液態(tài)硅膠（LSR）注塑在特定條件下完全可以實(shí)現(xiàn)免二次硫化，這一技術(shù)突破主要得益于材料配方創(chuàng)新、工藝參數(shù)優(yōu)化及設(shè)備升級。以下是基于行業(yè)實(shí)踐的核心實(shí)現(xiàn)路徑及關(guān)鍵考量：
信越、道康寧、藍(lán)星等材料廠商已推出明確標(biāo)注 “無需二次硫化” 的 LSR 產(chǎn)品：
- 信越 CHN-ROLL 系列：專為膠輥設(shè)計(jì)，通過優(yōu)化鉑金催化劑體系，在 175℃模溫下 15 秒即可達(dá)到完全交聯(lián)，壓縮永久變形率≤8%（ISO 815 標(biāo)準(zhǔn)），適合高速連續(xù)生產(chǎn)10。
- 道康寧 RBB-2030 系列：采用雙組份自粘型配方，硫化后表面干爽性達(dá) ISO 10993-5 級，可直接用于醫(yī)療導(dǎo)管包膠，省去二次硫化后的表面處理工序1012。
- 藍(lán)星 LSR8000 系列：通過引入納米二氧化硅填料，硫化后硬度波動≤±2 Shore A，且 VOC 揮發(fā)量＜10ppm，滿足汽車內(nèi)飾件環(huán)保要求310。
- 催化劑活性調(diào)控：例如瓦克 ELASTOSIL® LR 3003 系列通過調(diào)整鉑絡(luò)合物濃度，使硫化反應(yīng)在 160℃下 t90（90% 硫化程度時間）縮短至 12 秒，同時避免過硫?qū)е碌挠不?span style="box-sizing: border-box; overflow-anchor: auto;">11。
- 交聯(lián)密度設(shè)計(jì)：邁圖 SILOPREN™ LSR 4300 系列采用梯度交聯(lián)技術(shù)，表層交聯(lián)密度達(dá) 8×10²¹ 分子 /cm³，確保表面強(qiáng)度；內(nèi)層保持適度交聯(lián)（6×10²¹ 分子 /cm³），提升抗撕裂性能8。
- 高溫快速硫化：醫(yī)療級 LSR（如羅地亞 SILBIONE LSR4300）在 180℃模溫下硫化 10 秒，即可達(dá)到傳統(tǒng)二次硫化后的拉伸強(qiáng)度（≥8MPa）和斷裂伸長率（≥400%）48。
- 分段溫度控制：對于多腔模具，采用 “主模溫 170℃+ 局部補(bǔ)償加熱” 策略，確保復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如深腔件）的硫化均勻性，避免欠硫?qū)е碌牧W(xué)性能不足5。
- 多級注射填充：薄壁件（＜1mm）采用 “高速填充（80mm/s）→低速保壓（20mm/s）” 模式，利用剪切生熱輔助硫化，同時減少飛邊6。
- 動態(tài)壓力補(bǔ)償：通過模內(nèi)壓力傳感器實(shí)時調(diào)整保壓壓力，例如在硫化后期（t90 后）將壓力從 80MPa 降至 30MPa，減少過硫風(fēng)險6。
- 冷流道技術(shù)：配合針閥式熱流道（如 Mastip 系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)膠料在流道內(nèi)的恒溫控制（60-80℃），避免提前硫化，材料利用率提升至 95% 以上79。
- 實(shí)時監(jiān)控功能：集成 AI 算法的注塑機(jī)（如住友德馬格 IntElect 系列）可根據(jù)膠料粘度波動自動調(diào)整注射速度，確保硫化一致性6。
- 納米涂層應(yīng)用：模具型腔鍍類金剛石涂層（DLC），表面粗糙度 Ra≤0.02μm，減少膠料滯留，同時降低脫模力（從 30N 降至 10N），避免因脫模損傷導(dǎo)致的二次處理需求59。
- 真空輔助排氣：在熔接痕位置設(shè)置真空腔（真空度≤5mbar），將硫化過程中產(chǎn)生的微量揮發(fā)物排出，防止表面氣泡（不良率＜0.1%）59。
- 消費(fèi)電子：藍(lán)牙耳機(jī)護(hù)套采用瓦克 ELASTOSIL® LR 3066（低摩擦系數(shù) LSR），一次硫化后表面摩擦系數(shù)≤0.15，滿足 IPX8 防水等級，無需二次硫化11。
- 汽車密封：道康寧 RBB-2030-40 制成的 O 型圈在 150℃熱油中測試 1000 小時，壓縮永久變形率≤12%，達(dá)到 SAE J2006 標(biāo)準(zhǔn)，替代傳統(tǒng)二次硫化產(chǎn)品1012。
- 醫(yī)療導(dǎo)管：藍(lán)星 LSR8030 包膠的靜脈導(dǎo)管通過 ISO 10993-10 致敏性測試，且在 γ 射線滅菌（25kGy）后拉伸強(qiáng)度保持率＞95%，省去二次硫化后的滅菌前處理38。
| 測試項(xiàng)目 | 免二次硫化 LSR | 傳統(tǒng)二次硫化 LSR | 標(biāo)準(zhǔn)要求 |
| 拉伸強(qiáng)度（MPa） |
8.2 |
8.5 |
≥8.0 |
| 壓縮永久變形（70℃×22h） |
8% |
6% |
≤10% |
| 熱失重（200℃×24h） |
0.3% |
0.2% |
≤0.5% |
| 表面電阻率（Ω?cm） |
1.2×10¹? |
1.5×10¹? |
≥1×10¹³ |
-
硫化不完全風(fēng)險
- 對策：采用 MDR 流變儀實(shí)時監(jiān)測硫化曲線，確保 t90 不超過設(shè)定值（如 ±10%），并通過 DSC 熱分析驗(yàn)證交聯(lián)度（殘余反應(yīng)熱＜5J/g）9。
-
揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）控制
- 對策：選擇低 VOC 配方（如信越 KE-10 系列），并在模具中集成活性炭吸附裝置，將 VOC 濃度降至 10ppm 以下210。
-
長期穩(wěn)定性驗(yàn)證
- 對策：進(jìn)行加速老化測試（如 150℃×1000 小時），監(jiān)測硬度、拉伸強(qiáng)度等指標(biāo)變化（波動≤±5%），確保產(chǎn)品壽命達(dá)標(biāo)1215。
- 某 3C 配件生產(chǎn)商：
采用道康寧 RBB-2030-80 生產(chǎn)手機(jī)按鍵，通過優(yōu)化模溫至 175℃、硫化時間 12 秒，實(shí)現(xiàn)良品率 98.5%，生產(chǎn)周期縮短 30%，年節(jié)約能耗成本 50 萬元1012。
- 某醫(yī)療設(shè)備廠：
藍(lán)星 LSR8040 用于導(dǎo)尿管包膠，省去二次硫化及后續(xù)清洗工序，單模產(chǎn)量提升至 16 腔，滿足 FDA 21 CFR Part 177.2600 食品接觸標(biāo)準(zhǔn)，成功進(jìn)入美敦力供應(yīng)鏈38。
通過材料、工藝、設(shè)備的系統(tǒng)優(yōu)化，液態(tài)硅膠注塑已實(shí)現(xiàn)免二次硫化的規(guī)模化應(yīng)用，尤其在消費(fèi)電子、汽車密封、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著的效率與成本優(yōu)勢。關(guān)鍵在于根據(jù)產(chǎn)品性能需求選擇匹配的 LSR 牌號，并建立從材料檢測到工藝驗(yàn)證的閉環(huán)管控體系。
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