科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

硅胶模具研发。

液态硅胶LSR（Liquid Silicone Rubber）是一种无毒、耐热、高复原性的柔性热固性材料，其流变行为主要表现为快速固化、剪切变稀以及较高的热膨胀系数。光学LSR是以铂金作为催化剂的双液态快速硫化材料，目前市场上多以道康宁，迈图，瓦克等光学硅胶材料，一般采用注塑的方式、大量、一次快速硫化、重复性机械生产，这些材料大多不需要二次硫化。 其 优 点 我 们 可 以 将 其 归 纳 为 ：① 耐 温 范 围广：-50℃~250℃；②光透过率可达到92%~94%；③稳定性佳，抗老化；④固化速度快，是常规固态硅胶的5~10倍左右；⑤在低温环境下可在料筒内长时间待机，不黄变；⑥液体注射成型工艺硫化成型，计量准确，材料浪费少；⑦制品精度高，可负角度出模，可加工复杂形状制品；⑧免二次硫化。

相较于塑胶材料，缺点是显而易见的，也是对硅胶件开发的最大阻力。①硅胶件硬度较软，基本没有任何强度，对于硅胶件安装精定位是劣势之一；②价格材料较于工程塑料粒子，每公斤的单价要多 5~10倍，也是阻碍行业发展的主要因素之一；③与 PA、PA6、PA66、PBT、PC、PPS等多种材料组合可获得良好的联结性。

需解决的主要技术难题

这是一种行业性的难题，由于目前所使用的模具绝大多数才有钢铁等金属材料制作，耗费财力，人力长，生产周期长，运输不便等，所以对于企业而言，能够制作硅胶模具将显著解决这一类的问题，目前德国部分企业已经研制出这一类的模具。

所有硅胶模具的加热系统必须与动定模的底板使用隔热板，且隔热板应选择热传导效率较低、具有300MPa以上的承压的材料，为保证隔热板强度，隔热板中间需要增加承压块，承压块比耐磨板厚度高***~***。

期望实现的主要技术目标

硅胶模具。

模具加热目前主要采用加热棒加热，加热棒在市场上容易购买且价格便宜，易损更换块，但是，其缺点也是显而易见的，加热棒加热容易导致模温不均，其温差相差甚至在20℃以上，导致硅胶固化不均。随着技术发展，分段式功率加热丝可以有效解决模具温度不均的问题，结合Ansys热量仿真软件，可以给出模具不同区域所需要的加热丝功率，有效控制模温的稳定性和一致性。根据科学热量模拟分析，为了防止热辐射和模具表面高温烫伤操作人员，模具外框架增加隔热板。

需求解析

解析单位：“科创中国”新材料产业科技服务团（中国颗粒学会） 解析时间：2023-10-08

杨柳

中国颗粒学会

研究员

综合评价

清晰，已有产品相较于塑胶材料，缺点是显而易见的，也是对硅胶件开发的最大阻力。①硅胶件硬度较软，基本没有任何强度，对于硅胶件安装精定位是劣势之一；②价格材料较于工程塑料粒子，每公斤的单价要多 5~10倍，也是阻碍行业发展的主要因素之一；③与 PA、PA6、PA66、PBT、PC、PPS等多种材料组合可获得良好的联结性。

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