액상 실리콘(LSR)은 비교적 높은 신장률, 일관된 고온 성능을 나타내는 열경화성 엘라스토머로, 사출 성형하거나 실리콘 고무 시트로 주조할 수 있습니다. 다양한 경도(듀로미터)로 제공됩니다. 액상 실리콘은 용도 및 경화 방법에 따라 사출 성형 실리콘과 몰드 용 실리콘으로 구분됩니다. 사출 성형 실리콘은 HTV 실리콘 고무에 속하며, 몰드 용 실리콘은 RTV-2 액상 실리콘에 속합니다.
액상 실리콘 종류
LSR 재료에서 액상 실리콘은 A와 B 두 부분으로 구성됩니다. 두 부분 모두 액체이며, 경화 과정의 일부로 촉매가 필요합니다. 일반적인 경화 촉매는 축합 형 실리콘 경화 및 부가형 실리콘 경화입니다.
액상 실리콘 사출 성형
액상 사출 성형 실리콘은 일반적으로 부가형 실리콘 경화 실리콘입니다. A 컴포넌트는 백금 촉매를 포함하고 B 컴포넌트는 가교제(경화제라고도 함)로서 메틸수소실록산과 알코올 억제제를 포함합니다. LSR은 점성이 있지만 펌프 가능한 재료로, 주로 액체 사출 성형(LIM)을 통해 가공됩니다. A 및 B 파트의 혼합 비율은 1:1 LSR의 경우 공정 또는 최종 제품 특성에 크게 영향을 미치지 않고 비율에서 최대 5%까지 벗어나는 것이 허용됩니다.
사출 성형 공정
LSR 사출 성형은 기재와 촉매, 즉 액상 실리콘을 고체 재료로 만드는 가황제를 사용합니다. 대부분의 LSR은 부가 반응이 일어나는 백금 기반 경화 시스템을 사용합니다. 경화를 가속하기 위해 열 또는 압력을 가할 수 있습니다.
백금 또는 부가 경화는 제거가 필요한 휘발성 유기 화합물(VOC)과 같은 상당한 수준의 부산물을 생성하지 않습니다. 이는 산업용 오븐에서의 후베이킹 필요성을 없애 실리콘 부품 생산 중 시간과 비용을 절감합니다. 후경화가 사용되는 경우, 일반적으로 특히 까다로운 응용 분야에서 LSR의 특성을 안정화하거나 향상시키기 위함입니다.
LSR 사출 성형은 계량-혼합으로 시작됩니다. 펌프가 성분을 분배하고 스태틱 믹서가 구성 요소를 혼합합니다. 이 혼합물은 사출 성형기의 냉각된 섹션으로 이송됩니다. 재료가 균질하므로 LSR은 개별 부품 전체 및 부품 간 일관성을 지원합니다. LSR 사출 성형은 또한 효율성 향상을 위해 자동화된 작업을 지원합니다.
LSR 경화가 발생하면 재료 손실이 없어 재료 낭비가 줄어듭니다. 스테인리스 스틸 몰드는 더 비싸지만, 적절히 툴링된 몰드는 다듬을 필요가 없는 최소한의 플래시로 실리콘 부품을 생산합니다. LSR은 점도가 낮거나 유동성이 낮으므로 의료 기기와 같은 응용 분야에서 복잡하고 정교한 몰드 사용을 지원합니다.
액상 실리콘 사출 성형은 열가소성 수지 성형의 역순입니다. 실온 액상 실리콘 화합물은 뜨거운 몰드에 주입 및 경화되는 반면, 플라스틱 펠릿은 뜨거운 액체로 녹아 냉각된 몰드에 강제로 주입됩니다.
장점
- 배치 안정성 (바로 사용 가능한 재료)
- 높은 반복성, 엄격한 공차 / 정밀 부품에 적합.
- 직접 주입 (낭비 없음)
- 짧은 사이클 시간
- '플래시리스' 기술 (버 없음)
- 자동화 공정
- 자동 탈형 시스템
- 우수한 투명성, 재료 흐름과 함께 인라인으로 색소를 첨가하여 색상을 생산할 수 있습니다.
- 폐쇄형 몰드 사출은 복잡한 형상 및 오버몰딩 성형을 지원합니다.
단점
높은 시작/종료 비용, 대량 생산 응용 분야에 더 적합합니다.
콜드 런너 시스템 또는 기타 저폐기 옵션을 사용하지 않는 경우 런너 시스템으로 인해 총 재료 무게가 증가할 수 있습니다.
액상 실리콘 오버몰딩
오버몰딩, 투샷 성형 및 인서트 성형은 LSR이 금속, 열가소성 수지, 다른 실리콘 등과 같은 다른 재료로 만들어진 부품 위 또는 주위에 직접 성형되는 모든 공정으로, 이를 통해 재료 특성의 조합과 LSR을 다른 재료에 직접 조립할 수 있습니다. 첫 번째 사출 또는 삽입된 부품은 일반적으로 더 단단한 재료이며, 더 유연한 LSR 재료가 그 주위 또는 위에 형성됩니다. LSR 오버몰딩 또는 투샷 성형은 중합체 부품을 성형한 다음 동일한 몰드 내에 있는 동안 LSR 재료를 그 위에 직접 성형하는 것을 포함합니다. 몰드 내의 부품은 첫 번째 재료(일반적으로 열가소성 수지)가 성형된 다음 두 번째 재료(일반적으로 LSR)가 바로 위에 성형되도록 인덱싱되거나 회전됩니다.
액상 실리콘 인서트 성형
인서트 성형은 이전에 형성된 부품(금속, 플라스틱 등)을 몰드에 넣고 그 주위에 LSR을 사출하는 것을 포함합니다. 작업자 또는 픽앤플레이스 로봇을 사용하여 사출 전에 인서트를 몰드에 물리적으로 설치할 수 있습니다. 이러한 공정에서는 다른 재료가 충분한 강성을 유지하면서 LSR 성형 및 경화 공정과 관련된 온도를 견뎌야 합니다.
이는 일반적으로 올레핀 및 기타 범용 수지를 제외하고, 우수한 고온 성능을 가진 엔지니어링 열가소성 수지, 다른 열경화성 수지, 금속 및 세라믹을 선호합니다.
몰드용 액상 실리콘
몰드 용 실리콘은 실리콘 몰드 제작에 이상적인 재료입니다. 축합 형 실리콘 경화 실리콘과 부가형 실리콘 경화 실리콘이 있습니다.
백금 경화 LSR은 일반적으로 주석 경화 LSR보다 “더 깨끗합니다”. 백금 경화 LSR은 종종 FDA 및 USP Class VI 인증을 충족할 수 있습니다. 백금 경화 LSR은 또한 주석 경화 대안과 비교할 때 더 높은 온도를 견딜 수 있습니다.
주석 경화 LSR은 일반적으로 소비재 및 발명가 등급 재료에서 발견됩니다. 이 재료는 공기 중 응결을 사용하여 경화될 수 있으며 열이 필요하지 않습니다. 주석 경화 LSR은 일반적으로 FDA 등급이 아니며 더 까다로운 응용 분야에는 사용되지 않습니다.
주석 경화 LSR이 취미 등급 및 다양한 소비재 응용 분야에 더 접근하기 쉽지만, 백금 경화 LSR의 일부 명확한 장점과 고성능 특성을 제공하지는 않습니다.
이 유형의 액상 실리콘은 여기서 자세히 설명하지 않습니다. 자세한 몰드 용 실리콘에 대해서는 다음 사전을 참조하십시오: 몰드 용 실리콘.
LSR 특징
생체 적합성: 광범위한 테스트 결과, 액상 실리콘은 인간 조직 및 체액과의 우수한 호환성을 입증했습니다. 다른 엘라스토머와 비교하여 LSR은 박테리아 성장에 강하고 다른 재료를 오염시키거나 부식시키지 않습니다. LSR은 또한 무미, 무취이며 엄격한 FDA 요구 사항을 준수하도록 배합할 수 있습니다. 이 재료는 스팀 고압멸균, 에틸렌 옥사이드(ETO), 감마, 전자빔 등 다양한 방법으로 멸균할 수 있으며, 필요한 모든 승인을 충족합니다.
내구성: 내구성: LSR 부품은 극한 온도를 견딜 수 있어 자동차의 후드 아래 및 엔진 근처 부품에 이상적인 선택입니다. 액상 실리콘 사출 성형으로 제작된 부품은 난연성이며 녹지 않습니다.
내화학성: 열가소성 엘라스토머는 광범위한 응용 분야에서 화학 물질에 저항할 수 있습니다. 그러나 중간 온도 범위에서만 내화학성을 제공합니다. LSR은 낮은 수분 흡수율과 극한 온도에 노출될 때도 일반적인 화학 물질에 대한 우수한 저항성을 제공합니다.
내열성: 다른 엘라스토머와 비교하여 실리콘은 넓은 범위의 고온/저온 극한(-50°C ~ 250°C)을 견딜 수 있습니다.
노화 저항성：노화 저항성은 사출 성형 공정에 적합한 재료를 결정하는 중요한 요소입니다. 경화된 LSR 재료는 자외선, 풍화 및 노화에 대한 우수한 저항성을 제공합니다. 장기간 요소 노출이 우려되는 응용 분야에 사용하기에 이상적입니다.
기계적 특성: LSR은 우수한 신장률, 높은 인열 및 인장 강도, 탁월한 유연성 및 0 ~ 80 Shore A의 경도 범위를 가집니다.
낮은 압축 영구 변형률: 낮은 압축 영구 변형률은 재료가 일정 변형 하에서 영구 변형에 저항할 수 있음을 의미합니다. LSR은 매우 낮은 압축 영구 변형률을 가지며, 일반적으로 15%-20% 범위입니다. 장시간 압축되거나 다양한 온도 범위에 노출되어도 탄성을 유지할 수 있습니다.
전기적 특성: LSR은 우수한 절연 특성을 가지고 있어 다양한 전기 응용 분야에 매력적인 옵션을 제공합니다. 기존 절연 재료와 비교하여 실리콘은 훨씬 높고 낮은 온도에서 성능을 발휘할 수 있습니다.
쉬운 착색: 성형 부품 및 성형 시트에 대해 다양한 표준 색상 및 맞춤형 색상을 사용할 수 있습니다. 안료 및 마스터 배치 사용을 통해 고유한 색상 및 시각적 효과를 얻을 수 있습니다.
액상 실리콘 듀로미터 범위
액상 실리콘은 0~80 듀로미터 Shore A의 경도 범위로 제공됩니다. 10 듀로미터 LSR은 씹는 껌처럼 매우 부드러우며 일부 추가 단단한 실리콘 폼 및 실리콘 스폰지 제품보다 더 부드럽게 느껴질 수 있습니다. 80 듀로미터 LSR은 신발 뒤꿈치보다 단단하며 많은 열가소성 엘라스토머 제품만큼 단단합니다. 액상 실리콘의 대부분의 응용 분야는 20~70 듀로미터 Shore A 범위로 지정됩니다. 대부분의 상업용 LSR 재료는 듀로미터로 분류됩니다.
LSR 적용 분야
액상 실리콘은 매우 다재다능한 재료입니다. 내증기성 및 낮은 압축 영구 변형률은 전자레인지와 같은 가전제품의 개스킷 및 하드웨어에 이상적인 선택입니다. 내유성 및 내열성은 자동차 부품에서 장기적인 내구성을 제공합니다. 뛰어난 이형 특성 및 우수한 인열 강도는 실리콘 몰드 제작에 이상적입니다.
액상 실리콘은 전자 제품 및 소비재, 개스킷 및 기타 하드웨어, 기타 여러 시장의 주요 재료이며, 자동차 또는 의료 기기와 같은 산업에서 선호되는 재료로 간주됩니다.
일반적인 액상 실리콘 제품:
- 산업용 및 식품 등급 실리콘 몰드 제작
- 밸브 및 게이지
- 멤브레인 및 실링 링
- 관개 및 여과 부품
- 압력 출구, 체크 및 일방향 밸브
- 조명 패널 버튼
