橡胶材料概述

橡胶材料概述

工作收藏2008-04-19 23:05:42 阅读13 评论0 字号：大中小订阅

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（SHOR

E 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

90/-5 93+/-5

之密封

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2，即150kg/cm2.

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&730;） 13U/5151U/GP-50（50&730;高寿命料）951U/6016US （50&730;）971TU/970TU/2277U（70&730;）981TU（80&730;）

以上原料为透明料。

b﹑961U（60&730;）971U（70&730;）981U（80&730;）

以上原料是乳白色料。

C. 特殊原料3801（60&730;）、2484（60&730;）黑导电料3399（78&730;）GP-700、7069（70&730;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/cm2,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。