Rubber Keypad材料.doc

1Rubber Keypad Research Report第二章 Rubber Keypad材料Rubber Keypad的原材料主要為硅橡膠, 另還有硫化劑, 色劑和硅油等附加成分.一. 硅橡膠. 硅橡膠即聚硅酮橡膠(Silicone Rubber), 它是一种分子鏈兼具無机和有机性質的 高分子彈性材料. 柔軟且透明, 具有較好的抗疲勞強度和抗撕裂強度. (一). 硅橡膠的合成. 合成工藝路線. CH3 | 硅粉 單体合成 精餾 水解 重組 -(-Si(O?n (線狀) | CH3 氯甲烷 Cat: Cu CH3 HCl Cat | CH3 ( Si? Cl | CH31. 單体合成. 硅橡膠的單体為二甲基二氯硅烷 , 目前制取二甲基二氯硅烷的工藝路線普 遍是以氯甲烷及硅粉在氯化亞銅催化劑作用下一步直接合成, 生成甲基硅 烷混合物, 經精餾提純得產品 二甲基二氯硅烷. CH3 | CH3 CH3 CH3SiCl Cu | | | Si + CH3Cl Cl(Si(Cl + CH3( Si(Cl 精餾 CH3 300320C | | CH3 CH3 CH3 | Cl SiCl | CH3 2. 水 解, 聚合 二甲基二氯硅烷經水解后成環狀硅氧聚合物, 再經催化劑催化作用, 形成 線性的硅氧聚合物, 即硅橡膠. CH3 CH3 CH3 CH3 | 水解 | 水洗 | Cat | Cl( Si(Cl ? Si (O?n (環狀) + HCl ? Si(O?n (環狀) -Si(O?n (線狀) | | -HCl | | CH3 CH3 CH3 CH3 (二). 硅橡膠的結构和主要性能. 1. 硅橡膠的結构: CH3 | 硅橡膠的化學結构式為: ? Si (O?n | CH3 (1). 由分子式看, 硅橡膠的主鏈均由Si(O 組成,鍵角為109160(,其結合距离 大, 電子密度小, 故鏈內旋轉較易, 呈現出良好的柔軟性, 也造成透气,透油等 特性. (2). 由于Si(O的燃燒值106Kcal/mol, 所 以硅橡膠具有良好的耐熱性(熱光分 解穩定性)和 耐候性. (3). Si(O的燃燒熱(結合力)大 ,使硅橡膠對化學藥物的不活潑性增加,但由于 d+ d+ d+ 三Si(O(Si三(分极), 使酸鹽較易切斷硅橡膠的分子鏈,故其耐化學藥品 性 較差 . (4). 由于硅橡膠為無机物主骨格构造, 使其具有較好的硬度.并且在受熱時分 解為SiO2產物, 故有較好的難燃性和絕緣性.2. 硅橡膠的主要特性. (1). 物理机械性能:項目比重(25C)硬度抗張強度(kg/cm)延 伸率(%)抗拉強度(kg/cm)壓縮量(%)硅橡膠1.111.18408057010010 100MW(250VDC 100MA)2x1014(W-cm)2925kv/mm2.635Mhz14x10-3103Mhz (二). 硅膠類型. 1. 硅膠按 生產地域可分為兩大系統: 日本系統和歐美系統. 日本系統材料較為粘手, 但成型性 能較好. 歐美系統材料較不粘手, 但成型性 能稍差于日本系統.2. 硅膠按 其分子結构和性能不同可分為以下四大類: (1). 二甲基系 (發展 初期) CH3 CH3 CH3 | | | ?O(Si(O(Si(O(Si(O?n | | | CH3 CH3 CH3 (2). 甲基-乙烯基系 : 該系對硅膠強度及壓縮永久變形量方面進行了改良. CH3 CH3 | | ?O(Si(O(Si(O?n | | CH3 CH=CH2 (3). 甲基-苯基-乙烯基系: 該系具有良好的耐寒性,耐放射性. C6H5 CH3 CH3 | | | ?O(Si(O(Si(O(Si(O?n | | | CH3 CH3 CH=CH2 (4). 甲基-氟化烷基-乙烯基系: 其特性為耐油, 耐溶劑性. CH3 CH3 CH3 | | | ?O(Si(O(Si(O(Si(O?n | | | C2H4 CH3 CH=CH2 | CF3(三) . 應用. 由于各种品 牌的硅橡膠質量參差不齊, 為保証質量, 我們現階段指 定 Shinetsu (信越),Dow Corning (道康宁),Toshiba(東芝)三种品 牌,而我們keypad供應商大多使用 信 越原料(Shinetsu). 常見的硅膠硬度有40(, 50(, 70(, 80(. 硬度 越高, Keypad手感越好.但硬度太 高會影Keypad的壽命. 硬度越低, 相應成形后的keypad越軟,手感較差 , 且key与 塑膠孔位摩擦力會增大, 易 造成Jamkey. 故此,我們一般要求材料硬度為60(5(. 為達到我們的要求,供應商現最常使用信越品牌的KE971U(硬度70()和KE951U (硬度50()硅膠各一半混合調配成60(硅膠, 而不直接采用KE961U(硬度60()硅膠. 這是因為KE961U的成型性 能較差, 成型 后較脆, 導致脫模時較易撕裂. 現將KE971U, KE961U, KE951U特性列表如下: 色澤塑性比重硬度強度 v強度u(%)壓縮量(%)化強度KE951U透明2501.14519.3380137210C82 phr3.1E5KE961U灰2901.22629.0310146510C82 phr1.8E5KE971U灰3501.30717.3230155811C82 phr2.1E4二. 架橋劑 (硫化劑). 硫化劑作用為在硅膠中与硅膠分子發生交聯反應, 改變分子鏈結构, 而改變生膠 性 能,使之在一次硫化時能夠良好成型. (一). 反應過程. 硫化劑用量的多少會影硫化反應速率的快慢, 常用配比為100:0.5,其反應 主要為以下几种: 1. 架橋反應. (-1) | | | | (Si(CH3 +CH3(Si( (Si(CH2 + CH2(Si( (C-2以此反應為优先反應). | | | | 2. 架橋反應(-2) OR | | | | | (Si(CH=CH2 + CH3(Si( (Si(CH2CH2CH(Si( (C-8以此反應為优先反應). | | | | (二). 分類. 硫化劑有多种形態及物態, 但其作用相同. 我們常用的硫化劑為信越C-8和 C-2. 各种類硫化劑和用途列表如下:品名外觀加硫化劑成分加量用途C-1白色膏 狀苯羬氧化物50%.1.0phr120125C一般mold(薄物)用.C-2白色膏 狀二-2,4,二氯苯羬氧化物50%1.5phr120125C常壓熱空气加硫用C-3白色油灰狀Dicumyl peroxide 20%.3.0phr155160C水蒸汽加硫用.C-4灰白硬膏 狀Di-t-butl peroxide 20%.2.7phr165170C一般mold用.C-7白色硬膏 狀單氯苯苯羬氧化物50%.1.5phr常壓熱空气和水蒸汽加硫用.C-8灰色膏 狀2.5-dimethyl-2.5-bis(t-butylperoxy) 80%.2phr165170C一般mold (厚)用.C-8A半透明膏 狀成份同上(80%)0.6phr165170C一般mold (厚)用.C-10褐色硬膏 狀含有金鹽.無150170C附加mold (厚)用.C-14灰白色硬膏 狀成份同C-44.0phr165170C一般mold用, 臭气除去品.C-15乳白色膏 狀成份同C-11 50%1.5phr165170C一般mold, 防止黃變.C-16淡黃色透明液体成份同C-11 50%0.4phr165170C透明成型用.三. 色母. 加入色母, 以達到我們要求的Keypad顏色. 現主要為Toshiba及信 越色母.四 . 硅油. 主要為羥基硅油, 為無色或黃色透明油狀物, 是一种低分子有机硅化合物. 它 是一种硅橡膠結构控制