室溫硫化硅橡膠制模工藝及應用

室溫硫化硅橡膠制模工藝及應用

室溫硫化硅橡膠為模具制造業(yè)，特別是為文物的復制在制模工藝方面的技術(shù)進步奠定了良好的基礎(chǔ)。它具有良好的仿真性、脫模性、制模簡單易行，在室溫下只需幾小時即可制成。因此，硅橡膠已成為制模材料的佼佼者。
1室溫硫化硅橡膠（RTV）的性質(zhì),RTV是一種高分子彈性體，它是以硅原子和氧原子為骨架的合成材料，每個硅原子上含有1~2個有機基團（主要是甲基—CH3），是一種帶有Si—O—Si鏈帶的纖維狀高分子聚合物。其結(jié)構(gòu)式如圖1所示。
R為甲基、乙烯基或苯基等。隨著R的不同，可獲得不同類型的硅橡膠，RTV的相對分子質(zhì)量一般為10000~2000000。RTV具有以下性質(zhì)：（1）良好的化學穩(wěn)定性、無毒、無腐蝕性；
（2）流動性好，能自動充滿模具；
（3）可控制硫化速度，室溫常壓下硫化，便于操作；
（4）良好的脫模性； 0 n( Q2 M2 O# {7 L
（5）仿真性強，紋飾逼真；
（6）制模速度快，一般在20h內(nèi)即可制成模具。
室溫硫化硅橡膠制模工藝 （1） 原材料制模用硅橡膠一般由基礎(chǔ)膠、產(chǎn)聯(lián)劑、催化劑、填料等組成。基礎(chǔ)膠為106# 或107#硅橡膠，稱為羥基封端聚二甲基硅氧烷。其結(jié)構(gòu)式如圖2所示。
這種硅橡膠在室溫下可以固化，有良好的流動性，無變形，僅有微小的線收縮。交聯(lián)劑為亞硅酸乙酯。交聯(lián)劑的加入量對硅橡膠的固化時間、撕裂強度及延伸率都有明顯的影響，實踐證明，交聯(lián)劑的加入量以占基礎(chǔ)膠的5%（質(zhì)量分數(shù)）為宜。催化劑為二月桂酸二丁基錫。催化劑的加入量與固化時間有直接的關(guān)系，其不宜過多，一般為1%~2%（質(zhì)量分數(shù)）。
填料有滑石粉、石英粉、白炭黑。一般用滑石粉作填料。若用白炭黑作填料時，在機械強度，撕裂強度和均勻方面都有顯著提高。（2）制模工藝以制造、復制彌勒佛模具為例，說明橡膠模制造工藝。
     （1）選好底部開口處為定位部分，翻轉(zhuǎn)向空腔內(nèi)灌入石膏，其高度高出底部30mm左右，并挖出凹坑作以后定位用。
     （2）貼橡皮泥。在器物表面貼一層宣紙，再均勻地在其表面上貼上厚5mm的橡皮泥。
     （3）石膏靠模。為支承和固定RTV模，防止其彈性變形，在泥層外首先制作石膏靠模。按其大概的分型面一塊一塊制作石膏像，注意石膏模之間的定位，石膏漿料為石膏：水=1：1。
     （4）RTV成型模制作。將石膏按制作逆序起模，去掉橡皮泥，清理干凈，在器物和石膏模上分別涂分型劑，然后合模。 與此同時，將RTV各組分按比例稱好，混合后進行充分攪拌。由于在攪拌過程中，RTV與正硅酸乙酯在促進劑有機錫的作用下進行反應，會產(chǎn)生低分子醇類，在澆注硅橡膠時，在成型模本體上產(chǎn)生氣孔，所以須減壓脫泡，一股在真空度為100mmHg的密閉容器內(nèi)進行，時間約5min。將氣泡脫盡的硅橡膠注入合好模的型腔內(nèi)，室溫固化24h左右。,脫開石膏靠模，按預想分型線用剃須刀割開，將硅橡膠從器物上小心剝下，取走器物，再將硅橡膠模按原樣與石膏靠模合好，硅橡膠模具制作完畢。
3 硅橡膠模具的應用
哥倫比亞的蘭德有限公司在熔模鑄造生產(chǎn)中是**家不用金屬模具制作蠟模的工業(yè)公司。該公司用硅橡膠模具只花費兩天時間即可產(chǎn)生出皮箱、手提包配用的實心銅件扣環(huán)和金屬附件，每幅模具成本通常只需5~30美元，而金屬模具的加工成本通常在1000~10000美元。
具有50多年歷史的美國菲內(nèi)特鑄造公司，多年來一直在首飾業(yè)中使用硅橡膠型制造蠟模，再制道飾。該公司已經(jīng)按63.5m×88.9mm的規(guī)格把小零件鑄型尺寸標準化，制作的零件*大達50.8mm×25.4mm×12.7mm，零件的*小壁厚為3.2mm。
美國紐約州特克卡斯特工業(yè)有限公司把硅橡膠模的制造與離心鑄造與離心鑄造相結(jié)合，大大地提高了離心鑄造的生產(chǎn)能力，零件的材質(zhì)可為蠟、塑料乃至低熔點合金。
近年來，我國應用RTV在模具制造和古代青銅器的復制等方面有很大進展，如湖南省機械研究所復制了商代的象尊、豬尊、人面鼎，春秋時期的提梁鹵，宋朝的銅鍘等，達到了以假亂真的效果。