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降低腰线砖硅橡胶模具线收缩率的研究 　　摘要 本文主要研究了固化剂、纳米二氧化硅粉和碳酸钙粉等外加剂对硅橡胶模具线收缩率的影响。实验结果表明：当固化剂的用量为2.3%时，模具的线收缩率为3.342%。外加纳米二氧化硅粉和碳酸钙粉可以明显地降低硅橡胶模具的线收缩率，外加CaCO3粉(球磨20min)的质量为硅橡胶质量的8%时，模具线收缩率为2.256%，较未加入时的3.342%减少了1.086%。 　　关键词 硅橡胶模具，树脂腰线砖，线收缩率 　　 　　1引 言 　　 　　腰线砖是一种和墙地砖结合使用，环绕在墙砖中间，为单调的墙面增加色彩，改变空间气氛，增加装饰效果的一种小条砖。当前腰线砖的生产工艺主要有两种，一种是用采用传统墙地砖工艺制备的腰线砖，另一种采用不饱和聚酯树脂和固体填料通过树脂的聚合制备树脂腰线砖。 　　树脂腰线砖的生产是将不饱和聚酯树脂和固体填料组成的混合料注浆于硅橡胶制作的模具中经真空脱泡固化制作而成。硅橡胶模具的质量好坏直接影响到注浆倒出的坯体（白坯）的质量，硅橡胶模是将加成型双组分室温硫化硅橡胶加入固化剂搅拌均匀，真空脱泡制作而成。硅橡胶生胶是Si-O交替主链、侧基为有机基团构成的线型半无机高分子。硅橡胶具有许多独特而优异的性能，如耐高低温、耐紫外线、耐辐照、耐候、电绝缘、高透气性、生理惰性等。但是，由于硅橡胶模具比较软，长时间的重复使用会使其老化变硬，再加上不饱和聚脂树脂、油漆等化学原料的腐蚀和固化放热等，会使硅胶模产生一定的收缩[1～6],这样倒出的坯体的尺寸也会跟着变小，特别是表面图案复杂而且需要组合使用的腰线砖，模具的收缩会直接影响到成品的质量，因为模具收缩大了，倒出的白坯上的图案会和预想中的产生交错，错开哪怕只有一毫米也会使原本艺术效果很强的产品产生大大的瑕疵，收缩太大甚至会使产品报废。模具的收缩也会影响到如切边、切头、细修等工序的操作，增加产品的成本。本文主要讨论外加物质对硅橡胶模具收缩率的影响。 　　 　　2实验部分 　　 　　2.1 实验所用原料 　　实验所用的硅橡胶是溧阳市宇峰化工有限公司生产的硅橡胶727，碳酸钙粉和纳米二氧化硅粉由新玛特粉体材料（东莞）有限公司生产，以溧阳市宇峰化工有限公司生产的二丁基二月桂酸锡为固化剂。 　　2.2 实验工艺流程 　　本实验的操作过程主要包括模具的制作，树脂腰线砖的制作和模具线收缩率的测定三个步骤，具体如下： 　　2.2.1模具制作过程 　　用502胶水将母模粘在底板上，再用502胶水将四块档板粘成矩形将母模围起来，档板距离母模的长和宽的距离分别为10mm和8mm，脱模剂均匀喷于母模和档板上。取硅橡胶适量放于塑料容器内，按要求用针管量取固化剂注入瓢内,用铁铲搅拌1min使之混合均匀，然后迅速将硅橡胶浇注于已经围好的矩形中，放入真空泵中真空脱泡1min，取出模具用刀片将档板上粘在外面的硅胶刮干净，室温通风环境下静置1.5h，然后脱模即得到硅橡胶模具。 　　2.2.2树脂腰线砖制作过程 　　将不饱和聚酯树脂和（60目或80目）白玉砂加上超细碳酸钙按一定比例混合均匀，再加甲乙酮固化剂，搅匀倒入已经做好的硅胶模具中真空脱泡，再烘烤脱模即得腰线砖白坯。 　　2.2.3模具线收缩率的测量 　　由于硅橡胶模具较软，且具有一定弹性，再加上模具均为阴模，用卡尺直接测量模具长度会产生误差。所以采用测量注浆倒出的树脂腰线砖的长度的方法来测量模具的尺寸。模具线收缩率的测定在模具浇注15天后（360h）测定，线收缩率的计算如下式： 　　ε=(L1-L2)/L1 　　式中： 　　ε――模具的线收缩率 　　L1――模具的原始长度 　　L2――模具收缩后的长度 　　 　　3结果与分析 　　 　　3.1 固化剂用量对硅橡胶模具线收缩率的影响 　　当固化剂的量为2.0%、2.3%、2.5%和2.7%时，模具的收缩率依次为：3.302%、3.342%、3.353%和4.901%。可知随着固化剂用量的增加，模具的线收缩率增加，但是当固化剂用量为2.0%时，固化时间较长，影响生产，所以选固化剂的用量为2.3%较为合适。 　　加成型室温硫化硅橡胶的固化，是因为基胶的乙烯基与交联剂含氢硅油的Si-O键在催化剂的作用下，于室温下进行硅氢化反应，形成三维网状交联结构而成弹性体。固化反应如下所示。 　　 　　由加成反应式可知，固化剂的用量过多，会导致硅胶迅速发生硅氢化反应，瞬间生成大量的107-Vi胶，而107-Vi胶于室温下发生第二步反应需要一定的时间，所以固化剂用量过多，会造成中间体107-Vi胶的大量积累，107-Vi胶结构中的乙烯基是双键结构，其键能较小，容易发生取代反应，也很容易在外界不饱和聚酯树脂的固化过程中放出的热量的作用下