液态硅胶制品（Liquid Silicone Rubber，简称 LSR）因其卓越的耐候性、生物相容性、环保性及成型灵活性，在医疗、电子、汽车、消费品等领域广泛应用。其加工方式的选择直接影响制品的精度、性能与生产成本。本文系统梳理液态硅胶的主要加工工艺，解析各工艺的原理、适用场景及技术要点，为工程设计与生产提供参考。

二、液态硅胶的基础特性与加工核心要素

液态硅胶是由 A/B 双组份硅氧烷预聚体、交联剂、催化剂等组成的低粘度流体，常温下呈液态，通过加热（加成型）或室温（缩合型）发生交联反应固化。其加工核心要素包括：

材料流动性：粘度范围 500-50000 mPa・s，低粘度适合精密注塑，高粘度适合模压或挤出；

固化条件：加成型 LSR 需 100-180℃高温固化（数秒至数分钟），缩合型可常温固化（但副产物含甲醇，医疗领域少用）；

收缩率：纯胶体系收缩率约 1.5%-2.0%，填充气相二氧化硅等填料后可降至 0.8%-1.3%，需在模具设计中预留补偿。

三、主流加工工艺分类与详解

（一）注塑成型：高精度、自动化的首选工艺

原理：通过注塑机将液态硅胶注入高温模具，经交联固化后开模取件，全程自动化控制。
核心设备：

注塑机：需配备双组份计量泵（A/B 料配比 1:1 或 10:1）、料筒加热系统（控制料温 50-80℃防预固化）、高精度伺服电机（控制注射压力 50-150 MPa）；

模具：多为热流道模具（减少废料），表面需镀硬铬或 PVD 处理（提高耐磨性），温度控制在 100-150℃（影响固化速度与收缩率）。
细分工艺：

精密注塑成型

特点：精度可达 ±0.05 mm，适合 0.1-100g 的小型制品，型腔数可达 128 腔（提高效率）。

应用：医疗领域的胰岛素笔胶塞（需无菌、低蛋白吸附）、电子领域的手机按键（表面需镭雕透光）、光学领域的镜头密封圈（耐高低温 - 50~200℃）。

二次包胶注塑（Overmolding）

原理：先注塑塑料基材（如 ABS、PC），再将液态硅胶包覆于基材表面，利用硅胶与塑料的化学键结合（需表面预处理或使用偶联剂）。

关键技术：基材需设计倒扣结构（增强机械结合），模具需定位精准（避免偏移）。

应用：婴儿奶嘴（硅胶内层 + PP 外层手柄）、工具握把（硅胶防滑层 + ABS 主体）、汽车方向盘包覆（硅胶缓冲层 + 塑料骨架）。

多色 / 多层共注成型

技术：通过多组进料系统同时注入不同颜色或硬度的 LSR，实现渐变效果或功能分区（如硬胶支撑 + 软胶密封）。

难点：不同物料的固化速度需匹配，界面结合处需无分层缺陷。

案例：智能手表表带（外层彩色硅胶 + 内层抗菌硅胶）、医疗导管（内层疏水性硅胶 + 外层亲水性涂层）。
优缺点：

优势：生产效率高（周期 5-30 秒）、精度高、适合复杂结构；

劣势：模具成本高（一套精密模具约 5-50 万元）、前期调试时间长。

（二）模压成型：大尺寸与厚壁制品的优选方案

原理：将液态硅胶倒入开放式或闭合模具，施加压力（5-30 MPa）并加热固化，分手工模压与自动化模压。
工艺分类：

手工模压（平板硫化）

流程：人工称量胶料→放入模具→合模→加压（平板硫化机）→固化（100-150℃，5-10 分钟）→开模取件。

特点：适合小批量（10-1000 件 / 天）、低精度（±0.2 mm）、大尺寸（单模重量可达 5kg）制品，如硅胶脚垫、工业密封垫。

自动模压（传递模压 / 注塑模压）

改进：采用机械臂上料、自动计量，通过注胶嘴将胶料压入模具（类似注塑但压力较低），减少人工误差。

应用：汽车用发动机密封件（耐油 LSR 材质，厚度 5-20mm）、卫浴用硅胶密封圈（需耐老化 10 年以上）。
关键参数：

压力影响胶料流动性，厚壁制品需分段加压（避免气泡）；

模具需设计排气槽（排除固化时产生的微量气体）。
优缺点：

优势：设备成本低（约 10-50 万元）、适合厚壁与欠注结构；

劣势：效率低（周期 1-5 分钟）、飞边需后处理（人工修剪）。

（三）挤出成型：连续生产长条状制品的核心工艺

原理：通过螺杆挤出机将液态硅胶连续推挤通过口模，形成固定截面形状，再经隧道式固化炉（150-200℃，5-10 分钟）交联定型。
关键设备：

挤出机：双螺杆或单螺杆（长径比 L/D=20-30），螺杆温度控制 50-70℃防预固化；

口模：精度 ±0.02 mm，需耐磨材质（如碳化钨），形状决定制品截面（圆形、方形、异形）。
工艺要点：

速度匹配：挤出速度（5-20 m/min）与固化炉长度需匹配，确保出模时完全固化；

牵引控制：通过牵引机调整张力（避免拉伸变形），直径 1-50mm 的管材常用定径套（内通压缩空气保持圆度）。
典型应用：

医疗领域：输液管（透明 LSR，内壁光滑减少血液凝固）、呼吸面罩软管（食品级材质，耐消毒）；

工业领域：耐高温密封条（用于烤箱门，耐 250℃长期高温）、光伏电缆护套（耐紫外线老化）；

消费品：婴儿奶瓶吸管（无毒无味，可承受 121℃蒸汽灭菌）。
优缺点：

优势：适合无限长连续生产，材料利用率≥95%；

劣势：仅能生产等截面制品，截面复杂度过高易导致挤出不稳定。

（四）涂布与涂覆成型：功能性表面处理的核心技术

原理：将液态硅胶均匀涂覆于基材表面（如纸张、金属、布料），通过加热或常温固化形成功能性涂层。
涂布方法：

辊涂法：利用涂布辊将胶料转移至基材，适合大面积均匀涂层（如硅胶发泡布，厚度 0.1-2mm）；

喷涂法：通过喷枪雾化胶料，喷涂于复杂曲面（如汽车仪表盘防滑涂层，需颗粒质感）；

狭缝涂布：高精度控制涂层厚度（±5μm），用于微电子领域的硅胶绝缘层。
基材预处理：

金属 / 塑料基材需电晕处理或打底胶（增强附着力）；

布料基材需选择低粘度 LSR（渗透纤维间隙）。
应用场景：

医疗：伤口敷料硅胶层（亲水性，促进愈合）、手术手套涂层（防滑且降低穿戴阻力）；

电子：手机外壳防指纹涂层（疏水性 LSR，硬度 30-50 Shore A）；

工业：传送带耐磨涂层（耐切割 LSR，厚度 1-3mm）。
关键难点：涂层均匀性控制（需定期校准涂布头）、固化过程中基材收缩匹配（避免起皮）。

（五）浇注成型：小批量与定制化制品的灵活选择

原理：将混合后的液态硅胶直接倒入开放式模具（多为硅胶或树脂模具），常温或加热固化后脱模，无需加压。
工艺特点：

模具：成本低（硅胶模具可通过 3D 打印母模翻制，单价数百元），适合复杂曲面（如人体工学手柄）；

操作：手工称量（A/B 料配比误差≤1%）、真空脱泡（减少气泡，尤其透明制品）；

固化：常温固化需 24 小时（适合室温 25℃、湿度 50% 环境），加热固化（60℃/2 小时）可加速。
典型应用：

定制化产品：硅胶文创摆件（浮雕图案，色彩丰富）、珠宝硅胶模（复制精细纹路）；

工业领域：小批量密封圈（快速打样，缩短研发周期）、原型模型（用于设计验证）。
优缺点：

优势：灵活性高、模具成本低、适合个性化需求；

劣势：精度低（±0.5 mm）、生产效率低（单模 24 小时仅 1-2 次循环）。

（六）特殊加工工艺：创新应用的技术突破

发泡成型（Foam Molding）

原理：在 LSR 中加入化学发泡剂（如偶氮二甲酰胺）或物理发泡剂（氮气），固化时发泡剂分解或膨胀形成多孔结构。

控制参数：发泡倍率（1.5-5 倍）、泡孔密度（5-50 孔 /mm），需模具预留膨胀空间。

应用：医疗用硅胶泡沫敷料（柔软贴合伤口，吸收渗出液）、汽车座椅缓冲垫（轻量化，耐压缩变形）。

微成型（Micro Molding）

技术：针对尺寸≤1mm 的微型制品（如微型阀门密封件、芯片封装胶圈），需超精密模具（精度 ±0.01 mm）与高响应注塑机（注射速度≥500 mm/s）。

挑战：胶料流动阻力大，需提高模具温度（130-150℃）与注射压力（150-200 MPa）。

3D 打印结合成型

方向：光固化 3D 打印（使用液态硅胶光敏预聚体，UV 固化）或挤出式 3D 打印（逐层堆积液态硅胶，加热固化），用于复杂结构快速制造（如仿生硅胶关节）。

智能化升级：注塑机集成 AI 算法（实时优化压力 - 温度曲线，减少废品率）；

绿色制造：推广水基脱模剂（替代溶剂型）、废胶回收技术（粉碎后再生利用）；

功能复合化：通过多层共注实现导电 / 导热 / 抗菌等多功能集成（如智能穿戴设备传感器封装）。

六、结语

液态硅胶加工工艺的多样性为不同领域的需求提供了精准解决方案。从高精度的注塑成型到灵活的浇注工艺，选择时需综合考量制品尺寸、精度、产量、成本及性能要求。随着材料科学与制造技术的进步，液态硅胶加工将朝着更精密、更高效、更绿色的方向发展，持续拓展在高端医疗、新能源汽车、航空航天等领域的应用边界。

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