矽膠的差異 – 縮合型及加成型,你了解嗎?

兩液型矽膠有分縮合型及加成型這兩種,你想知道它們之間的差別嗎?我們今天就分成幾個項目來聊聊它們之間的差異吧。

  • 催化劑及固化方式

縮合型矽膠使用的催化劑為錫或鈦觸媒,固化方式要靠濕氣及溫度,不過,濕氣的影響比較大,溫度的影響比較小。增加催化劑的用量及提高濕氣可以加速固化。這種矽膠只能室溫固化,無法進烤箱固化,因為烤箱只有溫度沒有濕氣。

加成型矽膠使用的催化劑為白金觸媒,固化方式主要是靠溫度。這種矽膠有分室溫固化型及加溫固化型。提高溫度可以縮短其固化時間,因此,像原本在常溫下需要1天才會完全固化的矽膠,若用120 °C以上去烘烤,厚度1~2mm的話,幾分鐘就會乾了。

  • 配比

縮合型矽膠大部分的配比是A劑:B劑 = 100:2~5。市面上會有少部分是10:1,不過這樣配比的縮合型矽膠一般是使用在電子應用。增加B劑 (硬化劑)的用量可以加速固化速度,對成品的物性不會有太大的影響。不過,若要增加添加量,建議還是要依照廠商建議的添加量範圍去加,因為硬化劑加太多可能會影響成品的壽命。

加成型矽膠一般的配比是A劑:B劑 = 1:1或10:1。建議照廠商給的配比使用。改變配比會影響成品的物性,例如會影響硬度、強度等。

  • 顏色

縮合型矽膠一般是白色,不過市面上也有一些是做成透明的。

加成型矽膠的原色是無色半透明及透明,甚至透明度可以做到像水或玻璃一樣的透明。

  • 硬度

市面上比較多縮合型矽膠的硬度是做10~30度(Shore A)。做太軟會很容易出油,做太硬會比較脆。加成型的硬度範圍則比較廣,從0到60度(Shore A),有的廠商還有做到80~90度,只是比較不容易買到。

  • 機械強度

雖然縮合型矽膠也有強度不錯的,但普遍來說加成型矽膠的強度會比較好。尤其是透明的矽膠,縮合型雖然也可以做到透明,但是沒有強度。而相比之下,加成型矽膠可以做到優異的機械強度。

  • 尺寸安定性及收縮率

縮合型矽膠在固化過程中會有小分子的副產物脫出,所以尺寸安定性比較差,收縮率會比較高。假設A+B = C,而C是我們要的,縮合型在固化時會是A+B = C+D,而D就是副產物,這個會跑掉留下C。這就是為什麼這種矽膠的收縮率比較高了。

加成型矽膠固化時則不會有小分子的副產物脫出,簡單來說就是A+B=C,我們要的C直接成型,沒有東西不見,所以尺寸安定性比較好,幾乎沒有收縮率。因為沒有副產物,所以這種矽膠適合應用於食品接觸材及醫療器材。

  • 深部固化

縮合型矽膠主要是靠濕氣來進行固化,所以若東西做得很厚,底部接觸不到濕氣就會很難固化。就算會完全固化,時間也需要很長,例如數天到月都有可能。

加成型矽膠則是靠溫度來固化,做厚沒有問題,且就算是灌在密閉的容器也可以完全固化。

  • 基材接著

縮合型矽膠對大部分基材的接著力都比較好,而加成型則很挑材質,接著強度一般。另外,加成型矽膠使用的催化劑是白金觸媒,白金觸媒碰到我們所謂的觸媒毒素如硫、胺、磷及重金屬等會造成固化不完全。其實,最糟糕的情況還有完全沒有反應的,就是一直是液態的狀態。所以,若你將加成型矽膠塗在基材時沒有乾,先別懷疑材料有問題,你可以先觀察攪拌矽膠時所使用的容器,裡面的矽膠有沒有乾,若容器裡面的有乾而在基材上面的沒有乾,那就代表你塗在基材上的矽膠中毒了。

  • 應用

縮合型矽膠的應用範圍比較窄,普遍應用於翻模、移印、電子灌注封裝(電子零件需要防水或固定)。當然,做成單液型的有被使用於建築用的填縫膠、結構膠、耐候膠等及電子零件接著。

加成型矽膠的應用則非常的廣泛,除了一樣可以應用在翻模、移印及電子灌注封裝之外,因為外觀可以做到透明,所以可以用在LED封裝、OCA水膠、裝置藝術等。若做到食品級或醫療級,還可以應用在食品包裝接觸材及醫療輔具器材等用途。再來就是加成型矽膠可以射出成型,加工速度可以很快,所以也被製成電子元件、機械零件、玩具等。最後,因它可以做成塗料,所以可以塗佈在布料或膜材。

  • 保存期限

縮合型液態矽膠原料的保存期大約半年到1年。比較容易變質的其實是在硬化劑,若你看到你的硬化劑有結晶,可能硬化劑已經壞掉了,所以使用前要再確認一下。做到成品時,保存期有時最短可能只有1年。

加成型矽膠原料的保存期大約1~2年。不過,這是一般廠商給的保質期,超過保質期不代表不能用了,只要使用前再確認一下即可。就像國外很多食品都是註明Best Before Date一樣,意思是在這個日期前食用味道最好,但超過這個日期不見得不能再吃了是一樣的道理。做到成品時,保存期至少有數年。

以上所提到的保存期,指的是原料要在未開封的情況之下,若已開封,會隨儲存條件而有所影響,所以最好的做法是不使用時,容器要緊閉。若是做到成品,指的是做好後只是存放的狀態。

若矽膠成品有在使用,可使用的時間就叫壽命而不是保存期了。例如矽膠模具,會依照模具的設計及灌入的材料而有所區別,灌入環氧樹脂比灌入石膏粉會讓你的模具壽命變短,原因是環氧樹脂比較會咬模,所以無法讓你使用很多次。

  • 價格

因為所使用的原料差異,縮合型的價格會比較低,加成型則會比較高。不細談所使用的原料,光這兩種矽膠所使用的催化劑就容易理解了,縮合型是用錫,加成型是用白金,這兩種金屬的價差是千倍起跳。不過,因為催化劑的用量少,所以反應在矽膠的價格上就不會差那麼多了。

以上就是縮合型矽膠及加成型矽膠的差別。若看一次不懂,多看幾次就會懂了。下次聊!

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