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CH3
|
硅粉單体合成精餾水解重組-(--Si(O?
n(線狀)
|
CH3
氯甲烷Cat:
CuCH3HClCat
|
CH3(Si?
Cl
|
CH3
1.單体合成.
硅橡膠的單体為二甲基二氯硅烷,目前制取二甲基二氯硅烷的工藝路線普
遍是以氯甲烷及硅粉在氯化亞銅催化劑作用下一步直接合成,生成甲基硅
烷混合物,經精餾提純得產品二甲基二氯硅烷.
CH3CH3CH3SiCl
Cu|||
Si+CH3ClCl(Si(Cl+CH3(Si(Cl精餾CH3
300~320C||
CH3CH3CH3
|
ClSiCl
|
CH3
2.水解,聚合
二甲基二氯硅烷經水解后成環狀硅氧聚合物,再經催化劑催化作用,形成
線性的硅氧聚合物,即硅橡膠.
CH3CH3CH3CH3
|水解|水洗|Cat|
Cl(Si(Cl?
Si(O?
n(環狀)+HCl?
Si(O?
n(環狀)--[-Si(O?
||-HCl||
CH3CH3CH3CH3
(二).硅橡膠的結构和主要性能.
1.硅橡膠的結构:
CH3
|
硅橡膠的化學結构式為:
?
n
|
CH3
(1).由分子式看,硅橡膠的主鏈均由Si(O組成,鍵角為109~160(,其結合距离
大,電子密度小,故鏈內旋轉較易,呈現出良好的柔軟性,也造成透气,透油等
特性.
(2).由于Si(O的燃燒值106Kcal/mol,所以硅橡膠具有良好的耐熱性(熱光分
解穩定性)和耐候性.
(3).Si(O的燃燒熱(結合力)大,使硅橡膠對化學藥物的不活潑性增加,但由于
+++
三Si(O(Si三(分极),使酸鹽較易切斷硅橡膠的分子鏈,故其耐化學藥品
性較差.
(4).由于硅橡膠為無机物主骨格构造,使其具有較好的硬度.并且在受熱時分
解為SiO2產物,故有較好的難燃性和絕緣性.
2.硅橡膠的主要特性.
(1).物理机械性能:
項目
比重
(25C)
硬度
抗張強度
(kg/cm)
延伸率
(%)
抗拉強度
壓縮量(%)
硅橡膠
1.11~1.18
40~805
70
>
100
10
<
35
(2).電气性能
接触電阻
体積電阻
擊穿電壓
介電常數
介電損耗
100M
(250VDC100MA)
2x1014(-cm)
29~25kv/mm
2.6~35Mhz
14x10-3~103Mhz
(二).硅膠類型.
1.硅膠按生產地域可分為兩大系統:
日本系統和歐美系統.
日本系統材料較為粘手,但成型性能較好.
歐美系統材料較不粘手,但成型性能稍差于日本系統.
2.硅膠按其分子結构和性能不同可分為以下四大類:
(1).二甲基系(發展初期)
CH3CH3CH3
|||
O(Si(O(Si(O(Si(O?
n
|||
CH3CH3CH3
(2).甲基-乙烯基系:
該系對硅膠強度及壓縮永久變形量方面進行了改良.
CH3CH3
||
O(Si(O(Si(O?
||
CH3CH=CH2
(3).甲基-苯基-乙烯基系:
該系具有良好的耐寒性,耐放射性.
C6H5CH3CH3
CH3CH3CH=CH2
(4).甲基-氟化烷基-乙烯基系:
其特性為耐油,耐溶劑性.
C2H4CH3CH=CH2
CF3
(三).應用.
由于各种品牌的硅橡膠質量參差不齊,為保証質量,我們現階段指定Shinetsu
(信越),DowCorning(道康宁),Toshiba(東芝)三种品牌,而我們keypad供應商大多使用
信越原料(Shinetsu).
常見的硅膠硬度有40(,50(,70(,80(.硬度越高,Keypad手感越好.但硬度太
高會影Keypad的壽命.硬度越低,相應成形后的keypad越軟,手感較差,且key与
塑膠孔位摩擦力會增大,易造成Jamkey.故此,我們一般要求材料硬度為60(5(.
為達到我們的要求,供應商現最常使用信越品牌的KE971U(硬度70()和KE951U
(硬度50()硅膠各一半混合調配成60(硅膠,而不直接采用KE961U(硬度60()硅膠.
這是因為KE961U的成型性能較差,成型后較脆,導致脫模時較易撕裂.
現將KE971U,KE961U,KE951U特性列表如下:
色澤
塑性
強度
©
µ
¦
ù
²
v
¦
^¼
u©
Ê
壓縮量
化
KE951U
透明
250
1.14
51
9.3
380
13
72
C82phr
3.1E5
KE961U
灰
290
1.22
62
9.0
310
14
65
1.8E5
KE971U
350
1.30
71
7.3
230
15
58
11
2.1E4
二.架橋劑(硫化劑).
硫化劑作用為在硅膠中与硅膠分子發生交聯反應,改變分子鏈結构,而改變生膠
性能,使之在一次硫化時能夠良好成型.
(一).反應過程.
硫化劑用量的多少會影硫化反應速率的快慢,常用配比為100:
0.5,其反應
主要為以下几种:
1.架橋反應.(-1)
||||
(Si(CH3+CH3(Si((Si(CH2+CH2(Si((C-2以此反應為优先反應).
||||
2.架橋反應(-2)OR
||||||
(Si(CH=CH2+CH3(Si((Si(CH2CH2CH(Si((C-8以此反應為优先反應).
(二).分類.
硫化劑有多种形態及物態,但其作用相同.我們常用的硫化劑為信越C-8和
C-2.各种類硫化劑和用途列表如下:
品名
外觀
加硫化劑成分
加量
¨
Ï
¥
Î
·
Å
«
×
用途
C-1
白色膏狀
苯羬氧化物50%.
1.0phr
120~125C
一般mold(薄物)用.
C-2
二-2,4,二氯苯羬氧化物50%
1.5phr
常壓熱空气加硫用
C-3
白色油灰狀
Dicumylperoxide20%.
3.0phr
155~160C
水蒸汽加硫用.
C-4
灰白硬膏狀
Di-t-butlperoxide20%.
2.7phr
165~170C
一般mold用.
C-7
白色硬膏狀
單氯苯苯羬氧化物50%.
常壓熱空气和水蒸汽加硫用.
C-8
灰色膏狀
2.5-dimethyl-2.5-bis
(t-butylperoxy)80%.
2phr
一般mold(厚)用.
C-8A
半透明膏狀
成份同上(80%)
0.6phr
C-10
褐色硬膏狀
含有金鹽.
無
150~170C
附加mold(厚)用.
C-14
灰白色硬膏狀
成份同C-4
4.0phr
一般mold用,臭气除去品.
C-15
乳白色膏狀
成份同C-1150%
一般mold,防止黃變.
C-16
淡黃色透明液体
0.4phr
透明成型用.
三.色母.
加入色母,以達到我們要求的Keypad顏色.現主要為Toshiba及信越色母.
四.硅油.
主要為羥基硅油,為無色或黃色透明油狀物,是一种低分子有机硅化合物.它
是一种硅橡膠結构控制劑,可簡化硅膠加工工藝,改善加工性能,防止膠料發生結构性
變硬.但由于硅油為一种中性物質,本身不發生化學反應,在Keypad成形后也會以原
狀態存在Keypad中;
而Keypad使用過程中,硅油會滲透或揮發出產品表面,影電子產
品的導電性能,因此我們的產品對硅油含量有嚴格的規定,即成品中其含量必須低
于2.5%含量.
第三章.熱壓模具.
一.模具材料.
模具鋼材必須具有足夠的硬度和耐磨性,足夠的強度和韌性.具備良好的加工性
能,良好的花紋可蝕性.故一般選用中碳合金鋼.常用的有日本大同YK-30,黃牌55CC,
一般為出厂狀態使用,調質處理后使用效果更佳.
二.模具結构.
模具由模板,活頁,定位銷等組成.
模板分公模和母模,均為整体式結构.由CNC銑切加工及EDM火花加工成形.斜壁
部分由CNC銑加工成形.模板厚度一般為30~45.模具面積為机台面積75~85%.尺寸
一般有以下几种:
350x350,350x400,400x450,450x450,500x500.
活頁為連接公母模開合之用.
定位銷用于合模時,對模具定位以保証公母模之間的相對位置准确不偏移.
三.模具的表面處理.
1.電火花紋:
通過電火花机床進行電蝕而在型腔表面形成不同粗糙度的花紋.放電后
模具表面呈霧狀.
2.噴砂.
1).噴砂的种類.
A.噴玻璃砂:
模具表面光亮.不易損傷模具.一般為120目.
B.噴金鋼砂:
模具表面呈霧狀,有砂紋.容易損傷模具,特別是損傷斜壁尖角部分.
一般為80目.
C.噴混合砂:
模具表面呈霧狀,無光澤.
2).噴砂的作用.
A.產品表面紋路要求.
B.模具生產一段時間后,表面會粘附一層低分子物,利用噴砂對其進行清洗.
3).噴砂的時間.
一般來說,大量生產時,母模變臟后會隨時噴砂清洗.而公模每隔一段時間
噴一次砂,以保養模具.噴砂每次三十分鐘左右.
4).噴砂對Key的影.
噴砂會使斜壁厚度增加,增大Force,手感變差.可通過改變料的硬度來調整噴
砂對Key的影.
5).噴砂的优和缺.
噴砂成本低,操作方便,且不會造成模具變形,但是噴砂清洗,使斜壁厚度
增加,造成力度變化,影質量.
3.電鍍.
1).電鍍的种類.
A.鍍鉻:
鍍鉻層表面較硬,因為放電關系,表面鍍層厚度較不一致.且施工期較長,
鍍鉻層厚度為0.015mm.
B.鍍鎳:
鍍鎳層表面較軟,易受損,但鍍層厚度一致.鍍鎳層厚度為0.005mm.
2).電鍍的作用.
當批量很大時,在大量生產之前,可以對模具表面進行電鍍處理.當表面被低分
子物污染時,用片即可清理,不會因噴砂而使斜壁增加,影質量.
3).電鍍對Key的影.
電鍍因為鍍層很薄,對Force几乎沒有影,但當模板變形,而修模時,需退鍍,
退鍍對模具損害較大.
4).電鍍的缺.
成本太高,一般為5~6千元,一般模具電鍍會外發電鍍厂電鍍,故很多公司不
采用電鍍方式,而采用噴砂.
四.模具壽命.
模具使用壽命由材料,生產件而定,一般為10万次左右,或保証2年使用期.模
具一般不能翻新.
五.模具縮水率的設定.
Keypad的收縮率定于原料厂商及硬度,一般在一次成型后2.5~3%.二次加
硫后為3.2~4%.采用熱壓成形均需二次硫化.
六.模具的Cavity數.
模具面積一般為机台面積的75~85%為宜.而cavity的面積為模具面積的80%為宜.
一般無繩電話cavity數為15~18為宜.Cavity數過多,成形溫度及壓力分布不均,品質
難以控制,Cavity數過少,成本會增加..
七.模具中的孔成形.
由于模具制作及成型工藝的限制,
RubberKeypad在成形時不能直接成形
通孔.故對于電話机Keypad的定位孔
成型只能先成盲孔,然后Vendor撕掉
孔表面一層薄料,此种方法叫“自拆".
(如圖一)另一种方法是通過模裁
成型.“自拆"孔保証孔与Key中心圖一自拆孔形式
位置的尺寸,但不一定能保証定位孔与定位孔之間的尺寸.孔能保証定位
孔与定位孔之間的尺寸,但不一定能保証定位孔与Key中心位置尺寸.
故“自拆"更能滿足我們的尺寸要求,但成本稍高于孔.可考慮先成形盲孔,然
后用模掉多于薄料.
八.模具內的溢料槽
為了使Cavity之間膠料有良好的流動性,一般在模具上Cavity之間開有溢料槽.
溢料槽一般根据試模后膠料在模內的流動情來設計作出.
Key高度越深,溢料槽間距應設計得越大.(如圖二).
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