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采购或者研发工程师需要知道的液态硅胶材料选型的7个技术指南

来源:深盈精密发布时间:2026-09-21

一、液态硅胶有哪些牌号,硬度范围

lsr的牌号通常以“系列 + 硬度值”命名,硬度范围整体覆盖 Shore A 5~80,常用区间为 20~70 Shore A。

主要供应商及代表牌号:

供应商 系列 硬度范围(Shore A) 典型牌号示例
中化(STARSIL) LSR 8600系列 20~67 LSR 8620(20A)、8640(39A)、8650(50A)、8660(60A)、8670(67A)
埃肯(SILBIONE) LSR 4300系列 1~70 4301(1A)、4310(10A)、4330(30A)、4350(50A)、4370(70A)
东岳 通用型LSR 20~70 LSR-20A/B-GP(20A)~ LSR-70A/B-GP(70A),硬度每10度一档
陶氏 QP1系列 20~75 覆盖20~75 Shore A共8个牌号
瓦克 ELASTOSIL LR 3070系列 30~70 LR 3070/30(30A)、3070/40(40A)、3070/50(50A)

选型建议:20~30A适合超软触感件(婴儿用品、面罩衬垫);40~50A为通用密封件主力区间;60~70A适合需要较高机械强度的结构件。部分厂家还提供5A以下的超软级别用于特殊触感应用。

二、食品级LSR、医疗级LSR要求,FDA / 生物相容性

食品级LSR核心标准:FDA 21 CFR 177.2600

该法规全称为“意图重复使用的橡胶制品”,规定了食品接触橡胶制品中可萃取物的限量。陶氏QP1系列、SILASTIC™ LTC 9400系列、RBL-9200系列均明确符合此标准;欧洲市场还需同时满足 BfR XV推荐(德国联邦风险评估研究所的食品接触材料建议)。以SILASTIC™ RBL-9200-40为例,其为1:1混合比、40 Shore A的食品接触级LSR,具有改善的流动性和更长的适用期。

医疗级LSR核心标准:USP Class VI + ISO 10993

两者通常需要同时满足:

USP Class VI:美国药典第六类塑料生物反应测试,是医疗器械材料的基本生物相容性门槛。

ISO 10993系列:根据接触类型和时长选择测试项目,常见包括:

ISO 10993-5 细胞毒性(细胞存活率≥70%)

ISO 10993-10 致敏性

ISO 10993-11 致热性

ISO 10993-4 血液相容性(血栓形成、溶血)

ISO 10993-6 植入后局部反应(≤30天短期植入)

代表医疗级牌号:迈图 Silopren LSR 4650(USP Class VI + ISO 10993 Parts 5/6/10/11)、瓦克 SILPURAN 6000系列、杜邦 Liveo C6-8XX系列(USP VI级,支持非植入和短期植入应用)。

选型关键:明确器械与人体的接触方式(表面接触/外部接入/植入)和接触时长(≤24h / ≤30天 / >30天),据此确定所需的ISO 10993测试项目组合,而非简单追求“通过项目越多越好”。

三、透明液态硅胶成型注意点

高透明LSR(光学级,透光率目标>92%,雾度<1%)的成型核心在于“三极”:极高清洁度、极精工艺控制、极细心操作。

1. 原料准备

真空脱泡是最关键的一步:必须在-0.095 MPa以上真空度脱泡30分钟以上,直至胶料中无肉眼可见气泡。残留气泡是光散射的核心原因。

冷藏原料需提前回温至20~25°C,通常需8~12小时,切忌用烤箱或热水加速回温,否则易产生水汽凝结和内部气泡。

使用前将A/B组分料桶分别低速滚动1~2小时使填料均匀,避免高速滚动卷入空气。

2. 模具要求

模腔表面须达到镜面抛光(SPI-A1级),任何细微划痕都会复制到制品表面。

排气槽深度控制在0.005~0.01 mm,位于最后充填区域。

优先使用冷流道系统(20~50°C),避免材料反复加热降解导致黄变。

尽量避免使用外涂式脱模剂——喷雾脱模剂会在制品表面形成看不见的薄膜,严重影响透明度。

3. 注塑工艺

注射速度采用“慢—快—慢”分段策略,起始慢速排气,快速充填避免冷料,末期减速减少剪切应力。

采用较低的注射压力和保压压力,过高压力会产生内应力,导致雾度增加。

强烈推荐模内抽真空辅助,注射前将模腔抽至真空,彻底杜绝气泡和困气。

四、导电LSR、阻燃LSR成型特性

导电LSR

以瓦克 ELASTOSIL LR 3162 A/B 为例,其体积电阻率可低至 11 Ω·cm(DIN VDE 0303),硬度54 Shore A,拉伸强度5.3 N/mm²,使用温度范围-55°C~+210°C。

成型注意点:

导电LSR通常含导电炭黑或金属填充,粘度显著高于普通LSR(LR 3162在1 s⁻¹剪切速率下动态粘度达5,700,000 mPa·s),需要更高的注射压力。

导电填料的加入使材料变硬、流动性下降,模具流道设计需相应增大截面,避免充填不足。

制品表面通常为黑色或深灰色,无法实现透明或浅色外观。

阻燃LSR

阻燃等级从 UL94 HB 到 UL94 V-0 不等:

迈图 Silopren LSR 2660:UL94 HB级,同时符合FDA和BfR食品接触要求。

瓦克 ELASTOSIL LR 3001/55 FR:UL94 V-0级(0.75 mm厚度)。

迈图 Silopren LSR 7180:UL94 V-1及5VA级,适用于LED照明等场景。

成型注意点:

阻燃LSR通常为深灰色或黑色,同样无法实现高透明。

阻燃填料的加入会提高材料粘度,注射速度需适当降低以避免湍流,同时模具排气设计要更充分。

固化温度窗口可能比通用型LSR窄,建议以供应商TDS推荐的固化条件为准。

五、LSR A/B胶配比,储存条件

配比:绝大多数LSR为 1:1(A:B) 混合体系。瓦克ELASTOSIL LR 3070系列、陶氏SILASTIC LTC 9400系列、埃肯SILBIONE系列均为1:1混合比。混合后通过静态混合器直接进入注射机,无需额外称量操作。

储存条件:

项目 条件
未混合A/B组分 密封原包装,温度≤32°C(瓦克建议≤32°C),部分品牌建议5~15°C冷藏;保质期6~12个月
混合后适用期 室温下通常2~3天(瓦克ELASTOSIL 3070系列为2~3天),温度升高适用期显著缩短
使用前回温 冷藏原料需提前取出回温至20~25°C,通常需8~12小时

重要注意事项:LSR为铂金催化体系,储存和使用中必须严格避免接触含 胺、硫、有机锡化合物 的物质——这些物质是铂金催化剂的“毒物”,极微量即可导致催化失效、产品不固化。A、B组分的取用工具必须严格区分,使用前清洁干净,防止交叉污染。

六、液态硅胶颜色调色,色母添加方式

LSR 调色通常不用传统塑料“色母粒”,而是用 液态色浆 / 色膏(color paste),载体多为乙烯基硅油、低粘度硅油或 LSR 基胶。

1. 色浆选择要求

必须与铂金硫化体系兼容:不能含硫、胺、有机锡、铅、汞、砷、磷等铂金催化剂毒物,否则会导致不固化或局部发粘。

食品/医疗级认证:食品接触需符合 FDA 21 CFR 177.2600;医疗级需色浆本身也通过 USP Class VI、ISO 10993 相关测试。

耐温等级匹配:无机颜料耐温好,有机颜料鲜艳但耐温、耐候可能较差。高温场景优先选无机颜料。

透明制品:需选纳米级或高分散颜料,添加量尽量低,避免光散射导致雾度上升。

2. 添加比例

透明/半透明调色:0.1%~1%

实色制品:1%~3%

高遮盖/深色:3%~5%

具体以色浆供应商推荐为准,添加量过高会影响固化、硬度和机械性能。

3. 添加方式

常见有三种:

预混法:将色浆按比例加入 A 组分或 B 组分,低速滚动/搅拌 30~60 分钟,再按 1:1 混合使用。适合小批量、颜色固定的场景。

产线注色法:在 A/B 计量泵之后的混合头处,用第三组分计量泵注入色浆,经静态混合器混合后直接注射。适合大批量、多颜色切换。

手动小样法:实验室或小批量时,手工称量色浆加入混合后的胶料,快速搅拌并真空脱泡。注意适用期,混合后要在适用期内用完。

4. 注意事项

色浆加入后必须 真空脱泡,否则制品内部和表面会有气泡。

色浆可能影响铂金催化,换色浆前建议做小试:测固化时间、硬度、拉伸强度、色差。

调色后需用分光测色仪控制批次色差,模具温度、固化时间也会影响最终颜色。

避免使用含硫脱模剂,防止铂金中毒。

色浆应密封、避光、阴凉储存,使用前搅拌均匀。

七、液态硅胶耐温、耐老化、耐化学品性能

1. 耐温性能

通用 LSR 的长期使用温度一般为 -50℃~+200℃,短期可耐 250℃。特殊耐高温牌号可做到:

类型连续使用温度短期峰值
通用 LSR-50~200℃250℃
耐高温 LSR-50~250℃300℃
低温型 LSR-60~200℃

LSR 低温柔韧性好,-50℃ 仍能保持弹性;高温下长期使用会逐渐变硬、变脆,压缩永久变形增大。

2. 耐老化性能

LSR 的耐老化整体优秀:

介质类型耐性
水、盐水、醇类(乙醇、异丙醇)较好
稀酸、稀碱较好
极性溶剂(如丙酮、酯类)一般,可能溶胀
芳香烃(甲苯、二甲苯)差,严重溶胀
脂肪烃、汽油、柴油、矿物油差,溶胀明显
氯代烃(二氯甲烷等)
浓酸、浓碱、强氧化剂差,会被腐蚀
臭氧、UV优秀

热空气老化:200℃×72h 或 250℃×24h 后,硬度变化通常 <10 Shore A,拉伸强度保持率约 70%~90%。

臭氧/UV 老化:非常优异,户外长期使用不易龟裂。

湿热老化:良好,但长期高温高湿可能影响表面和电性能。

压缩永久变形:150℃×22h 通常在 10%~30%,具体看配方和交联密度。

3. 耐化学品性能

LSR 对极性介质较好,对非极性油类和溶剂较差:

温度越高、浓度越大、浸泡时间越长,侵蚀越严重。耐油、耐溶剂场景建议改用 氟硅橡胶(FVMQ) 或氟橡胶,而不是普通 LSR。

4. 选型建议

常规密封、食品接触、医疗件:通用 LSR 即可。

高温长期使用:选耐高温 LSR。

耐油、耐溶剂:选氟硅橡胶或氟橡胶。

耐化学品评估建议按 ASTM D471 / ISO 1817 做浸泡试验,关注体积变化、硬度变化、拉伸强度保持率。