- 硅橡胶的应用领域不断拓展
- 时间: 2004-08-16 10:17:30 作者: 中橡网 来源: 橡胶专网 点击：
- 作为一类特种合成橡胶弹性体，硅橡胶因其独特的化学、物理和机械性能的综合平衡而被广泛应用於众多工业及民用产品。
硅橡胶的材料特性及分类
有机硅橡胶是一类合成橡胶，硫化後的有机硅橡胶的基本结构是交联的聚硅氧烷高分子链三维网络和包含於其中的补强填料小颗粒。由於聚硅氧烷的高分子链是由键能高而稳定的Si-O键构成，所以有机硅橡胶在很广的温度？围(-50℃－200℃)内保持稳定的机械性能。稳定的Si-O键也使有机硅橡胶具有优异的耐紫外线和耐臭氧性能。由於其高分子链是由无机的Si-O键构成的，其燃烧後的产物SiO2覆盖在燃烧物体表面上，可以有效阻止有机硅橡胶的进一步燃烧，而其它有机橡胶则没有这种独特的阻燃机理。另外，由於其格林强度小，有机硅橡胶也比其它有机橡胶易於加工。
传统意义上的硅橡胶一般可按下表分类，当然各个厂家的产品命名或分类可能有所不同。
通常所提到的硅橡胶弹性体主要为高温硫化硅橡胶（HCE：Heat Cured Rubber）和液体硅橡胶(LSR：Liquid Silicone Rubber)。这两大类硅橡胶产品加工生产各有优势。液体硅橡胶用於生产小尺寸、大批量、精度要求较高的部件，可大幅提高生产效率降低系统成本，比如汽车零件和医疗器械用品。因为低粘度流动性好，液体硅橡胶也非常适用於生产大型输变电制件。
硅橡胶的应用领域及主要特性
电子电气行业
键盘可以说是硅橡胶在电子电气行业中应用量最大的领域，包括手机键盘、各类电器遥控键盘、电脑键盘。选择合适的硅橡胶产品有助於为许多特定的最终应用提供最佳的手感和功能。这类产品的生产绝大部分集中在东南亚，尤其是中国南方和？湾省，虽然需求量大，但因技术成熟厂家众多，激烈的竞争已使硅橡胶市场进入微利时代。液体注射成型工艺特别适合此类大批量生产，可发挥最大的生产效率和产品竞争性。此外，低粘度的液体硅橡胶流动性好，更增加了键盘产品设计的灵活性。
硅橡胶的优秀阻燃性、高弹性和耐热性在电子产品的基本元件比如阳极帽等方面得到充分的应用。而几乎世界所有通用型阳极帽的生产加工都集中在中国。
电线电缆也是硅橡胶的一类典型成熟应用，比如电器或电机产品内部的各类电线，大型设备的动力线，以及用於电缆绝缘的玻纤加强层护套。通常这类应用的使用环境较为苛刻，对材料的电气性能、耐高/低温、耐化学腐蚀等都有?较高的要求。比如电器内部的局部高温要求硅橡胶具有耐高温或达到相当的UL阻燃标准；发动机油泵周围的化学环境要求硅橡胶达到国际通用的耐油标准。
在高压输配电的绝缘应用方面，比如绝缘子、避雷器、穿墙套管、电缆附件、开关等部件，硅橡胶也有出色的表现：极高的憎水性，4.5KV的耐漏电起痕，和基材的超强粘接、耐紫外线、臭氧。另外，制成绝缘子成品时，重量大为减少，便於运输且不易破损，已成为电力部门近年来大力推广来替代传统陶瓷的新材料。近年来电缆附件行业采用液体硅橡胶来取代EPDM生产各类终端，T形头、连接件业已成为一种行业新趋势。
工业杂件
许多工业用途的零部件，例如密封件、油封、O型垫圈、辊筒、绝缘管材，林林总总，占据整个硅橡胶市场用量大约15%-20%。
医用/民用消费品
在欧美地区，硅橡胶和聚氯乙烯(PVC)、热塑性弹性体(TPE)都是应用於医疗管件的主要原材料。由於生产过程的相对纯净以及本身的化学结构组成，硅橡胶具有极高的透明度、耐老化性能、优异的抗撕强度，符合食品及人体皮肤接触安全，而成为众多医疗药用管件产品的首选材料。近年来，由於中国安全环保的标准日益完善，硅橡胶也逐渐开始在医疗市场打开局面。
至於民用消费品，硅橡胶的各种新应用层出不穷：从婴儿奶嘴、吸管、泳帽、潜水镜密封圈，还有眼镜鼻垫、软性按键、鞋内衬垫等等。由於硅橡胶普遍受到欧美地区家居消费品设计专业人士的偏爱，近年来在高档厨卫用具的应用非常流行，诸如烤盘、刮刀、淋浴喷头等。
汽车工业
硅橡胶具有高温热稳定性、低温柔软性、耐老化/耐侯性、优越的介电性能、低压缩变形，并耐各类汽车机油/液体。随?中国汽车工业的惊人发展，硅橡胶的用量近年来成倍增加，从火花塞护套、点火套，到排风机减震器、曲轴密封件、进排气系统密封、电气控制模板密封、发动机装配，还有遍布汽车全身的各种连接件。GE有机硅公司的自润滑/自渗油系列 (self lubricating/bleeding, Silopren汪SR3XXX)就特别适用於需要保持长期润滑的密封/连接件。
硅橡胶的基本加工工艺
模具成型
模具成型是最常用的一类加工方法，可以分为模压成型（挤压）、注射成型和转移模压成型，与其他有机橡胶类似。HCE加工成型前通常须经过混炼 (milling)，加入硫化剂、色母料及其他添加剂经由开炼或密炼机混合均匀。模压成型後的产品，已经是充分硫化，具有作为硅橡胶的一般性能的产品，可以直接使用；但是在通常情况下，还需进行二次硫化以消除硫化剂生成的分解物质，使硅橡胶的性能更加稳定，从而得到最终产品。
挤出成型
电线、管材等具有连续形状的产品，一般是使用挤出机进行成型。通常具有水冷却和喂料辊的挤出机可以进行硅橡胶挤出成型。
压延和卷管成型
硅橡胶也可以采用压延机的方法生产长尺寸的薄板。或将未硫化的硅橡胶和一些耐高温纤维压成薄片，卷在心轴上，然後放入烘箱或蒸汽釜中进行硫化成型。例如汽车行业用的直径较大的硅橡胶软管都是使用卷管成型的方法。
液体注射成型
液体硅橡胶通过液体注射成型机进行生产。由供料泵经由静态搅拌器将A和B(1:1)组份、颜料和添加剂混合均匀，然後由螺杆高速注射到加热的模具中（可到230℃）固化。
此外还有浇铸成型(casting)，点胶成型(FIPG)，灌封成型(potting)，薄膜涂层成型(thin film/sheet coating) 等一些特殊加工工艺。
硅橡胶新技术－自粘接液体硅橡胶
当硅橡胶需要粘接在另外一种材料的时候，通常必须先清洁被粘接物体表面，然後涂上合适的底漆 (primer) 并使其风乾，然後在它的上面模压硅橡胶硫化，工艺复杂且难操作。GE 有机硅公司开发出了一系列自粘接液体硅橡胶Silopren LSR 8XXX系列，不需要底涂即可与许多常见工程塑料和金属基材产生牢固的化学键接，比如PPO、PBT、PPA、PC（经UV预处理）、铝、不锈钢等等。它极大地提高了生产效率，并且突破性地提升了部件及模具设计的灵活性，尤其适用於二段注射。
全球硅橡胶市场分析
从全球来看，超过十亿美元的硅橡胶市场以传统的高温硫化硅橡胶占主导地位，三大区域基本平分秋色。
高温硫化硅橡胶年增长幅度大约稳定在6%左右，而新兴的液体硅橡胶因其卓越的性能及高效的生产率将会有大约12%的年增长幅度。欧洲地区在液体硅橡胶方面的发展领先於美洲及亚太地区；未来的几年里，亚太地区尤其是中国，随?技术及生产力的提高，将会有更多现有的高温硫化硅橡胶应用厂家引进液体硅橡胶加工设备及工艺来生产部件小、产量大的产品。
未来的几年内，汽车工业、医疗器械管件、日用消费品将会是硅橡胶应用的增长热点，年增长幅度接近15%。
勿庸置疑，全球几大着名有机硅生产厂家均看好亚洲尤其是中国市场，近十年来已不断加大投资力度，从设立销售点到与国内厂家合资经营到独资建厂，各出新招希望抢占硅橡胶中高端市场的分额。
自从1940年作为第一家公司在其研发总部成功地发明了具有商业价值的有机硅产品及生产工艺以来，GE始终致力於技术和应用的开发，迄今已经拥有了超过2000份与有机硅相关的发明专利。近年来该公司有机硅业务更积极扩充：继去年GE Bayer有机硅公司在德国建成投产高温硫化硅橡胶连续法生产线，今年年中GE Toshiba 有机硅公司在泰国新增的液体硅橡胶生产线也将投入生产，其先进的设备工艺及生产率，性能优异的产品对亚太市场甚至全球液体硅橡胶的推广应用将会有非常积极的影响。此外，今年4月在上海张江高科技园区落成使用的GE全球研发中心内设有相当规模的有机硅产品及应用开发部门，旨在利用研发中心世界一流的机器设备及科研开发力量，配合全球运作的硅橡胶业务部门，与客户开展多方面的合作，推广硅橡胶在中国市场的全方位发展。