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液体硅胶制品的收缩率是多少合适?

发布时间:2025-04-28点击:

液体硅胶(LSR)制品的收缩率是否 “合适” 需结合具体应用场景(如制品类型、精度要求、基材匹配等)综合判断,以下是关键分析及推荐范围:

一、LSR 收缩率的核心影响因素与常规范围

1. 基础收缩率范围(线收缩率)

通用型 LSR:1.2%~2.0%(最常见,适用于多数工业 / 消费类制品);

低收缩率 LSR:0.8%~1.5%(通过配方优化,如添加填料或调整交联密度,用于精密零件或包胶场景);

超软 / 超高硬度 LSR

邵氏 A 10~20 度(软质):1.5%~2.5%(分子链自由度高,收缩更明显);

邵氏 A 60~80 度(硬质):1.0%~1.8%(交联密度高,分子运动受限)。

2. 关键影响因素

材料配方:含填料(如气相法二氧化硅)的 LSR 收缩率更低(可降至 1.0% 以下),纯胶体系收缩率较高;

固化条件:模具温度越高(如 120℃ vs 80℃),固化越完全,收缩率波动越小(偏差 ±0.2%);

制品结构:壁厚>3mm 的厚壁制品收缩率比薄壁(<1mm)高 10%~20%(内部冷却慢,收缩更充分)。


二、不同应用场景的 “合适” 收缩率推荐

1. 精密尺寸制品(如医疗导管、电子连接器)

需求:尺寸公差 ±0.05mm,需严格匹配配合件

合适范围:0.8%~1.3%

实现方法

选择低收缩率牌号(如信越 KE-3470,收缩率 1.1%);

模具温度控制在 100~120℃,保压压力≥注射压力的 70%(补偿收缩);

预留收缩补偿(按 1.2% 设计模具尺寸,实测后微调)。

2. 包胶 / 双色成型制品(与 PC、ABS 等基材结合)

需求:避免因收缩差异导致界面开裂或变形

合适范围:与基材收缩率差≤0.5%

PC(0.5%~0.8%):匹配 LSR 收缩率 1.0%~1.3%(差异 0.2%~0.8%,需通过结构设计释放应力);

ABS(0.4%~0.7%):优先选 1.0%~1.2% 收缩率 LSR,同时设计倒扣结构增强机械嵌合。

3. 薄壁 / 复杂结构制品(如密封圈、按键)

需求:填充完全,表面无缩痕

合适范围:1.2%~1.8%

注意点

收缩率过低(<1.0%)可能导致流动性下降(粘度↑),增加填充难度;

采用高速注射(100mm/s 以上)和短保压时间(5~8 秒),避免过度压缩导致内应力。

4. 厚壁 / 减震制品(如护具、缓冲垫)

需求:弹性好,收缩不影响功能

合适范围:1.5%~2.5%(允许较大收缩,通过增加壁厚补偿)

优化方向

选择高弹性 LSR(断裂伸长率≥400%),降低收缩导致的内部缺陷;

模具冷却时间延长 20%(促进均匀收缩),避免表皮固化快、内部收缩滞后形成空洞。

三、收缩率的控制与验证方法

1. 材料选择核心指标

查看供应商规格书(重点关注 “线性收缩率”,测试条件:模温 100℃,固化时间 10 秒);

优先选择收缩率波动范围窄的牌号(如 ±0.15%,而非 ±0.5%),确保批量稳定性。

2. 工艺参数优化

模温:每提高 20℃,收缩率可降低约 0.1%~0.2%(需避免过热导致分解);

保压:保压压力不足(<50MPa)时,收缩率可能比标准值高 0.3%~0.5%;

冷却:强制冷却(如水冷)会导致表层收缩率低于内部,建议采用等温冷却(模温 = 固化温度)。

3. 模具设计补偿

按材料供应商提供的 “收缩率 + 0.1% 安全系数” 设计模具尺寸;

复杂制品先制作铝模打样,实测收缩率后修正钢模(如实测 1.3%,模具放大 1.35%)。

4. 测试标准

按 ASTM D955 测试(制备 25mm×25mm×2mm 试片,固化后 24 小时测量尺寸变化);

医疗 / 精密制品需每批次抽检,收缩率偏差超过 ±0.2% 即更换批次。

四、典型案例:医疗注射器活塞收缩率控制

问题:活塞与针筒配合精度要求 ±0.03mm,原用 LSR 收缩率 1.8% 导致漏液

解决

更换低收缩率牌号(瓦克 Silopren LSR 2650,收缩率 1.1%);

模具温度从 80℃升至 110℃,保压压力从 60MPa 增至 80MPa;

活塞外径模具尺寸按 1.15% 放大(实测收缩率 1.12%,配合公差达标)。

总结

液体硅胶制品的 “合适” 收缩率没有统一数值,需围绕 “尺寸精度 + 材料匹配 + 应力控制” 三大核心:

精密场景:优先 0.8%~1.3%,依赖低收缩配方与严格工艺;

包胶场景:收缩率差≤0.5%,结合基材特性选择(如 PC 匹配 1.0%~1.3%);

通用场景:1.2%~2.0%,通过模具补偿和工艺调整满足需求。
最终需通过 “材料测试→样件验证→量产监控” 闭环,确保收缩率在实际生产中稳定可控。

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