有的耐压歪(此特性适用于制作花洒之出水套),抗磨及伸长力。

用途:适用于制作油箱及大部份流体液压系统中之橡胶零件。

 

                                                                 硅矽胶-SI

材料说明:

其主链由(-si-o-si-)结合而成,具极佳的耐热,耐寒,耐臭氧,耐大气老化性能。具有很好的电绝缘性能。抗拉力强度较一般的橡胶差且不具耐油性。

优点:经调制配方后抗张强度可达1500PSI,抗撕裂可达88LBS。

          弹性良好及具有良好的压缩歪。

          对中性溶剂具有良好的抵抗力。

         具有极佳的抗热性,抗寒性,及电绝缘性。

         对臭氧及氧化物的侵蚀具有极佳的低抗力。

         隔热,散热性佳。

用途:家电,小家电,电子行业之橡胶零件及密封件,手机按键,电缆接头内之[必封件及与人体有接触之用品上的密封件。

 

                                                                       聚氨脂橡胶-PU

材料说明:

具有高硬度,高弹性,很好的耐磨性。耐老化性,耐臭氧性,耐油性也相当好。一般使用温度范围为-45-90摄氏度。

缺点:不耐高温。

用途:工业上耐高压,耐磨密封件,如液压缸密封件;高太高荷电系统。

 

                                                                             氢化丁睛胶-HNBR

材料说明:

氢化丁睛胶为丁睛胶经氢化的去除部份双链,所以其耐候,耐温性比丁睛胶高很多,耐油性与丁睛胶相近。一般使用温度范围为-25-150摄氏度。

其优缺点参照NBR之优缺点。

用途:空调制冷业,广泛用于环保冷媒R134a系统中的密封件,汽车发动机系统的密封件。

 

                                                                                 丁苯胶-SBR

材料说明:

丁二烯与苯二 烯之共聚物,与天然胶比较,品质均匀,异物少,但机械强度较弱,可与天然橡胶混合使用。

优点:成本低的非抗油性材料。

          良好的抗水性,硬度70度以下具良好的弹力。

          高硬度时具较差的压缩歪。

           可使用大部份中性化学物质及干性,滋性有机酮。

缺点:不建军议使用强酸,臭氧,油类油脂和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。

用途:使用天轮胎业,鞋业,布业及传送带等行业。

 

                                                               丁基橡胶-IIR

材料说明:

为异丁烯与少量isopenes聚合而成,含有少量不饱和基供加硫用,因甲基的立体障碍分子的运动比其它聚合物少,故气体透过性较少,对热,日光,臭氧之抵抗性大,电磁绝缘性佳;对抗极性溶剂如醇,酮,酯等低抗大,一般使用温度范围为-54-150摄氏度。

优点:对大部分一般气体具不渗透性。

          对阳光和臭氧具良好的抵抗性。

         可暴露于动物或植物油或是可氧化的化学物中。

缺点:不建议与石油溶剂,胶煤油和芳香氢同时使用。

用途:用于制作耐化学药品,真空设备的橡胶零件。

 

                                                                   氯丁胶-CR

材料说明:

由氯丁烯单体聚合机而成。硫化后的橡胶弹性,耐磨性好,不怕阳光,有特另是好的耐大气老化性能,不怕激烈的扭曲,不怕二氯二氟甲烷和氨的制冷剂,耐烯酸,耐硅脂系润滑油,但不耐磷酸系液压油。在低温时易结晶,硬化,贮存稳定性差,在苯胺点低的矿物油中膨胀量大。一般使用温度范围为-50-150摄氏度。

优点:良好的弹性及压缩变形。

          配方内不含硫所以非常容易制作。

          具抗动植物油特性。

          不会因中性化学物及油,脂而影响物性。

           具防燃特性。

缺点:不建议使用强酸,硝基烃,酯类,氯仿及酮类的化学物之中。

用途:耐R12制冷剂的密封件

          家电用品的橡胶件及密封件。

          各种直接接触大气,阳光,臭氧的零件。

          各种耐燃,耐腐蚀的橡胶制品。

 

                                                                        氟橡胶-FPM

材料说明:

分子内含氟之橡胶,依氟含量而有各种类型。目前常用的六氟化橡胶最早由杜帮公司以“Viton"商品名上市。其耐高温性优于硅胶,有极佳的佳的耐化学性,耐大部分油及溶剂(酮,酯类除外),耐候性及耐臭氧性,耐寒性则不佳,一般使用温度范围为-20-250摄氏度。特殊配方可低至-40摄氏度。

用途:汽车,机车,柴油发动机及燃料系统。

          化工厂密封件。

 

                                                                        全氟橡胶-FFPM

材料说明:

参照FPM。

优点:最佳耐热特性。

          优异的抗抗化学特性。

          低Outgassing特性。

 缺点:耐低温性较差。

           原料价格高,生产难度大。

用途:半导体产业及资讯相关产业。包含薄膜制程中之PVC,CVD及蚀刻制程及各种高真空密封制程。

 

                                                                             丙烯酸脂橡胶-ACM

材料说明:

由Alkyl Ester Acrylate为主要成份聚合而成之弹性体,耐石化油,耐高温,耐候性均佳,在机械强度,压缩变形率及耐水性方面则较弱,比一般耐油胶稍差。一般使用温度范围为-25-170摄氏度。

优点:适用于汽车传动油之中。

          良好的抗氧化,耐候,抗弯曲变型功能。

           对油品有极佳的低抗性。

缺点:不适用于热水,煞车油,磷酸脂之中。

          不具低温功能。

用途:汽车传动系统及动力系统密封件。

 

                                                            氯磺化聚乙烯胶-CSM

材料说明:

 氯磺化聚乙烯杜帮公司专利的合成橡胶。耐热,耐候,耐臭氧性均佳,耐酸性也好,常用于耐氧化性药品(硝酸,梳酸)之处,物性和氯丁胶相似。一般使用温度范围为-45-120摄氏度。

优点:对臭氧,氧化及火焰都有不错的低抗性。

          极佳的抗磨蚀性。

          对于油及溶剂的低抗性介于丁睛胶及氯丁胶之间。

缺点:不建议暴露于浓缩的氧化酸,硝基酸,脂类,酮类及芳香烃。

用途:建议用于水中防渗漏。

 

                                                                    硅氟橡胶-FLS

材料说明:

硅橡胶氟化处理所得。其一般性能兼具有氟橡胶和硅橡胶的优点;其耐油,耐溶剂,耐燃料油及高低曙性能均佳。一般使用温度范围为-50-200摄氏度。

用途:太空机件上。

 

其物性归纳如下:

丁氰橡胶

NBR

硅矽橡胶SI

氟素橡胶VITON 三元乙丙胶EPDM

氯丁橡胶CR

聚四氟乙烯PTFE 聚氨脂橡胶PU 亚克力橡胶ACM
抗臭氧性 D A A A AB A A A
抗候性 C A A A A A A A
抗热性 120℃ 250℃ 240℃ 150℃ 120℃ 280℃ 120℃ 150℃
耐化学性 BC AB A A BC A A D
抗油性 A BC A D BC A A A
密水性 B D A B B A A A
耐寒性 -40℃ -60℃ -40℃ -40℃ -55℃ -100℃ -40℃ -20℃
耐磨性 B D B AB B A A B
抗变形性 AB AB B AB C D D C
机械性 AB D AB AB C A A C
抗酸性 C BC A B BC A A D
张力强度 AB D AB AB B CD C C
电器特性 C B C B C A A C
抗水/蒸气性 BC BC BC A C B B D
抗燃性 D C A D B A A D
储存年限 (Y=年) 6-10Y ABT20Y ABT20Y 6-10Y 6-10Y ABT20Y ABT20Y ABT20Y
 
A 优; B 良; C 一般; D 差

硬度(SHORE A)

硬度(IRHD) 使用范围  
40+/-5   低压情况下须高度密封条件下使用  
50+/-5    
60+/-5 63+/-5  
70+/-5 73+/-5

 

一般情况下之密封

 

 

80+/-5

 

83+/-5

 

高压情况下之密封

 
90/-5 93+/-5

 

 

 

 
 

 

 

密封圈的种类及其使用场合

 

 

名称代号

用途

材质

采用标准

“O”型橡胶密封圈

静密封、动密封(旋转、往复式)

丁腈胶、硅胶、氟胶、三元乙丙胶

GB1235-76、GB3452.1-92、HG2021-91、HG/T2579-94、部分采用美、日、西欧标准

骨架油封(内包式、外露式、装配式)

旋转密封(轴)

丁腈胶、硅胶、氟胶

GB9877.1-88、GB9877.2-88、GB9877.3-88、GB704-86

Y型密封圈(丁腈胶)

往复运动活塞头密封

丁腈胶、聚氨脂

GB10708.1-89、HG/T2810-96

内动型Y型

往复运动活塞头密封

丁腈胶、聚氨脂

GB10708.1-89、HG/T2810-96

外动型Y型

往复运动缸套密封

丁腈胶、聚氨脂

GB10708.1-89、HG/T2810-96

V型密封圈

往复运动活塞头密封

丁腈胶、聚氨脂

GB10708.1-89、HG/T2810-96

组合密封圈

往复运动柱塞密封

丁腈胶、聚氨脂

GB10708.1-89、HG/T2810-96

矩形密封圈

静密封、水管封

丁腈胶、硅胶、氟胶

GB7039-86

聚氨脂油封

活塞头缸套密封

聚氨脂

油封标准

防尘圈

往复运动防尘用

丁腈胶、

GB10708.3-89

 

 

下面以手机按键为例介绍其制程

一:产品:手机按键(以硅胶为材料)

二﹑成型课大致制造流程

混料        加硫       自拆        二次加硫

                        二次加硫      冲床

注:成型后的产品也可先转入其它制程再转入冲剥。

三﹑原料的配制

<一>原料的性质﹕硅橡胶﹐俗称硅胶﹐英文名称silicon﹑主要化学成份为硅。

<二>色母的性质﹕含颜色颗粒的硅橡胶﹐大多数色母的颜色颗粒容易聚集成团﹐需通过色母机将其研磨打散。

<三>素练﹕硅胶的分子结构是长条形,未混练前是杂乱排列,将原料进行充分搅混﹐破坏其原有的分子构成型态,使分子重组,便于结构方向一致。

<四>原料的睡眠﹕

<1>作用﹕使各不规则的分子运动趋于一致﹐从而使其物性稳定﹐达到最佳可塑性的状态。

<2>睡眠时间﹕12~72小时。

<五>硬度﹕使不同原料制造出的产品软硬程度不同。

不同原料素练混合后﹐设定A,B两种硬度的料,其重量分别是a,b,这两种料配出的料度是C,重量是c,其重量是(c=a+b),它们的硬度的计算公式是﹕

A*(a/c)+B*(b/c)=C*(c/c)

<2>硬度越高﹐收缩率越小﹐流动性越差,荷重越高,段落越高。

四﹑加硫成型

<一>成型原理﹕成型也称硫化反应或交联反应。硅橡胶原料分子呈长条形﹐处于游离状态﹐通过一种催化剂-------我们俗称的架桥剂的作用,经过高温高压和一定的时间,产生交联反应﹐使游离的分子之间产生分子键﹐而整体的分子结构形成网状结构﹐从而密不可分,形成我们需要的产品。

注:架桥剂类似于布粘扣(俗称魔术贴)的小钩子,高温高压下产生分子运动,在一定的时间内,钩住各个硅胶分子,从而密不可分,形成我们需要的产品。

1架桥剂﹕A.C-8乳白色﹐添加比例一般是2%﹐一般用于有色机种。

B.C-15透明﹐含抗黄剂﹐成本较高﹐添加比例一般是1.8%﹐一般用于透明机种。

注:CK的架桥剂一般比例在1.0%到1.5%。

2成型三要素﹕温度﹑压力﹑时间。

<二>成型主要设备﹕

油压机    按排气方式可分为两种,普通机台和真空机台;

按轴心面积压力可分为150吨,200吨和250吨。

<1>普通机台﹕采用自然的排气方式﹐模具散热快,生产速度较慢﹐效率较低。

<2>真空机台﹕采用密封抽真空排气方式﹐模具保温好,生产速度快,效率高。

<3>吨数是指机台轴心单位面积的压力,如150吨/米?,即150kg/cm?.

五﹑冲剥﹕加硫成型的产品包括客户所需要的产品﹐也包括产品间的连接部分和靠近模具边沿的毛边部分﹐冲剥制程是将毛边和连接部分去除,主要通过两种方式:

<一>冲床﹕用一固定的模具﹐在冲床机台上通过压力运动去除产品多余部分,如毛边和小豆﹐使其达到客户的需求。

<1>主要设备﹕冲床机台。

<2>冲模主要结构﹕上模﹑下模和连接导柱。

<二>自拆﹕通过手工方式﹐利用刀片或针笔沿成型模具设计的自拆线﹐将产品多余的部分撕下﹐而达到客户的需求。

*采用冲床还是自拆方式则根据产品形状结构﹐订单状况等情况决定。

六﹑二次加硫

<一>二次加硫的作用

<1>去除异味

<2>缩小尺寸

<3>稳定物性,使结构更加紧密

<二>冲剥和二次加硫的一般先后顺序

<1>二次加硫       冲床

原因﹕二次加硫后﹐产品尺寸会缩小﹐再经过冲床﹐使产品尺寸稳定﹐若先冲床后二次加硫则尺寸会偏小。

<2>自拆       二次加硫

原因﹕若先二次加硫﹐尺寸已稳定﹐而自拆时产品拉伸导致尺寸偏长;另,加硫完成的产品会变脆,导致容易撕破。

 

 

混       料

一﹑原料类别及其特性

1.硅胶

a﹑941U/944U(40?)   13U/5151U/GP-50(50?高寿命料)   951U/6016US(50?)   971TU/970TU/2277U(70?)   981TU(80?)

以上原料为透明料。

b﹑961U(60?)   971U(70?)   981U(80?)

以上原料是乳白色料。

C.  特殊原料3801(60?)、 2484(60?)黑导电料   3399(78?)  GP-700、7069(70?高寿命料)

注﹕料度(硬度)越高﹐韧性越差﹐荷重越高﹔色KEY适用硬度高的原料,否则打CK时易倾斜。原料收缩率见附表。

2﹑架桥剂

C-8乳白色﹐用于有颜色﹐不透明产品料﹐比例一般是﹕2.0%﹔C-15透明色﹐用于透明或透明白料(一般情况)﹐比例一般是﹕1.8%。

注意﹕色KEY放架桥剂比例一般是﹕1.0%~1.5%(流料作业时)。

3﹑KEP-21(缩水粉)﹐白色粉状态﹐对于一些尺寸超出规格的产品,原料中加KEP-21﹐可达到缩小尺寸的效果﹐一般在二次加硫后体现﹐最大比例不超过5%。

所加缩水粉比例是:超出尺寸值/标准值*100%

 

4﹑KEP-10(内部离型剂),又叫韧性剂﹐白色﹐胶状态﹐帮助加硫成型脱模﹐减少产品破裂。但是加入此物料会使硬度降低,荷重下降,须慎用!

5.色母,一种有色橡胶,用来添加到混好的原料中,以改变其原有的颜色,从而加工出我们想要的颜色。

二﹑硅橡胶存放

a﹑硅橡胶保存于25℃±2.5℃环境。

b﹑于上述条件下保存半年后﹐滚轮加工性仍无问题。

c﹑于上述条件下保存一年后﹐硅橡胶之各项物性与一年前比差异性不大。

d﹑一般而言﹐硅橡胶添加架桥剂素练后,以12----24H内使用最佳。

但是因为放置之温﹑湿度的关系﹐会影响放置时间﹐正常3天内可用﹐   3天到30天的使用前须重混3—5分钟;超过30天的原料须加0.2%--0.3%的架桥剂重混。

注:本公司定为切出的待用料条72小时内使用完毕。

 

 

三、混料作业流程及安全注意事项

-------混料作业过程流程图

生产通知单       领料        依配方计算用料        

称料、色母             研磨色母                 素练、混料

睡眠       出料                切料                检测料条                标示

               放置料架                转成型

                                                                   

-------作业内容﹕

1﹑领料

    接收生产通知单后﹐找出该机种作业标准书﹐依据订单所需原料﹐开列《领料单》﹐由生管审核后领料。

2﹑计算用料

根据作业标准书配方及料条规格进行计算订单用料量,并记录。

3﹑取料

每次按最高40Kg/手﹐取出所需的料和色母﹐未超过40kg用量的订单﹐即一次性配出来﹐原料用弹簧秤称取﹐色母用电子秤称取。切取硅橡胶时﹐须注意安全使用切料刀﹐以免割伤手,并先检查料的清洁度。

4﹑素练

用利拿混料机或混料机进行素练﹐将原料打碎﹐即破坏原料原有的分子间的排列方式﹐来提高其可塑度。

注意﹕搅拌时间为利拿机3-5分钟/手﹐压力为4Kg/cm?,电流为60A﹐混料机搅拌时间为16±4分钟;两机温度最高为50℃﹐如果温度超出50℃时﹐即打开水阀放冷却水降温﹐每作业2H记录1次温度表显示值﹐利拿机素练结束后﹐倒料时不可用手拿取﹐应让其自然倒出﹐或待停机后再取料﹐以免发安全事故。

*注:1、如是急单则须加混10分钟。

      2、具体机台操作见机台操作说明。

5﹑处理色母

如果要用到需处理的色母﹐即用色母机进行研磨处理﹐将色母颗粒打碎成粉沫﹐但须注意如下几点﹕

a﹑离机台25cm处进行作业﹐以免衣角卷入。

b﹑不可将手放进正在运转之滚轮中。

c﹑注意滚轮平行度﹐以免将滚轮损伤。

d、每次放料量不可超过10g.

e、滚轮研磨间隙为0.1mm;研磨时间是3±1分钟。

6﹑混料

将所需调配的原料和辅助料一起放进混料机滚轮进行搅拌均匀﹐每手料搅拌时间为16±4分钟﹐调整滚轮间距10-20mm﹐用右手持皮刀﹑左手拉左侧料之一角﹐顺势由左向中间割开料﹐左手将料拉向中间反复数次后﹐左右手交换重复相同动作进行混料﹐混料结束收料时﹐右手持皮刀由左向右迅速将料全面割开﹐并放下皮刀双手同时向下卷状﹐反复此动作﹐须注意如下几点﹕

a﹑作业时必须避免超过滚轮2/3高度位置。

b﹑打开冷却水开关﹐控制滚轮温度在50℃以下。

c﹑有异常时按紧急开关。

d﹑将配好的料进行颜色﹑硬度验证。

e﹑配料过程﹑混料时间需做记录。

7﹑睡眠

将混好的料用胶袋密封包裹﹐经搅混后的产生静电﹐容易吸尘﹐造成料污﹐须密封预防﹐然后将料放置睡眠料架进行睡眠﹐等候不同原料分子流动物性趋于一致﹐有利加硫成型﹐睡眠12~24小时使用﹐可塑性最佳。混好的料须标示品名﹑混料日期﹑时间﹐控制睡眠时间。放置72小时以上至一个月内需重新搅拌3-5分钟﹐放置超过一个月以上﹐依气候状况添加架桥剂0.2~0.3%后重新搅拌。如有急单﹐则在正常混练时间外加混10~15分钟以提高其可塑度﹐睡眠料放置条件控制在30℃以下﹐用空调控制室内温度。

8﹑出料

根据各机种作业标准书料条规格﹐调整出料机滚轮间隙﹐控制料条厚度﹐调整跨刀距离﹐控制料条长度﹐作业时须注意以下几点﹕

a﹑手部不能超过滚轮2/3高度

b﹑两边滚轮刻度盘刻度必须一致﹐确保滚轮平行,以免损坏机台。

注:两边刻度不同会造成料条左右厚薄不一,影响成型的品质。

c﹑跨刀跟滚轮必须保持约1张纸厚的距离﹐以免跨刀跟滚轮造成磨损。

9﹑切料

根据料条重量要求﹐调整切料机刻度﹐调整刻度越大﹐所切出料条越重﹐反之﹐调整刻度越小﹐所切出料条越轻。

10﹑检测料条

根据各机种料条规格﹐用天平称检测料条是否符合重量规格要求﹐撕取料条时﹐手切不可伸进机台刀口下取料﹐以免机台失灵切伤﹐必须在料条距离刀口约25CM后方可徒手取料。

11﹑放置料架

   将检测OK的料条标示好品名有效时间等,再放置于料架﹐并将该机种样品悬挂上面﹐以利于作业员更好识别料条﹐预防发错料。

*注意﹕作业员依先进先出原则进行发料﹐控制料条在72小时内使用。

注﹕

a﹑整个配料过程﹐须在所有机台设备﹑手工具以及环境保持清洁度的情况下进行﹐避免造成原料污染。

b﹑电子秤﹑天平秤﹑弹簧秤等量测仪器必须保持正常状态。

c﹑作业员须经资格鉴定方可独立作业﹐并且在作业时必须集中精神﹑遵守各项操作规定。

12、报表

主要有出料记录表,即配方表,切料日报表,发料日报表,机台保养表等。作业时须及时记录,记录须完整正确。

 

           

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