[科普中国]-模具硅橡胶

模具硅橡胶是有机硅室温双组份模具胶，简称RTV，俗名矽利康。这是一种双组份化合物。其中A组分含交联剂，B组分含催化剂。在包装的过程中，交联剂与催化剂必须分开。它的硫化是在室温下进行，只要将两组分按照一定的比例混合（具体比例可根据操作时间及产品性能确定），两组分化合物发生交联反应，形成有柔韧、弹性的胶体。

性质（1）良好的化学稳定性、无毒、无腐蚀性；

（2）流动性好，能自动充满模具；

（3）可控制硫化速度，室温常压下硫化，便于操作；

（4）良好的脱模性；

（5）仿真性强，纹饰逼真；

（6）制模速度快，一般在20h内即可制成模具。1

原材料模具硅橡胶一般由基础胶、交联剂、催化剂、填料等组成。

基础胶为107 硅橡胶，称为羟基封端聚二甲基硅氧烷。

这种模具硅橡胶在室温下可以固化，有良好的流动性，无变形，仅有微小的线收缩。

交联剂为正硅酸乙酯。交联剂的加入量对硅橡胶的固化时间、撕裂强度及延伸率都有明显的影响，实践证明，交联剂的加入量以占基础胶的5%（质量分数）为宜。

催化剂为二月桂酸二丁基锡。催化剂的加入量与固化时间有直接的关系，其不宜过多，一般为1%~2%（质量分数）。

填料有滑石粉、石英粉、白炭黑。一般用滑石粉作填料。若用白炭黑作填料时，在机械强度，撕裂强度和均匀方面都有显著提高2。

制模工艺以制造、复制弥勒佛模具为例，说明橡胶模制造工艺。

（1） 选好底部开口处为定位部分，翻转向空腔内灌入石膏，其高度高出底部30mm左右，并挖出凹坑作以后定位用。

（2） 贴橡皮泥。在器物表面贴一层宣纸，再均匀地在其表面上贴上厚5mm的橡皮泥。

（3） 石膏靠模。为支承和固定RTV模，防止其弹性变形，在泥层外首先制作石膏靠模。按其大概的分型面一块一块制作石膏像，注意石膏模之间的定位，石膏浆料为石膏：水=1：1。

（4） RTV成型模制作。将石膏按制作逆序起模，去掉橡皮泥，清理干净，在器物和石膏模上分别涂分型剂，然后合模。

与此同时，将RTV各组分按比例称好，混合后进行充分搅拌。由于在搅拌过程中，RTV与正硅酸乙酯在促进剂有机锡的作用下进行反应，会产生低分子醇类，在浇注硅橡胶时，在成型模本体上产生气孔，所以须减压脱泡，一股在真空度为100mmHg的密闭容器内进行，时间约5min。

将气泡脱尽的硅橡胶注入合好模的型腔内，室温固化24h左右。

脱开石膏靠模，按预想分型线用剃须刀割开，将硅橡胶从器物上小心剥下，取走器物，再将硅橡胶模按原样与石膏靠模合好，硅橡胶模具制作完毕。

模具的应用哥伦比亚的兰德有限公司在熔模铸造生产中是第一家不用金属模具制作蜡模的工业公司。该公司用硅橡胶模具只花费两天时间即可产生出皮箱、手提包配用的实心铜件扣环和金属附件，每幅模具成本通常只需5~30美元，而金属模具的加工成本通常在1000~10000美元。

具有50多年历史的美国菲内特铸造公司，多年来一直在首饰业中使用硅橡胶型制造蜡模，再制首饰。该公司已经按63.5m×88.9mm的规格把小零件铸型尺寸标准化，制作的零件最大达50.8mm×25.4mm×12.7mm，零件的最小壁厚为3.2mm。

美国纽约州特克卡斯特工业有限公司把硅橡胶模的制造与离心铸造与离心铸造相结合，大大地提高了离心铸造的生产能力，零件的材质可为蜡、塑料乃至低熔点合金。

我国应用RTV在模具制造和古代青铜器的复制等方面有很大进展，如湖南省机械研究所复制了商代的象尊、猪尊、人面鼎，春秋时期的提梁卤，宋朝的铜铡等，达到了以假乱真的效果。武汉机械工艺研究所复制了曾侯乙扁钟，使千年古钟的音容重现。另外，上海市皮革工业研究所用RTV作模具进行高频模塑，是我国在制鞋、制作业发展起来的一项新工艺1。

操作方法1.硅胶与固化剂搅拌均匀.模具硅胶外观是流动的液体，A组份是硅胶，B组份是固化剂。例：取100克硅胶，加入2克固化剂（注：硅胶与固化剂一定要搅拌均匀，如果没有搅拌均匀，模具会出现一块已经固化，一块没有固化，硅胶会出现干燥固化不均匀的状况就会影响硅胶模具的使用寿命及翻模次数，甚至造成模具报废状况。

2.抽真空排气泡处理：硅胶与固化剂搅拌均匀后，进行抽真空排气泡环节，抽真空的时间不宜太久，正常情况下，不要超过十分钟，抽真空时间太久，硅胶马上固化，产生了交联反映，使硅胶变成一块一块的，无法进行涂刷或灌注，这样就浪费了硅胶，只能把硅胶倒入垃圾桶，重新再取硅胶来做。

3.涂刷或操作过程：把抽空排过气泡的硅胶，以涂刷或灌注的方式。倒在产品上面（注：在倒硅胶之前要复制的产品或模型一定要打脱模剂或隔离剂）。然后再把硅胶涂刷在产品上面，涂刷一定要均匀，30分钟后粘贴一层纱布纤纬布来增加硅胶的强度和拉力。然后再涂刷一层硅胶，再粘贴一层纱布纤纬布，这样两次之后就可以了。只有这样做，开出来的硅胶模具使用寿命及翻模次数相对要提高很多，可以节省成本，提高效率。

4.外模的制作：一般采用的方法和材料是将模具四周，用胶板或木板围起来，一采用石膏将模柜灌满就可以了，另一种采用树脂涂刷的方式，涂刷一层树脂就粘贴一层玻纤布，再涂刷再粘贴，反复两三层就可以完成模具外模了。

5.灌模或灌注模的操作方法：灌模或灌注模，是用于比较光滑或简单的产品，没有模线省工省时，就是将你要复制的产品或模型，用胶板或玻璃板围起来，将抽过真空的硅胶直接倒入产品上面，待硅胶干燥成型后，取出产品，模具就成型了（注：灌注模一般采用硬度比较软的硅胶来做模，这样脱模比较容易，不会损坏硅胶模具里面的产品）2。

用途适用于玻丽树脂（POLYSTER）环氧树脂（EPOXY），Pu发泡树脂，石膏、水泥、蜡烛、电子等工艺厂、玩具厂、电子厂、灯具厂、丝印厂、蜡烛厂、生产装饰工艺品及复制产品、制造模具、建筑装饰材料、工艺品、仿红木家具、精密铸造、高频压花、 文物复制、石膏板制作等行业的制模材料。3

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学