¿Qué es el caucho de silicona líquida (LSR)?

¿Qué es exactamente el caucho de silicona líquida?

La silicona líquida es un caucho de silicona de dos componentes, catalizado con platino y de baja viscosidad. Se inyecta en un molde y se cura mediante calentamiento a través del proceso de moldeo por inyección de líquido (moldeo por inyección LSR o LIM), lo que da como resultado un producto final con excelente elasticidad y morfología precisa.

¿Por qué se está utilizando cada vez más LSR?

Ventajas:

Resistencia a temperaturas extremadamente altas, manteniendo la elasticidad en temperaturas que van desde -50 °C hasta 250 °C, lo que lo hace adecuado para la esterilización a alta temperatura de chupetes para bebés (230 °C) y sellos de baterías para vehículos de nueva energía (de -40 °C a 150 °C).

La silicona líquida cuenta con la certificación de la FDA como apta para uso alimentario y no contiene sustancias nocivas como el bisfenol A. Se utiliza ampliamente en la industria alimentaria y en productos que entran en contacto directo con el cuerpo humano, como biberones, chupetes y catéteres médicos. Es altamente biocompatible, no tóxica e inodora.

¿Quién está más interesado en LSR?

Fabricantes de productos industriales/domésticos: Requieren materiales resistentes al calor para los cabezales de ducha, los accesorios de cocina y las válvulas de sellado.

¿Cuándo se debe priorizar LSR?

Periodo de transición de la producción de bajo volumen a la de alto volumen: LIM ofrece una alta eficiencia de producción y es adecuada para la expansión de la producción.

Requisitos de alta durabilidad: Resistencia a los rayos UV, al ozono y al envejecimiento. Los productos para exteriores (como los forros de equipos de protección deportiva) tienen una vida útil más de tres veces superior a la de los materiales comunes.

¿Dónde se prefiere el material de silicona líquida?

Industrial:

La goma de silicona líquida presenta una deformación permanente mínima y recupera su forma original tras una compresión prolongada. Es idónea para juntas de válvulas de alta precisión, capas protectoras flexibles para articulaciones de robots, recubrimientos resistentes al desgaste y a la corrosión para tuberías industriales, diafragmas de válvulas, membranas de sensores de nivel de líquidos y juntas.

¿Cómo usar LSR?

La goma de silicona líquida se utiliza mediante un proceso de moldeo por inyección, cuyos pasos principales incluyen la mezcla, la inyección y el curado.

Preparación de materia prima

Seleccione un material con la dureza y certificación adecuadas. El caucho de silicona líquida suele ser de dos componentes (componente A/B), mezclados en proporción 1:1. Se pueden añadir un agente reticulante, un catalizador y otros materiales auxiliares.

La selección del caucho de silicona líquida adecuado requiere una consideración exhaustiva de las propiedades del material, la tecnología de procesamiento y los escenarios de aplicación, en función de los requisitos del proyecto. Las consideraciones clave incluyen:

1. Propiedades del material

• Color base: La goma de silicona líquida suele presentarse en colores base blanco, transparente o translúcido. Los colores pueden ajustarse añadiendo colorantes. Se recomienda utilizar una carta de colores estándar para garantizar la precisión del color.
• Propiedades físicas: Seleccione la dureza (valor Shore A), la resistencia a la tracción (normalmente de 4 a 12 MPa) y la tasa de rebote (≥70 % para aplicaciones de alta frecuencia) según sus necesidades. Por ejemplo, la silicona de grado médico requiere la certificación ISO 10993, mientras que la silicona de grado industrial recomienda una resistencia a la tracción de ≥8 MPa.
• Compatibilidad química: Debe evaluarse la adhesión al sustrato, la resistencia a la hidrólisis (contenido de vinilo ≥ 0.15 %) y la resistencia a los rayos UV (con adición de dióxido de titanio).

2. Tratamiento

Fluidez y adhesión: El proceso de moldeo secundario requiere una buena fluidez del material y una fuerte adhesión para garantizar un llenado del molde sin burbujas.

3. Procesabilidad: Debe tenerse en cuenta la facilidad de los procesos de moldeo por inyección y vulcanización. Las piezas estructurales complejas requieren una fórmula con alta fluidez.

4. Escenarios de aplicación

• Rango de temperatura: Para entornos de alta temperatura, se debe seleccionar silicona resistente a altas temperaturas (de -40 °C a 200 °C). Para productos industriales generales, el rango de temperatura puede ampliarse de -20 °C a 150 °C.
• Contacto con los medios: Para el contacto directo con alimentos o el cuerpo humano, se debe seleccionar silicona de grado alimenticio o de grado médico que cumpla con las normas FDA/LFGB.
• Diseño del molde: El diseño del molde debe considerar paredes delgadas, canales fríos y equilibrio térmico.
• Mezcla e inyección: Utilizando el proceso de moldeo por inyección LIM, los componentes A y B se mezclan uniformemente y luego se curan con calor.

5. Mezclado: Los componentes A y B se mezclan con precisión mediante equipos especializados para garantizar la uniformidad. • Inyección: La silicona líquida mezclada se inyecta en un molde precalentado (170-200 °C). La máquina de moldeo por inyección controla la presión y el caudal para evitar la formación de burbujas de aire.

6. Curado

En el molde se utilizan altas temperaturas (normalmente entre 170 y 200 °C) para iniciar una reacción de reticulación, formando un sólido elástico. Este proceso requiere un control preciso de la temperatura y el tiempo.

Postprocesamiento

Tras el desmoldeo, puede ser necesario un curado secundario y una limpieza. Finalmente, se realizan pruebas de dureza y dimensionales para garantizar la calidad.

Este proceso es adecuado para la producción de piezas de alta precisión en los sectores médico, electrónico, automotriz y otros.

¿Cuáles son los costes de utilizar LSR?

Los costes del moldeo con silicona líquida se componen principalmente de materias primas, procesos de producción, desarrollo de moldes, mano de obra, transporte y almacenamiento. Los detalles son los siguientes:

¿Cómo elegir el LSR adecuado?

La selección del material LSR adecuado depende de la aplicación específica, considerando principalmente factores clave como la resistencia a la temperatura, las propiedades mecánicas, la estabilidad química y el proceso de producción. Se deben tener en cuenta indicadores de rendimiento como la dureza Shore A, la resistencia a la tracción y la deformación permanente por compresión. Nuestros ingenieros profesionales le brindarán recomendaciones expertas para la selección de materiales según los requisitos de su proyecto.

Resistencia al calor

• Aplicaciones de alta temperatura: Para componentes electrónicos de automoción que requieren resistencia a largo plazo a temperaturas superiores a 150 °C, se recomienda utilizar caucho de silicona líquida resistente a altas temperaturas.
• Componentes electrónicos generales: Generalmente se requiere una resistencia a temperaturas de corto plazo no superior a 170 °C; se pueden utilizar materiales con buena fluidez.

Propiedades mecánicas

• Requisitos de alta resistencia: Por ejemplo, para el encapsulado de sensores que requieren una resistencia a la tracción ≥10 MPa, seleccione caucho de silicona líquida con una resistencia a la tracción de 10 MPa y una resistencia al desgarro de 30 kN/m.
• Estructuras de paredes delgadas: Se requiere caucho de silicona líquida con alta fluidez.

Estabilidad química

Resistencia a aceites y productos químicos: Para aplicaciones que involucran medios químicos como aceite de motor SAE 5W-30 o etilenglicol, seleccione caucho de silicona líquida con una tasa de expansión de volumen ≤3% o una clasificación de retardante de llama UL94 V-0.

Seguridad

Grado alimentario o grado médico: Los LSR certificados por la FDA (por ejemplo, para chupetes) deben estar claramente etiquetados como que cumplen con la norma 21 CFR 177.2600 de la FDA de EE. UU.

Compatibilidad de producción

• Moldeo por inyección: Se prefiere el LSR autoadhesivo, ya que se adhiere a sustratos de PC sin necesidad de tratamiento previo. Se recomienda una fluidez de 5-20 g/10 min para garantizar un llenado preciso.
• Hora de curar: Los tiempos de curado convencionales del LSR suelen oscilar entre decenas de segundos y varios minutos. Para estructuras de paredes delgadas, se recomienda reducir este tiempo a 30 segundos/mm.

Presta atención a si el material de silicona líquida que elijas cuenta con las certificaciones FDA/ISO/USP.

Asimismo, confirme con su fábrica asociada si el material del molde, el nivel de automatización de la producción y la capacidad de producción de la fábrica se ajustan al volumen de entrega requerido.

¿Cómo controlar la calidad de los productos LSR?

El control de calidad de los productos de LSR (caucho de silicona líquida) requiere una gestión meticulosa en múltiples dimensiones, incluyendo materiales, procesos y medio ambiente. Los siguientes son puntos clave de control:

Control de material

• Gestió de proveedores: Seleccionar proveedores certificados según la norma ISO 19001 y exigir informes de ensayos de propiedades físicas para cada lote de silicona líquida (viscosidad, dureza, velocidad de vulcanización, etc., con un rango de fluctuación ≤±3%). Crear una base de datos de materiales e implementar el principio de primeras entradas, primeras salidas (FIFO).
• Inspección de materiales: Realizar pruebas piloto por lotes antes de la producción para verificar la fluidez (fluctuación de viscosidad ≤5%) y la adhesión al sustrato (resistencia al despegue ≥2N/cm con variación entre lotes ≤10%).

Diseño y procesamiento de moldes

• Diseño de la superficie de separación: Utilice ranuras de ventilación multietapa (profundidad de 0.02 a 0.03 mm, ancho de 3 a 5 mm), con una holgura ≤0.015 mm. Las estructuras complejas requieren una ubicación optimizada de la entrada mediante análisis Moldflow.
• Mantenimiento del molde: Se aplica un recubrimiento de carbono tipo diamante (DLC) o PTFE a la superficie de la cavidad del molde para reducir las fluctuaciones de la fuerza de desmoldeo en ≤10%. El diseño conformado del canal de agua de refrigeración garantiza una diferencia de temperatura de ≤2°C entre las cavidades.
• Optimización de parámetros de proceso: La monitorización de los parámetros del proceso incluye la temperatura, la presión y el tiempo de inyección.
• Control de temperatura: La temperatura de inyección es de 130-170 °C, el precalentamiento del PC es de 90-110 °C y el tiempo de mantenimiento es de 8-15 segundos para asegurar un curado suficiente de la silicona.
• Calibración automatizada: Se utiliza una bomba dosificadora de alta precisión (precisión ±0.5%) para mezclar los componentes A/B, y el sistema de mezcla se calibra cada 4 horas.
• Pruebas por lotes: Los productos de caucho de silicona líquida se inspeccionan aleatoriamente para verificar sus propiedades físicas, precisión dimensional y defectos superficiales, y los lotes se evalúan de acuerdo con los estándares AQL de 1.5 a 2.5.

Pruebas de compatibilidad de medios

• Compatibilidad de materiales: Para su uso en disolventes polares o entornos fuertemente ácidos y alcalinos, se utiliza caucho de silicona hidrogenado o LSR modificado fluorado para prevenir reacciones de hidrólisis/reticulación entre el LSR convencional y el medio. • Verificación completa del proceso: El análisis FTIR de los cambios en los enlaces moleculares, la expansión dimensional (≤5%) y la retención de las propiedades mecánicas (≥80%) garantiza la estabilidad a largo plazo.
• Garantiza que los residuos de disolventes cumplan con las normas.

gestión del entorno de producción

• Control de temperatura y humedad: El ambiente de producción se mantiene a 25°C ± 5°C y 50% ± 10% de humedad para evitar la degradación del rendimiento del material.
• Control de ambiente limpio: Prevención de polvo y prevención de burbujas de aire.

¿Cómo limpio y mantengo los productos LSR?

Enjuaga la superficie con agua tibia corriente. Usa un detergente suave o agua jabonosa. Limpia suavemente las manchas con un paño suave o una esponja, prestando especial atención a las hendiduras. Después de limpiar, enjuaga bien para eliminar la espuma, seca dando toques suaves y deja secar al aire (evita la luz solar directa).

Para la pigmentación (como las manchas de café o té): Sumerja la superficie en vinagre blanco o jugo de limón diluido (proporción 1:1-1:2) durante 10 minutos para ablandar la mancha, luego enjuague bien.

Desinfección profunda, limpieza y mantenimiento:

Para artículos resistentes a altas temperaturas (como utensilios de cocina y chupetes):

Hervir en agua hirviendo durante 5-10 minutos (asegúrese de que el producto pueda soportar temperaturas ≥ 100 °C).

Esterilizador de vapor/horno microondas para tratamiento con vapor a alta temperatura. Diluya un desinfectante que contenga cloro (como el desinfectante 84) con agua fría, deje en remojo durante 15-30 minutos y luego enjuague bien hasta que no queden residuos.

En el ámbito médico, deben seguirse métodos de esterilización estrictos (como autoclave, óxido de etileno y radiación gamma).

Una limpieza rápida, una manipulación cuidadosa y un secado completo para evitar la corrosión química y los daños físicos pueden prolongar significativamente su vida útil y garantizar la seguridad higiénica.

Más Preguntas Frecuentes

Resumen

El caucho de silicona líquida (LSR) es un material de ingeniería que combina un alto rendimiento con un elevado valor añadido. Resulta especialmente adecuado para aplicaciones industriales que requieren una precisión rigurosa, bioseguridad y resistencia a entornos extremos. Si bien la inversión inicial es considerable, su uso a largo plazo permite amortizar los costes y mejorar la calidad gracias a una alta productividad y bajos índices de defectos.

Si necesita asistencia personalizada para la selección e implementación de LSR para su aplicación específica, no dude en contactarnos. Contactar con ZSR.

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