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关于液态硅胶成型工艺,需要了解的8个基本概念

来源:深盈精密发布时间:2026-09-17

1. 液态硅胶成型是什么?lsr 和固态硅胶模压区别

液态硅胶成型(LSR,Liquid Silicone Rubber)是指以双组分液态硅胶为原料,通过注射成型机将 A、B 胶按 1:1 比例混合后注入加热模具,在高温下快速硫化成型的一种硅胶加工工艺。液态硅胶具有流动性好、硫化快、安全环保的特点,可完全达到食品级要求。

LSR 与固态硅胶(HCR)模压的核心区别如下:

对比维度液态硅胶(LSR)固态硅胶(HCR)
物理形态液态,有流动性,像水或蜂蜜固态,无流动性,像橡皮或面团
原料成分双组分(A、B胶),以硅油为主要原料单组分,以生胶为主要原料,需加硫化剂
成型工艺注射成型,全自动化模压/挤出成型,需人工混炼、裁切、摆料
安全性高透明食品级,成型时不加硫化剂良好,成型时需加硫化剂加快硫化
产品特征透明度高、无异味,有注胶口透明度较低,可能有硫化剂气味,无注胶口
典型应用婴儿用品、医疗用品、厨房用品、高端电子产品生活用品、工业杂件、汽车配件、密封圈

简单来说,LSR 是“注射液体,加热变固体”,HCR 模压是“放入固体,热压成型固体”。

2. 液态硅胶成型原理

液态硅胶(LSR)分为 A 胶与 B 胶,利用定量装置控制两者以 1:1 之比例,再透过静态混合器予以充分混合,注入射出料管后进行射出成型生产。LSR 是以铂金作为催化剂的双液态快速硫化材料,采用注塑方式可实现大量、快速硫化、重复性机械生产。

具体流程为:A、B 两组分及颜色等辅助组分充分混合后进入塑化系统,通过螺杆将混合料注射到热模具中,在模温 170~200℃ 下硅胶发生固化反应。使用冷流道系统时,流道需保持足够低温,射胶完毕时针阀立即封闭射嘴,防止漏胶。

LSR 的流变行为主要表现为低粘度、快速固化、剪切变稀以及较高的热膨胀系数,其硫化收缩率约为 2%~4%(硫化温度 150℃)。

3. 液态硅胶(LSR)和 TPE、TPU 怎么选

液态硅胶(LSR)与 TPE、TPU 在性能、成本和加工方式上差异显著,以下是核心对比:

特性维度液态硅胶(LSR)TPU(热塑性聚氨酯)TPE(热塑性弹性体)
耐温性卓越,约 -50℃ 至 250℃良好,约 -30℃ 至 80℃一般,约 -40℃ 至 120℃
安全性顶级,可通过 FDA、LFGB 及医疗级认证中等,并非全部达到食品级中等,部分型号可通过认证
触感极致亲肤,如婴儿肌肤般细腻柔滑偏“塑料感”,易粘灰、发黄接近硅胶,可提供丝滑或微粘触感
耐用性极佳,抗老化、抗UV,使用寿命可达 10-20 年良好,但抗反复冲击性能弱于 LSR一般,长期使用易老化
环保性高,无挥发物,燃烧后生成无害二氧化硅可回收,但部分添加剂有环保争议可回收,回收再加工比 LSR 更具优势
加工精度极高,可完美填充细微纹理,实现复杂结构一体成型较高,注塑成型,可能有合模线较高,注塑或挤出成型
成本高,原料和工艺成本高中等,性价比较高较低,成本效益突出

选型核心逻辑:若产品需要在高温环境使用(如需高温消毒的奶瓶、厨具)或对安全性要求极高(母婴、医疗),LSR 是首选;若成本敏感且使用温度不超过 100℃,TPE 或 TPU 是更经济的方案。

4. 液态硅胶成型优缺点

优点:

高流动性与可塑性:低粘度使材料能轻松流入模具的薄而复杂的区域,可成型壁厚 0.3mm 以下的薄壁密封件。

成型速度快,自动化程度高:全自动生产模式,硫化速度快,约 5 秒/毫米壁厚,成型周期通常仅 30-90 秒。

精度高:尺寸精度可达 ±0.05mm 以内,可成型复杂薄壁件、深腔结构、倒扣等复杂几何形状,无需后续人工修边。

洁净度高:产品表面为高光泽“镜面”效果,透明度可达食品级/医疗级标准,适合医疗、婴幼儿及食品接触类产品。

材料利用率高:废料率仅 1%-3%,冷流道系统可实现近乎零废料。

缺点:

模具成本高:LSR 模具需配备精密冷流道/热流道系统、真空排气系统、模温控制系统,成本通常是 HCR 模具的 2-3 倍。

设备投资大:需要专用的液态硅胶注射成型机,初始投资较高。

可选硅胶等级有限:相比固态硅胶,可供选择的 LSR 材料等级较少。

表面易吸附灰尘:未经处理的 LSR 产品表面会产生粘腻感,容易吸引灰尘和其他颗粒。

5. 液态硅胶成型温度、压力、周期

液态硅胶注射成型的关键工艺参数如下:

料筒温度:通常为 20~40℃(避免原料提前交联),也可控制在 40~80℃。

模具温度(硫化温度) :一般为 140~200℃,常见工艺窗口为 150~190℃。高温可缩短硫化时间,低温适配热敏感基材。

注射压力:通常为 50~200 MPa(即 500~2000 bar)。薄壁件用高压,敏感基材用低压。

保压压力:维持 20~30 MPa,用于补偿收缩并压实胶体。

成型周期:注射成型周期通常为 15~90 秒,薄壁产品硫化速度快,周期短,一般几十秒到一分钟即可;厚壁产品需要较长时间。

硫化时间:一般 10~40 秒(在 150℃~204℃ 条件下),具体取决于产品尺寸、结构和模具温度。

需要说明的是,以上参数为行业典型参考值,实际最佳参数需根据具体产品结构、壁厚、材料牌号进行调试确定。

6. 液态硅胶成型属于注塑还是模压?

液态硅胶成型属于注塑(注射成型) 范畴,更准确地说,是注塑成型的一个分支——液态硅胶注射成型,英文缩写为 LIM(Liquid Injection Molding)。

液态硅胶注射成型模具按分类属于注射成型模具,更细的角度来说属于注塑模具的一类分支。成型方式是通过液态硅胶射出成型机先将模具合模,再把材料注射到模具型腔里面来硫化成型。

需要注意的是,液态硅橡胶也可以采用模压工艺成型,但模压属于传统工艺,而注射成型工艺已逐步取代传统模压工艺,具有自动化程度高、周期短、精度高等显著优势。

7. 液体硅胶和固态硅胶产品差异

液态硅胶与固态硅胶产品在以下方面存在明显差异:

对比维度液态硅胶产品固态硅胶产品
透明度高,可达食品级/医疗级较低,通常为半透明或不透明
气味无异味可能有硫化剂气味或遮盖硫化剂的香味
产品标识有注胶口无注胶口
表面质感高光泽“镜面”效果,无合模线或极细合模线较明显,可能需要修边
尺寸精度±0.05mm 以内一般在 ±0.2mm 左右
耐温范围约 -50℃ 至 250℃约 -60℃ 至 250℃,硬度范围更广(5-90A)
机械性能抗撕裂强度高,热稳定性优异机械强度更高,耐磨、抗老化性能更稳定

此外,液态硅胶通常更适合高要求领域如婴儿用品、医疗用品、汽车配件、消费电子产品等,而固态硅胶凭借良好的综合性能和成本优势,更多应用于宠物用品、厨房用品、工业密封件等通用工业领域。

8. LSR 液态硅胶成型适用产品有哪些

LSR 凭借环保无毒、耐高温、高弹性、生物相容、防水密封等核心特性,已广泛应用于以下领域:

医疗健康

硅胶导管、输注组件、密封圈、手术器械手柄、呼吸面罩、灭菌垫、流体和药物输送装置组件等,满足生物相容性、耐消毒及复杂结构成型要求。

消费电子与智能穿戴

电子烟防水件、智能手表表带、TWS 耳机耳帽、手机防水件、防水透气阀、运动相机外壳等,具有密封、缓冲、防滑和柔软触感等性能优势,防水性能可达 IP67/IP68 等级。

母婴用品

婴儿奶嘴、婴儿护理产品等,采用食品级/医疗级 LSR 材料,安全无毒。

汽车工业

密封元件、连接器、垫圈、柔性支架、电池包密封圈、高压连接器密封件等。

厨房与食品接触

可重复使用的杯盖、烘焙模具、食品包装阀门等,具有出色的抗紫外辐射、耐热和耐蒸煮性能,可用洗碗机直接清洗。

电子电器

键盘按键、设备防护罩、耳机部件、电子元件灌封防护材料、LED 透视镜头等精密电子零件。

LSR 注塑成型的核心适用场景是:小型、精密、复杂结构、高安全性要求、大批量生产的弹性体部件。