硫化硅胶管是将硅橡胶生胶通过硫化工艺,使其分子链之间形成交联结构,从而转变为具有良好弹性、强度和化学稳定性的橡胶管材。硫化过程是硅胶管成型和性能提升的关键步骤,通过硫化,硅胶管获得了更好的物理和化学性能,能够满足各种复杂的应用需求。
原料准备
硅橡胶生胶选择:根据硅胶管的具体用途和性能要求选择合适的硅橡胶生胶。常见的有甲基乙烯基硅橡胶,它具有良好的弹性、耐高低温性能和化学稳定性。生胶的分子量、乙烯基含量等参数会影响硅胶管的最终性能。例如,较高的分子量可以使硅胶管具有更好的强度,而适当的乙烯基含量有助于硫化反应的进行。
配合剂添加:除了生胶外,还需要添加各种配合剂。硫化剂是关键的配合剂,如双二五硫化剂(2,5 - 二甲基 - 2,5 - 双(叔丁基过氧基)己烷)用于过氧化物硫化体系。此外,还需要添加补强剂(如气相白炭黑)来提高硅胶的强度和硬度,添加结构控制剂(如羟基硅油)来调节硅胶的加工性能和物理性能,以及添加防老剂来提高硅胶管的耐老化性能。
混炼
将硅橡胶生胶和各种配合剂在开炼机或密炼机中进行混炼。在混炼过程中,生胶在辊筒的剪切力作用下逐渐变软并与配合剂均匀混合。例如,在开炼机混炼时,先将生胶放入辊筒之间,待生胶包辊后,按照一定的顺序逐次加入配合剂,通过调整辊筒的转速和辊距,使配合剂均匀分散在生胶中。混炼的质量直接影响硅胶管的性能均匀性,因此需要严格控制混炼时间、温度和辊筒转速等参数。
成型
挤出成型:对于大多数硫化硅胶管,挤出成型是常用的方法。将混炼好的硅胶通过挤出机的螺杆挤压,使其通过特定形状的口模,形成管状。在挤出过程中,要控制好挤出温度、挤出速度和牵引速度等参数。挤出温度一般根据硅胶的配方和挤出机的性能而定,通常在 40 - 80℃之间,确保硅胶在挤出过程中具有良好的流动性,同时又不会因为温度过高而产生焦烧现象。
注射成型:对于一些形状复杂、尺寸精度要求高的硅胶管部件,也可以采用注射成型。注射成型是将混炼好的硅胶放入注射机的料筒中,通过螺杆的推动,将硅胶在高压下快速注入模具型腔中,然后经过保压、冷却等过程成型。注射成型能够生产出高精度、高质量的硅胶管产品,但设备成本和模具成本相对较高。
硫化
平板硫化:如果采用挤出成型的硅胶管,可以使用平板硫化机进行硫化。将挤出的硅胶管放在平板硫化机的上下热板之间,施加一定的压力并保持一定的温度和时间。例如,对于过氧化物硫化体系,硫化温度一般在 160 - 180℃之间,硫化时间根据硅胶管的厚度和硫化剂的用量而定,通常在几分钟到几十分钟不等。平板硫化能够使硅胶管的内外层同时硫化,保证硫化的均匀性。
连续硫化:在大规模生产中,为了提高生产效率,也可以采用连续硫化方式,如盐浴硫化、微波硫化等。盐浴硫化是将硅胶管通过含有高温盐浴(如硝酸钾和亚硝酸钠的混合盐浴)的硫化管道,在高温盐浴中硅胶管迅速硫化。微波硫化则是利用微波的能量使硅胶管内部的分子快速振动,产生热量进行硫化,这种方法硫化速度快、效率高,且硫化后的硅胶管性能良好。
后处理
修边:硫化后的硅胶管可能会在边缘或端口处出现多余的飞边或毛刺,需要进行修边处理。可以采用手工修剪或使用专用的修边设备,如冷冻修边机。冷冻修边机是利用液氮将硅胶管冷冻,使飞边变得脆硬,然后通过高速旋转的介质(如塑料颗粒)将飞边去除,这种方法效率高、修边质量好。
清洗:硅胶管表面可能会残留有硫化过程中的脱模剂、油污等杂质,需要进行清洗。一般使用中性的清洗剂和清水进行清洗,清洗后要确保硅胶管表面干燥,避免残留水分影响硅胶管的性能。
检验和包装:对硅胶管进行质量检验,包括外观检查(检查是否有气泡、裂纹、变形等缺陷)、尺寸测量(检查硅胶管的内径、外径、壁厚等是否符合标准)、物理性能测试(如拉伸强度、硬度、弹性等测试)。检验合格的硅胶管进行包装,包装材料要能够保护硅胶管在运输和储存过程中不受损坏,包装上要标明产品规格、生产日期、保质期等信息。