LSR 成型商现在可以定制固化速度、温度和硬度
经过五年的开发,一种完全不同的 LSR 处理方法已经在商业上首次亮相。这项名为 LSR Select 的技术使注塑商可以自由调整其 LSR 配方的固化时间和温度以及硬度,不再局限于市场上标准两部分系统之间的选择。在许多情况下,可以实现更快的固化和/或更低的固化温度,以及与标准 LSR 系统中提供的硬度计不同的微调硬度计。
LSR Select 于 2014 年 1 月在圣地亚哥举行的 Molding 2014 会议上公开介绍(参见 14 年 3 月的博客)。它的商业用途有限,并进行了进一步开发,直到 2018 年商业推出。 LSR Select 最初由罗地亚有机硅在美国开发,后者后来成为中国独资公司蓝星有机硅。该技术现在由埃肯有机硅部门负责。 2011年被中国蓝星收购的挪威公司(埃肯公司)的有机硅业务,现在全部归埃肯有机硅公司所有。
新型单部分 LSR 系统
LSR Select 与标准的两部分(“A”面和“B”面)区别的第一件事是它只有一种基础树脂组分和两种固化剂添加剂,还有可能使用其他添加剂来实现特定性能。典型的双罐 LSR 系统具有一种混合有催化剂的基础树脂组分和另一种混合有抑制剂的基础树脂组分。这两者通常通过泵送/计量装置以 1:1 的比例混合。固化行为内置于系统中,但可以通过调整模具和/或注塑机机筒的温度在一定程度上改变。
新泽西州 E. Brunswick 的 Elkem Silicones Americas 总裁 Chris York 表示,“我们将两组分 LSR 系统拆开,然后将其重新组装为三组分。” LSR Select 配方由一种树脂组分和一种催化剂母料添加剂(“LSR Select Cata”)和一种固化控制剂(“LSR Control”)组成,在两部分包装中起到抑制剂的作用。铂催化剂母料以固定百分比添加——通常为 1%,而控制/抑制剂添加剂的量可以在 0-6% 的范围内变化,具体取决于所需的固化速度。添加更多的这种药剂会延迟凝胶和整体固化,反之亦然。
将这些成分分开并允许成型商更好地控制固化曲线“使化学物质可以自由地做多年来一直准备做的事情,”约克说。例如,较少量的控制/抑制剂添加剂可以帮助加速较小部件的固化,而较大量的控制/抑制剂可以确保在没有预凝胶的情况下完全填充较大的部件,但实现比其他方式更快的整体固化。根据约克的说法,埃肯声称——“非常保守”——成型生产率可以提高 20% 到 60%,尽管在一些试验中证实了高达 125% 的提高。
尽管速度是开发 LSR Select 的第一个目标,但 York 表示最近还出现了另外两个好处。一是能够在较低温度下成型,这可以节省能源并允许将 LSR 包覆成型到 PP 等低温热塑性塑料上。例如,LSR Select 已在低至 75-80 C 或更低的温度下成型,而更典型的温度为 165-170 C 或更高,固化速度几乎没有或没有牺牲。例如,在 165-170 C 下固化 50 秒成型的零件现在可以在 100 C 下成型 50 秒。
第二个新发现的好处是能够混合基础树脂以定制最终产品的硬度。两种不同的 LSR Select 基础树脂可以放置在同一个两部分泵送系统中,以获得中等肖氏硬度,如果计量系统能够调节 A-B 比率,则更是如此。
埃肯的 LSR Select 基础树脂目前有四种硬度,从 20 到 70 Shore A,以及相同范围内的 Silbione LSR Select 医用等级。 York 声称 LSR Select 材料在同一批次中更加一致,因此通常±3-5 Shore A 单位的硬度变化现在可以保持在±1-2 单位。这种改进的部分原因还在于更精确的计量机器的出现。
埃肯指出,随着技术的不断发展,埃肯预计会推出具有抗菌、自出血、自粘合和其他特性的特殊添加剂。这些添加剂将与标准基础树脂一起使用,无需购买专门的 A-B 配方来实现这些特性。
需要特殊设备
据 York 称,LSR Select 技术酝酿已久的首要因素是“设备终于赶上了材料技术”。关键因素是开发精确和可重复计量两种固化添加剂的能力。尽管 Rhodia(现在的 Elkem)开始与 Graco 合作开发一种特殊的计量系统,但这从来都不是现成的产品,只有少数产品被制造出来。
York 说,这一突破是 2016 年来自奥地利 Elmet 的高精度 TOP 5000 P 计量/泵系统的到来。 “它改变了游戏规则,”约克说。其极其稳定的基础树脂泵送可实现精确的硬度计混合物,添加剂计量精度为 ±0.1%,加上各种软件改进,据说可提供可靠性和可追溯性。软件改编还提供可变 A-B 比率,以定制硬度计混合物。埃肯正在与其他几家设备供应商合作,提供适用于 LSR Select 的系统。
Elkem 表示,它在医疗保健和工业应用中拥有少数 LSR Select 的商业用户,还有一些正在试验或“处于商业化边缘”。
树脂