Wat is vloeibare siliconenrubber (LSR)

Wat is vloeibare siliconenrubber precies?

Vloeibaar siliconenrubber is een tweecomponenten, platina-gekatalyseerd, vloeibaar siliconenrubber met een lage viscositeit. Het wordt in een mal gespoten en uitgehard door verhitting via vloeistofspuitgieten (LSR Injection Molding, of LIM), wat resulteert in een eindproduct met uitstekende elasticiteit en een nauwkeurige morfologie.

Waarom wordt LSR steeds vaker gebruikt?

Voordelen:

Extreem hoge temperatuurbestendigheid, behoudt elasticiteit bij temperaturen van -50°C tot 250°C, waardoor het geschikt is voor sterilisatie bij hoge temperaturen van babyfopspenen (230°C) en batterijafdichtingen voor voertuigen op nieuwe energie (-40°C tot 150°C).

Vloeibaar siliconenrubber is FDA-gecertificeerd als voedselveilig en bevat geen schadelijke stoffen zoals bisfenol A. Het wordt veel gebruikt in de voedselproductie en in producten die direct in contact komen met het menselijk lichaam, zoals babyflessen, fopspenen en medische katheters. Het is zeer biocompatibel, niet-giftig en geurloos.

Wie is het meest geïnteresseerd in LSR?

Fabrikanten van industriële/huishoudelijke producten: Zij hebben hittebestendige materialen nodig voor douchekoppen, keukenaccessoires en afsluitkranen.

Wanneer moet LSR prioriteit krijgen?

Omschakelingsperiode van kleinschalige naar grootschalige productie: LIM biedt een hoge productie-efficiëntie en is geschikt voor productie-uitbreiding.

Hoge eisen aan duurzaamheid: UV-bestendigheid, ozonbestendigheid en verouderingsbestendigheid. Outdoorproducten (zoals voeringen voor sportbeschermingskleding) hebben een levensduur die meer dan drie keer zo lang is als die van gewone materialen.

Waar wordt vloeibaar siliconenmateriaal gebruikt?

Industrial:

Vloeibaar siliconenrubber vertoont minimale permanente vervorming en kan na langdurige compressie terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm. Het is geschikt voor zeer nauwkeurige klepafdichtingen, flexibele beschermlagen voor robotverbindingen, slijtvaste en corrosiebestendige coatings voor industriële pijpleidingen, klepmembranen, membranen voor vloeistofniveausensoren en afdichtingen.

Hoe gebruik je LSR?

Vloeibaar siliconenrubber wordt verwerkt middels een spuitgietproces, waarbij de belangrijkste stappen bestaan ​​uit mengen, injecteren en uitharden.

Voorbereiding van grondstoffen

Selecteer een materiaal met de juiste hardheid en certificering. Vloeibare siliconenrubber bestaat doorgaans uit twee componenten (A/B-component), gemengd in een verhouding van 1:1. Een crosslinker, katalysator en andere hulpstoffen kunnen worden toegevoegd.

De selectie van het juiste vloeibare siliconenrubber vereist een uitgebreide afweging van materiaaleigenschappen, verwerkingstechnologie en toepassingsscenario's op basis van de projectvereisten. Belangrijke overwegingen zijn onder meer:

1. Materiaaleigenschappen

• Basiskleur: Vloeibaar siliconenrubber is doorgaans verkrijgbaar in witte, transparante of doorschijnende basiskleuren. De kleuren kunnen worden aangepast door kleurstoffen toe te voegen. Het is raadzaam om een ​​standaardkleurenkaart te gebruiken om de kleurnauwkeurigheid te garanderen.
• Fysieke eigenschappen: Selecteer de hardheid (Shore A-waarde), treksterkte (meestal 4-12 MPa) en rebound rate (≥ 70% voor hoogfrequente toepassingen) op basis van uw behoeften. Zo vereist siliconenrubber van medische kwaliteit een ISO 10993-certificering, terwijl siliconenrubber van industriële kwaliteit een treksterkte van ≥ 8 MPa aanbeveelt.
• Chemische compatibiliteit: De hechting van het substraat, de hydrolysebestendigheid (vinylgehalte ≥ 0.15%) en de UV-bestendigheid (bij toevoeging van titaandioxide) moeten worden beoordeeld.

2. Verwerken

Vloeibaarheid en hechting: Bij het secundaire gietproces zijn een goede vloeibaarheid van het materiaal en een sterke hechting vereist om ervoor te zorgen dat de mal zonder luchtbellen wordt gevuld.

3. Verwerkbaarheid: Er moet rekening worden gehouden met het gemak van spuitgieten en vulkanisatieprocessen. Complexe structurele onderdelen vereisen een formule met een hoge vloeibaarheid.

4. Toepassingsscenario's

• Temperatuurbereik: Voor omgevingen met hoge temperaturen is het raadzaam om hittebestendige siliconen (-40 °C tot 200 °C) te gebruiken. Voor algemene industriële producten kan het temperatuurbereik worden versoepeld van -20 °C tot 150 °C.
• Contact met de media: Voor direct contact met voedsel of het menselijk lichaam moeten siliconen van voedings- of medische kwaliteit worden gekozen die voldoen aan de FDA/LFGB-normen.
• Matrijsontwerp: Bij het ontwerp van de matrijs moet rekening worden gehouden met dunne wanden, koude kanalen en thermische balans.
• Mengen en injecteren: Met behulp van het LIM-spuitgietproces worden component A en B gelijkmatig gemengd en vervolgens met warmte uitgehard.

5. Mengen: Componenten A en B worden nauwkeurig gemengd met behulp van speciale apparatuur om uniformiteit te garanderen. • Injectie: De gemengde vloeibare siliconen worden in een voorverwarmde mal (170-200 °C) gespoten. De spuitgietmachine regelt de druk en de stroomsnelheid om luchtbellen te voorkomen.

6. Uitharding

Hoge temperaturen (meestal 170-200 °C) worden in de mal gebruikt om een ​​vernettingsreactie op gang te brengen, waardoor een elastische vaste stof ontstaat. Dit proces vereist nauwkeurige temperatuur- en tijdcontrole.

Nabewerking

Na het ontvormen kan nabehandeling en reiniging nodig zijn. Tot slot worden hardheids- en maatvoeringstesten uitgevoerd om de kwaliteit te garanderen.

Dit proces is geschikt voor de productie van zeer nauwkeurige onderdelen in de medische, elektronica-, automobiel- en andere sectoren.

Wat zijn de kosten voor het gebruik van LSR?

De kosten voor het vormen van vloeibare siliconen bestaan ​​voornamelijk uit grondstoffen, productieprocessen, matrijsontwikkeling, arbeid, transport en opslag. De details zijn als volgt:

Hoe kiest u de juiste LSR?

De keuze van het juiste LSR-materiaal hangt af van de specifieke toepassingssituatie, waarbij vooral rekening wordt gehouden met belangrijke factoren zoals temperatuurbestendigheid, mechanische eigenschappen, chemische stabiliteit en het productieproces. Prestatie-indicatoren zoals Shore A, treksterkte en drukvervorming moeten in overweging worden genomen. Onze professionele ingenieurs geven deskundige aanbevelingen voor de materiaalkeuze op basis van uw projectvereisten.

Hittebestendigheid

• Toepassingen bij hoge temperaturen: Voor elektronische componenten in de automobielindustrie die langdurig bestand moeten zijn tegen temperaturen boven 150 °C, wordt vloeibaar siliconenrubber aanbevolen dat bestand is tegen hoge temperaturen.
• Algemene elektronische componenten: Over het algemeen is een kortetermijntemperatuurbestendigheid van maximaal 170°C vereist; materialen met een goede vloeibaarheid kunnen worden gebruikt.

Mechanische eigenschappen

• Hoge sterkte-eisen: Voor sensorinkapseling waarbij een treksterkte ≥ 10 MPa vereist is, selecteert u bijvoorbeeld vloeibaar siliconenrubber met een treksterkte van 10 MPa en een scheursterkte van 30 kN/m.
• Dunwandige constructies: Vereisen vloeibaar siliconenrubber met een hoge vloeibaarheid.

Chemische stabiliteit

Olie-/chemische bestendigheid: Voor toepassingen met chemische media zoals SAE 5W-30 motorolie of ethyleenglycol, kies vloeibaar siliconenrubber met een volumetoename van ≤3% of een brandvertragendheidsklasse van UL94 V-0.

Veiligheid

Geschikt voor gebruik in de voedingsindustrie of voor medisch gebruik: FDA-gecertificeerd LSR (bijvoorbeeld voor fopspenen) moet duidelijk gelabeld zijn als voldoend aan de Amerikaanse FDA-norm 21 CFR 177.2600.

Productiecompatibiliteit

• Spuitgieten: Zelfklevende LSR heeft de voorkeur, omdat deze zonder speciale voorbehandeling op PC-substraten kan hechten. Een vloeibaarheid van 5-20 g/10 min wordt aanbevolen voor een nauwkeurige vulling.
• Uithardingstijd: Conventionele LSR-uithardingstijden variëren doorgaans van enkele tientallen seconden tot enkele minuten. Voor dunwandige constructies wordt aanbevolen deze tijd te verkorten tot 30 seconden/mm.

Let erop of het vloeibare siliconenmateriaal dat u kiest FDA/ISO/USP-gecertificeerd is.

Controleer ook bij uw partnerfabriek of het matrijsmateriaal, de mate van productieautomatisering van de fabriek en de productiecapaciteit overeenkomen met het vereiste leveringsvolume.

Hoe controleer je de kwaliteit van LSR-producten?

Kwaliteitscontrole van LSR-producten (vloeibaar siliconenrubber) vereist nauwgezet beheer op meerdere vlakken, waaronder materialen, processen en milieu. De volgende punten zijn belangrijke controlepunten:

Materiële controle

• Leveranciers management: Selecteer ISO19001-gecertificeerde leveranciers en vraag om testrapporten over de fysieke eigenschappen van elke batch vloeibare siliconen (viscositeit, hardheid, vulkanisatiesnelheid, enz., met een fluctuatiebereik van ≤±3%). Stel een materialendatabase samen en implementeer het first-in, first-out (FIFO)-principe.
• Materiële inspectie: Voer pilot-batchtests uit vóór de productie om de vloeibaarheid (viscositeitsfluctuatie ≤ 5%) en de hechting aan het substraat (pelsterkte ≥ 2 N/cm met variatie tussen batches ≤ 10%) te verifiëren.

Vormontwerp en -verwerking

• Ontwerp van het scheidingsvlak: Gebruik meertraps ontluchtingsgroeven (diepte 0.02-0.03 mm, breedte 3-5 mm) met een speling ≤ 0.015 mm. Complexe structuren vereisen een geoptimaliseerde afsluiterlocatie via Moldflow-analyse.
• Vormonderhoud: Diamond-Like Carbon (DLC) of PTFE-coating wordt aangebracht op het oppervlak van de matrijsholte om de schommelingen in de ontvormkracht met ≤ 10% te verminderen. Het conforme ontwerp van de koelwaterkanalen zorgt voor een temperatuurverschil van ≤ 2 °C tussen de holtes.
• Optimalisatie van procesparameters: Procesparameterbewaking omvat temperatuur, druk en injectietijd.
• Temperatuurregeling: De injectietemperatuur bedraagt ​​130-170°C, de PC-voorverwarming bedraagt ​​90-110°C en de houdtijd bedraagt ​​8-15 seconden om voldoende uitharding van de siliconen te garanderen.
• Geautomatiseerde kalibratie: Voor het mengen van component A/B wordt een doseerpomp met hoge precisie (nauwkeurigheid ±0.5%) gebruikt. Het mengsysteem wordt elke 4 uur gekalibreerd.
• Batchtesten: Vloeibare siliconenrubberproducten worden steekproefsgewijs gecontroleerd op fysieke eigenschappen, maatnauwkeurigheid en oppervlaktedefecten. Partijen worden geëvalueerd volgens AQL-normen van 1.5-2.5.

Mediacompatibiliteitstesten

• Materiaalcompatibiliteit: Voor gebruik in polaire oplosmiddelen of sterk zure en alkalische omgevingen wordt gehydrogeneerd siliconenrubber of gefluoreerd gemodificeerd LSR gebruikt om hydrolyse-/crosslinkreacties tussen conventioneel LSR en de media te voorkomen. • Verificatie gedurende het hele proces: FTIR-analyse van veranderingen in moleculaire bindingen, dimensionale expansie (≤ 5%) en behoud van mechanische eigenschappen (≥ 80%) garandeert stabiliteit op lange termijn.
• Zorgt ervoor dat oplosmiddelresten aan de normen voldoen.

Productieomgevingsbeheer

• Temperatuur- en vochtigheidsregeling: De productieomgeving wordt gehandhaafd op 25°C ± 5°C en 50% ± 10% vochtigheid om verslechtering van de materiaalprestaties te voorkomen.
• Beheersing van een schone omgeving: voorkomen van stof en luchtbellen.

Hoe reinig en onderhoud ik LSR-producten?

Spoel het oppervlak af onder stromend warm water. Gebruik een mild reinigingsmiddel of zeepsop. Veeg vlekken voorzichtig weg met een zachte doek of spons, met name in de kieren. Spoel na het reinigen grondig af om schuim te verwijderen, dep het droog en laat het aan de lucht drogen (vermijd direct zonlicht).

Voor pigmentvlekken (zoals koffie- of theevlekken): Laat het oppervlak 10 minuten weken in witte azijn of verdund citroensap (verhouding 1:1-1:2) om de vlek los te weken en spoel het daarna grondig af.

Diepe desinfectie, reiniging en onderhoud:

Voor hittebestendige artikelen (zoals kookgerei en fopspenen):

5-10 minuten koken in kokend water (zorg ervoor dat het product temperaturen ≥ 100°C kan verdragen).

Stoomsterilisator/magnetron voor stoombehandeling met hoge temperatuur. Verdun een chloorhoudend desinfectiemiddel (zoals 84 desinfectiemiddel) met koud water, laat het 15-30 minuten weken en spoel het vervolgens grondig af tot er geen resten meer over zijn.

In de medische sector moeten strikte sterilisatiemethoden (zoals autoclaaf, ETO en gammastraling) worden gevolgd.

Snelle reiniging, voorzichtige behandeling en grondig drogen om chemische corrosie en fysieke schade te voorkomen, kunnen de levensduur aanzienlijk verlengen en de hygiënische veiligheid garanderen.

Meer veelgestelde vragen

Samenvatting

Vloeibaar siliconenrubber (LSR) is een technisch materiaal dat hoge prestaties combineert met een hoge toegevoegde waarde. Het is bijzonder geschikt voor industriële toepassingen die hoge precisie, bioveiligheid en bestendigheid tegen extreme omstandigheden vereisen. Hoewel de initiële investering hoog is, kan langdurig gebruik de kosten terugverdienen en de kwaliteit verbeteren door een hoge productiviteit en lage defectpercentages.

Als u voor uw specifieke toepassing behoefte heeft aan ondersteuning bij de selectie en implementatie van LSR op maat, neem dan gerust contact op met ZSR.

Verder lezen

Voor zeer nauwkeurige onderdelen in grote volumes is de LSR-spuitgietservice ook beschikbaar binnen de ZSR Group.