硅膠墊片簡介
硅膠墊片,又稱硅橡膠密封墊片,是由硅橡膠(Silicone Rubber)通過模壓、擠出或切割等工藝制成的片狀密封元件。它是一種極其通用且性能卓越的彈性密封件,以其寬廣的溫度耐受范圍和優異的化學穩定性而著稱,被廣泛應用于從日用家電到航空航天等各種領域。
其核心材料——硅橡膠,是一種分子主鏈由硅和氧原子交替組成的特殊合成彈性體(-Si-O-Si-),這種結構賦予了它不同于普通有機橡膠的獨特性能。
核心特性與優勢
1. 卓越的耐高低溫性
這是硅膠墊片最突出的優點。其常規工作溫度范圍可達 -60°C 至 +200°C。特殊配方(如采用苯基硅橡膠)可使其低溫脆性點降至 -100°C 以下,短期耐高溫可達 +300°C。它能在烘烤、冷凍等各種極端溫度環境下保持彈性,不會變脆或熔化。
2. 優異的耐候性和抗老化性
對臭氧、紫外線(UV)、陽光照射具有極強的抵抗力,長期在戶外使用也不會出現像普通橡膠那樣的開裂、粉化現象,使用壽命極長。
3. 良好的生理惰性和環保無毒
食品級和醫療級硅膠具有良好的無毒、無味、無腐蝕性,符合FDA、LFGB等認證,可直接接觸食品和藥品,廣泛用于廚房電器、母嬰用品和醫療設備。
4. 優良的電絕緣性能
即使在潮濕、高溫等惡劣環境下,仍能保持良好的絕緣性能,是電子、電器行業中重要的絕緣密封材料。
5. 良好的透氣性
硅膠對氣體(如空氣、氮氣) 具有選擇性滲透特性,這一特點使其可用于需要“呼吸”換氣的密封場合,同時也是其不適用于高壓氣密密封的原因。
6. 柔韌性與彈性
在寬廣的溫度范圍內都能保持很好的彈性和柔韌性,能有效填充法蘭之間的不平整表面,實現有效密封。
缺點:
機械強度較低:耐磨性、抗撕裂和耐穿刺性能普遍低于聚氨酯(PU)或天然橡膠(NR)。
耐油、耐溶劑性差:不推薦用于燃油、石油基潤滑油、濃酸、濃堿和芳香烴溶劑等介質。
透氣性高:不適用于需要高度氣密性的高壓密封場合。
主要應用領域
硅膠墊片的特性決定了其適用于以下場景:
家電行業: 電飯煲、飲水機、咖啡機、熱水壺等的密封防水;微波爐、烤箱的門密封條(耐高溫)。
汽車工業: 發動機罩墊、變速箱密封、車燈密封、新能源車電池包密封(絕緣要求)。
醫療設備: 呼吸面罩、醫療導管、制藥設備、手術器械的密封(要求無毒、可高溫消毒)。
食品工業: 食品加工設備、炊具、保鮮盒的密封圈(食品級要求)。
電子電氣: 按鍵、遙控器、戶外接線盒、LED燈的防水密封和絕緣墊片。
航空航天: 艙門密封、儀器設備減震墊(耐高低溫、耐老化)。
常見類型
根據制造工藝和性能,硅膠墊片主要有以下幾種:
1. 模壓硅膠墊片(Molded)
最常見的類型。通過金屬模具在高溫高壓下硫化成型,尺寸精確,可制造各種復雜形狀和結構(如帶凸臺、嵌件)。
2. 切割硅膠墊片(Cut / Die-Cut)
從硅膠板(卷)材上通過沖切或CNC雕刻加工而成。適用于小批量、大尺寸或無法開模的樣品制作。
3. 擠出硅膠墊片(Extruded)
通過擠出機成型為長條管狀或異形條,再按需切割成段。常用作門窗密封條、柜門密封條等。
4. 發泡硅膠墊片(Sponge / Foam)
含有大量微孔,質地柔軟,壓縮回彈性極好,能提供更優異的密封效果,常用于不平整表面的填充密封。
技術參數與數據表格
為了更直觀地了解其性能,請參考以下硅膠墊片(以通用型為例)的典型參數表:
硅膠墊片典型性能參數表
特性 |
測試標準 |
單位 |
典型值范圍 |
備注 |
硬度 |
ASTM D2240 |
Shore A |
20 - 80 |
常用范圍為50°A ~ 70°A,可調 |
拉伸強度 |
ASTM D412 |
MPa |
5 - 12 |
機械強度是其主要弱點 |
撕裂強度 |
ASTM D624 |
kN/m |
10 - 40 |
|
伸長率 |
ASTM D412 |
% |
200 - 700 |
彈性好 |
工作溫度 |
- |
°C |
-60 to +200** (短時可達300) |
核心優勢 |
體積電阻率 |
ASTM D257 |
Ω·cm |
1013 - 101? |
優異電絕緣體 |
耐紫外/臭氧 |
- |
- |
極優 |
戶外長期使用不老化 |
壓縮永久變形 |
ASTM D395 |
% (22h @ 175°C) |
10 - 30 |
值越低,回彈性保持越好 |
常見顏色 |
- |
- |
透明、白色、紅色、黑色等 |
易于區分和標識 |
按功能分類的硅膠墊片選擇指南
類型 |
主要特點 |
適用標準/認證 |
典型應用 |
通用硅膠墊片 |
綜合性能均衡,成本效益高 |
- |
一般工業密封、電子電器防塵防水 |
食品級硅膠墊片 |
無毒無味,可接觸食物 |
FDA 21 CFR 177.2600, LFGB |
FDA 21 CFR 177.2600, LFGB |
醫療級硅膠墊片 |
超高純度,生物相容性好 |
USP Class VI, ISO 10993 |
醫療設備、制藥機械、植入器械組件 |
阻燃硅膠墊片 |
離火自熄,提高安全性 |
UL94 V-0 |
汽車、航空航天、電力設備 |
導電/絕緣硅膠墊片 |
添加導電/絕緣填料,實現EMI屏蔽或高絕緣 |
- |
電子產品電磁屏蔽、高壓設備絕緣 |
硅膠墊片是一種以卓越耐溫性和出色耐候性為核心優勢的高性能彈性密封件。 它在需要寬溫域工作、戶外使用、食品醫療接觸或高絕緣的場合是不可替代的選擇。
選型時需注意:
優點:優先考慮其耐高溫、耐老化、無毒的特性。
缺點:避開其機械強度較低、不耐油溶劑的應用場景。
它是工程師在解決特殊環境下的密封、絕緣和減震問題時,最可靠的材料選擇之一。