市场需求大幅增长导致液体硅橡胶树脂供不应求

Boy Machine Inc.于4月9-11日在宾夕法尼亚州埃斯顿主办开放参观日活动。

据R.D.Abbott Co.Inc.公司技术副总裁 Rick Ziebell介绍，将液体硅橡胶应用到汽车、医疗等行业是塑料行业的利基市场。然而，该市场增速很快，成型商面临着树脂原料短缺。

在Boy Machine Inc.于4月9-11日在埃斯顿主办的开放参观日活动中，Ziebell第一个发言，他称这种短缺为“心照不宣”的现象。

他说，上一次重大短缺发生在1992年，当时作为最大液体硅橡胶市场的汽车行业出现了很多新应用，推动着材料需求增长。液体硅橡胶的最新应用包括制成阻燃性至关重要的安全气囊和部件的涂层。

其在电子插接器中的应用也日益增长。在这种应用中，耐用的硅胶密封比橡胶密封性能更优异。此外，还有发动机密封以及新型的光学硅树脂应用，因此“硅树脂的需求极大地扩增。”Ziebell说道。

胶水和胶粘剂也使用这种原材料，而且在过去五年里，它使得硅树脂的销售达到了3倍，他感慨道。

Ziebell带来了一些好消息：大型生产商计划在今后几年共投资约14亿美元。

液体硅橡胶是一种热固性弹性体，通过水冷喷嘴泵送到模具中，然后在加热后的模具内快速固化。由于能迅速固化，所以液体硅橡胶能使A组分和B组分分开，直到它们被混合并送入模具中。

液体硅橡胶具有良好的生物相容性，因而医疗应用为其增长率做出了很大的贡献。

“我们开始能看到更多的液体硅橡胶可植入医疗器械，尤其是诊断产品。”他表示。

“在两年左右，我们将会看到相关的各种产品上市。如果你觉得FitBit运动手环和iPhone Watch手表很棒，不妨吃片药测量下你的消化系统。药片中带有一个小芯片，可与运动手环通信。不仅如此，在治疗方面，通过各种其他植入体，人可以恢复脉搏跳动，从而控制和调节全身的新陈代谢。我们在这方面处于领先。”他说。

Ziebell概述了液体硅橡胶的化学过程，清楚地说明了注塑成型液体硅橡胶的一个根本性挑战：在整个泵送和成型周期中，其粘度变化很大。

他直言,“不同程度的剪切混合改变着硅树脂的粘度特性。”随着剪切的增强，粘度会降低。

当两种组分混合，就会开始积聚并立即固化。硅树脂在注压机内从熔融态变为液体，他认为，这意味着注塑成型机在处理液体硅橡胶时需要完成“惊人的事情”来补偿。精准的周期时间和流速非常重要，他补充说。

“良好的注压机会重复不断地施加作用力，但是液体硅橡胶的粘度却一直在改变。我们根本不知道会怎么样。”Ziebell说。

R.D.Abbott是加利福尼亚州喜瑞都的一个液体硅橡胶和橡胶全面服务经销商。除了Ziebell发言外，泵设备公司、模具制造商和材料供应商的代表们在开放参观日举行的会议上深入探讨了液体硅橡胶领域事宜。活动共有125人参加。

Boy Machine在活动上展出了5台注塑成型机，以及注塑成型液体硅橡胶和热塑性产品，比如医疗微型模制部件、奶嘴和开瓶器，展示了金属插件与聚丙烯的注塑成型工艺。

美国推出的有史以来最大的Boy 125 E机型是一大亮点，其锁模力达到137吨，成型聚丙烯双组分咖啡杯并用软质热塑性弹性体进行二次注塑。锁接式的第二台注塑机是由位于德国Fernthal的母公司Dr. Boy GmbH制造，搭建在L型结构上，水平安装在Boy机器后面。

计量的重要性

Bob和Mike Pelletier兄弟在两家竞争性的泵设备公司工作。他们解释说明了计量两种组分的重要性。

“在进行硅树脂加工时，要从总体上考虑。”Elmet North America Inc.运营经理Bob Pelletier说。

Pelletier谈到公司的新型Top 5000 P配料系统能确保料筒中的液体硅橡胶组分使用率达到99%。

对于无尘注塑成型，成型商可以将泵系统放在无尘室外来扩大室内操作空间，装在水平位置上面或者下面。

Pelletier认为，操作工的技术水平是一个大问题。操作工可能之前进行热塑性注塑成型操作，而这与热固型液体硅橡胶注塑成型截然不同。

“我们花大笔资金购置机器、配料系统和模具，然后寻找相关人才来运行这些设备。”他说道。

Elmet在其控制器中安装了一个计时器，这样操作工可以提前注意到料位变低，便知道需要将物料加入到新的料筒中。另一个功能只有授权员工才能操作并设置生产参数并且会显示谁做出了什么变更。他说视频指令显示了如何加载A和B组分，条码扫描器会在组分加载前检测料筒情况，确保系统设置正确。

Elmet North America公司位于密歇根州兰辛旁边的迪蒙戴尔。

Graco-Fluid Automation Inc.液体硅橡胶和医疗系统业务开发经理Mike Pelletier谈及，公司的F4-5和F4-55 计量系统能自动调整泵送率，确保两种组分的物料消耗相同。

Graco-Fluid Automation位于俄亥俄州北坎顿。

加工特种液体硅橡胶

两家液体硅橡胶注塑成型商的管理人员描述了他们的工艺。

Kipe Molds Inc.的业务开发经理Dana King称，一些关键性方面包括填充和阀门控制的平衡，以及分型线上的成型排气口位置得当。通过型腔充分减小压降，成型机可以充分降低携带空气和飞边的可能性。

Kipe Molds位于加利福尼亚州普拉森舍。

位于加利福尼亚州布瑞亚的M.R. Mold & Engineering Corp. 的总裁Rick Finnie表示，如果温度太高而且没有完全固化，硅橡胶会撕裂。“在从工具中成型挤出后，很容易损坏。”他感叹道。变形也是一个问题。

“最常见的硅胶缺陷是飞边，由于很容易飞边，所以很难制止。”Finnie说，“这是一个持续的挑战。”其它挑战包括夹气、不填充或者欠注区，以及分型线中的“开模缩裂”。

Finnie称，阀门位置和分型线非常重要。模具中的尖角会使部件撕裂。成型机可以增加凹槽，只要设计得当即可。

排气口也需要仔细设计。他提议，一种办法是可以增加一个小的储料槽或者“垃圾场”来收集多余的物料。

“我们不需要气流。事实上，模具中会形成负气流，如果不太多，影响不大。硅在加工中重复不断形成均质物料方面表现出色。”Finnie说。

Momentive Performance Materials Inc.弹性体高级应用开发工程师Vincent Colarossi表示，双组分液体硅橡胶成型可以采用多种技术，包括两种物料的化学键合或者使用一种带有孔洞和凹槽的机械联锁。

Colarossi建议，双组分部件可以在同一台注压机中成型，模具在两个注射装置之间旋转——一个处理热塑性塑料，另一个用于硅树脂二次注塑。或者成型商可以使用两台机器，在注压机上对基材进行成型，然后用另一台机器进行液体硅橡胶二次注塑。

他认为：“真正的驱动因素是生产出高性能的产品，具备防水且耐用的特性。”

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