O que é borracha de silicone líquida (LSR)?

O que é exatamente a borracha de silicone líquida?

A borracha de silicone líquida é uma borracha de silicone líquida de dois componentes, catalisada por platina e de baixa viscosidade. Ela é injetada em um molde e curada por aquecimento através da moldagem por injeção de líquido (moldagem por injeção de LSR ou LIM), resultando em um produto final com excelente elasticidade e morfologia precisa.

Por que o LSR está sendo cada vez mais utilizado?

Vantagens:

Resistência a temperaturas extremamente altas, mantendo a elasticidade em temperaturas que variam de -50°C a 250°C, tornando-o adequado para esterilização em alta temperatura de chupetas de bebês (230°C) e selos de baterias para veículos de novas energias (-40°C a 150°C).

A borracha de silicone líquida possui certificação FDA de grau alimentício e não contém substâncias nocivas como o bisfenol A. É amplamente utilizada na fabricação de alimentos e em produtos que entram em contato direto com o corpo humano, como mamadeiras, chupetas e cateteres médicos. É altamente biocompatível, atóxica e inodora.

Quem tem maior interesse em LSR?

Fabricantes de produtos industriais/domésticos: Eles necessitam de materiais resistentes ao calor para chuveiros, acessórios de cozinha e válvulas de vedação.

Quando se deve priorizar o LSR?

Período de conversão da produção de baixo volume para a de alto volume: o LIM oferece alta eficiência de produção e é adequado para expansão da produção.

Requisitos de alta durabilidade: resistência aos raios UV, ao ozono e ao envelhecimento. Os produtos para uso externo (como forros de equipamentos de proteção desportiva) têm uma vida útil mais de três vezes superior à dos materiais comuns.

Em que situações o silicone líquido é preferido?

Industrial:

A borracha de silicone líquida apresenta deformação permanente mínima e pode retornar à sua forma original após compressão prolongada. É adequada para vedações de válvulas de alta precisão, camadas protetoras flexíveis para juntas de robôs, revestimentos resistentes ao desgaste e à corrosão para tubulações industriais, diafragmas de válvulas, membranas de sensores de nível de líquido e vedações.

Como usar o LSR?

A borracha de silicone líquida é utilizada através de um processo de moldagem por injeção, cujas principais etapas incluem mistura, injeção e cura.

Preparação de matéria-prima

Selecione um material com dureza e certificação adequadas. A borracha de silicone líquida é normalmente um composto de dois componentes (componente A/B), misturados na proporção de 1:1. Um agente de reticulação, um catalisador e outros materiais auxiliares podem ser adicionados.

A seleção da borracha de silicone líquida adequada requer uma análise abrangente das propriedades do material, da tecnologia de processamento e dos cenários de aplicação com base nos requisitos do projeto. As principais considerações incluem:

1. Propriedades do material

• Cor base: A borracha de silicone líquida geralmente vem em cores base branca, transparente ou translúcida. As cores podem ser ajustadas adicionando corantes. Recomenda-se o uso de uma tabela de cores padrão para garantir a precisão da cor.
• Propriedades Físicas: Selecione a dureza (valor Shore A), a resistência à tração (normalmente de 4 a 12 MPa) e a taxa de recuperação (≥70% para aplicações de alta frequência) com base nas suas necessidades. Por exemplo, a borracha de silicone de grau médico requer certificação ISO 10993, enquanto a borracha de silicone de grau industrial recomenda uma resistência à tração de ≥8 MPa.
• Compatibilidade química: É necessário avaliar a adesão ao substrato, a resistência à hidrólise (teor de vinil ≥ 0.15%) e a resistência aos raios UV (com adição de dióxido de titânio).

2. Em processamento

Fluidez e Adesão: O processo de moldagem secundária exige boa fluidez do material e forte adesão para garantir o preenchimento do molde sem bolhas.

3. Processabilidade: A facilidade dos processos de moldagem por injeção e vulcanização deve ser considerada. Peças estruturais complexas exigem uma fórmula com alta fluidez.

4. Cenários de Aplicação

• Faixa de temperatura: Para ambientes de alta temperatura, deve-se selecionar silicone resistente a altas temperaturas (-40 °C a 200 °C). Para produtos industriais em geral, a faixa de temperatura pode ser ampliada para -20 °C a 150 °C.
• Contato com a mídia: Para contato direto com alimentos ou o corpo humano, deve-se selecionar silicone de grau alimentício ou de grau médico, em conformidade com os padrões da FDA/LFGB.
• Projeto do molde: O projeto do molde deve levar em consideração paredes finas, canais frios e equilíbrio térmico.
• Mistura e Injeção: Utilizando o processo de moldagem por injeção LIM, os componentes A e B são misturados uniformemente e, em seguida, curados a quente.

5. Mistura: Os componentes A e B são misturados com precisão utilizando equipamentos especializados para garantir a homogeneidade. • Injeção: O silicone líquido misturado é injetado em um molde pré-aquecido (170-200 °C). A máquina de moldagem por injeção controla a pressão e a vazão para evitar bolhas de ar.

6. Cura

Altas temperaturas (normalmente entre 170 e 200 °C) são utilizadas no molde para iniciar uma reação de reticulação, formando um sólido elástico. Esse processo requer controle preciso de temperatura e tempo.

Pós-processamento

Após a desmoldagem, pode ser necessário realizar uma segunda cura e limpeza. Por fim, são realizados testes de dureza e dimensionais para garantir a qualidade.

Este processo é adequado para a produção de peças de alta precisão nas áreas médica, eletrônica, automotiva e outras.

Quais são os custos de utilização do LSR?

Os custos da moldagem de silicone líquido consistem principalmente em matérias-primas, processos de produção, desenvolvimento de moldes, mão de obra, transporte e armazenagem. Os detalhes são os seguintes:

Como escolher o LSR certo?

A escolha do material LSR adequado depende do cenário de aplicação específico, considerando principalmente fatores-chave como resistência à temperatura, propriedades mecânicas, estabilidade química e processo de produção. Indicadores de desempenho como dureza Shore A, resistência à tração e deformação permanente por compressão devem ser levados em conta. Nossos engenheiros especializados fornecerão recomendações de seleção de materiais com base nos requisitos do seu projeto.

Resistência ao calor

• Aplicações de alta temperatura: Para componentes eletrônicos automotivos que exigem resistência a longo prazo a temperaturas superiores a 150°C, recomenda-se o uso de borracha de silicone líquida resistente a altas temperaturas.
• Componentes eletrônicos em geral: Geralmente, é necessária uma resistência a temperaturas de curto prazo não superiores a 170 °C; podem ser utilizados materiais com boa fluidez.

Propriedades mecânicas

• Requisitos de alta resistência: Por exemplo, para encapsulamento de sensores que exigem uma resistência à tração ≥10 MPa, selecione borracha de silicone líquida com resistência à tração de 10 MPa e resistência ao rasgo de 30 kN/m.
• Estruturas de paredes finas: Necessita-se de borracha de silicone líquida com alta fluidez.

Estabilidade química

Resistência a óleo/produtos químicos: Para aplicações que envolvam meios químicos como óleo de motor SAE 5W-30 ou etilenoglicol, selecione borracha de silicone líquida com taxa de expansão volumétrica ≤3% ou classificação de retardância à chama UL94 V-0.

Segurança (Safety)

Grau alimentício ou grau médico: o LSR certificado pela FDA (por exemplo, para chupetas) deve ser claramente rotulado como estando em conformidade com o US FDA 21 CFR 177.2600.

Compatibilidade de produção

• Moldagem por injeção: A resina LSR autoadesiva é preferível, pois adere a substratos de PC sem necessidade de pré-tratamento especial. Recomenda-se uma fluidez de 5 a 20 g/10 min para garantir um preenchimento preciso.
• Tempo de cura: Os tempos de cura convencionais de LSR (revestimento de aço leve) variam normalmente de dezenas de segundos a vários minutos. Para estruturas de paredes finas, recomenda-se reduzir esse tempo para 30 segundos/mm.

Preste atenção se o material de silicone líquido que você escolher possui certificações FDA/ISO/USP.

Além disso, confirme com a fábrica parceira se o material do molde, o nível de automação da produção e a capacidade produtiva correspondem ao volume de entrega exigido.

Como controlar a qualidade dos produtos LSR?

O controle de qualidade de produtos de LSR (borracha de silicone líquida) exige uma gestão meticulosa em múltiplas dimensões, incluindo materiais, processos e meio ambiente. Os principais pontos de controle são os seguintes:

Controle de Materiais

• Gestão de Fornecedores: Selecione fornecedores com certificação ISO 19001 e exija relatórios de testes de propriedades físicas para cada lote de silicone líquido (viscosidade, dureza, velocidade de vulcanização, etc., com uma faixa de flutuação de ≤±3%). Estabeleça um banco de dados de materiais e implemente o princípio FIFO (primeiro a entrar, primeiro a sair).
• Inspeção de materiais: Realizar testes piloto em lotes antes da produção para verificar a fluidez (flutuação da viscosidade ≤5%) e a adesão ao substrato (resistência ao descascamento ≥2N/cm com variação entre lotes ≤10%).

Projeto e Processamento de Moldes

• Projeto da superfície de separação: Utilize ranhuras de ventilação em múltiplos estágios (profundidade de 0.02 a 0.03 mm, largura de 3 a 5 mm), com uma folga ≤ 0.015 mm. Estruturas complexas exigem a otimização da localização do ponto de injeção por meio da análise Moldflow.
• Manutenção do molde: Revestimentos de carbono tipo diamante (DLC) ou PTFE são aplicados na superfície da cavidade do molde para reduzir as flutuações da força de desmoldagem em ≤10%. O design do canal de refrigeração a água, conforme à superfície, garante uma diferença de temperatura de ≤2°C entre as cavidades.
• Otimização de parâmetros de processo: O monitoramento dos parâmetros do processo inclui temperatura, pressão e tempo de injeção.
• Controle de temperatura: A temperatura de injeção é de 130-170°C, o pré-aquecimento do PC é de 90-110°C e o tempo de espera é de 8-15 segundos para garantir a cura suficiente do silicone.
• Calibração Automatizada: Uma bomba dosadora de alta precisão (precisão de ±0.5%) é utilizada para misturar os componentes A/B, e o sistema de mistura é calibrado a cada 4 horas.
• Teste em lote: Os produtos de borracha de silicone líquida são inspecionados aleatoriamente quanto às propriedades físicas, precisão dimensional e defeitos superficiais, e os lotes são avaliados de acordo com os padrões AQL de 1.5 a 2.5.

Testes de compatibilidade de mídia

• Compatibilidade de materiais: Para uso em solventes polares ou ambientes fortemente ácidos e alcalinos, utiliza-se borracha de silicone hidrogenada ou LSR modificada com flúor para evitar reações de hidrólise/reticulação entre o LSR convencional e o meio. • Verificação de todo o processo: A análise FTIR das alterações nas ligações moleculares, expansão dimensional (≤5%) e retenção das propriedades mecânicas (≥80%) garante estabilidade a longo prazo.
• Garante que os resíduos de solventes atendam aos padrões.

Gestão do ambiente de produção

• Controle de temperatura e umidade: O ambiente de produção é mantido a 25°C ± 5°C e 50% ± 10% de umidade para evitar a degradação do desempenho do material.
• Controle de ambiente limpo: Prevenção da formação de poeira e bolhas de ar.

Como faço para limpar e manter os produtos LSR?

Enxágue a superfície em água corrente morna. Use um detergente suave ou água com sabão. Limpe delicadamente as manchas com um pano macio ou esponja, concentrando-se nas frestas. Após a limpeza, enxágue bem para remover qualquer espuma, seque com leves batidinhas e deixe secar ao ar livre (evite a luz solar direta).

Para manchas de pigmento (como manchas de café ou chá): Mergulhe a superfície em vinagre branco ou suco de limão diluído (na proporção de 1:1 a 1:2) por 10 minutos para amolecer a mancha e, em seguida, enxágue bem.

Desinfecção profunda, limpeza e manutenção:

Para itens resistentes a altas temperaturas (como utensílios de cozinha e chupetas):

Ferva em água fervente por 5 a 10 minutos (certifique-se de que o produto suporte temperaturas ≥ 100°C).

Esterilizador a vapor/forno de micro-ondas para tratamento com vapor em alta temperatura. Dilua um desinfetante à base de cloro (como o desinfetante 84) em água fria, deixe de molho por 15 a 30 minutos e enxágue bem até que não haja mais resíduos.

Na área médica, devem ser seguidos métodos rigorosos de esterilização (como autoclave, óxido de etileno e radiação gama).

A limpeza imediata, o manuseio cuidadoso e a secagem completa para evitar corrosão química e danos físicos podem prolongar significativamente a vida útil e garantir a segurança higiênica.

Mais FAQs

Resumo

A borracha de silicone líquida (LSR) é um material de engenharia que combina alto desempenho com alto valor agregado. É particularmente adequada para aplicações industriais que exigem precisão rigorosa, biossegurança e resistência a ambientes extremos. Embora o investimento inicial seja elevado, o uso a longo prazo pode amortizar os custos e melhorar a qualidade por meio de alta produtividade e baixas taxas de defeitos.

Caso necessite de suporte personalizado na seleção e implementação de LSR para sua aplicação específica, entre em contato com a ZSR.

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