Rubber Keypad的原材料主要为硅橡胶, 另还有硫化剂, ?迳珓┖凸栌偷雀郊映煞?.
一. 硅橡胶.
硅橡胶即聚硅酮橡胶(Silicone Rubber), 它是一种分子链兼具无机和有机性质的
高分子弹性材料. 柔软且透明, 具有较好的抗疲劳强度和抗撕裂强度.
(一). 硅橡胶的合成.
合成工艺路线.
CH3
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硅粉 单体合成 精馏 水解 重组 -(--Si(O?n (线状)
|
CH3
氯甲烷 Cat: Cu CH3 HCl Cat
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CH3 ( Si? Cl
|
CH3
1. 单体合成.
硅橡胶的单体为二甲基二氯硅烷 , 目前制取二甲基二氯硅烷的工艺路线普
遍是以氯甲烷及硅粉在氯化亚铜催化剂作用下一步直接合成, 生成甲基硅
烷混合物, 经精馏提纯得产品 二甲基二氯硅烷.
CH3
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CH3 CH3 CH3¾Si¾Cl
Cu | | |
Si + CH3Cl Cl(Si(Cl + CH3( Si(Cl 精馏 CH3
300~320°C | |
CH3 CH3 CH3
|
Cl¾ Si¾Cl
|
CH3
2. 水 解, 聚合
二甲基二氯硅烷经水解后成环状硅氧聚合物, 再经催化剂催化作用, 形成
线性的硅氧聚合物, 即硅橡胶.
CH3 CH3 CH3 CH3
| 水解 | 水洗 | Cat |
Cl( Si(Cl ? Si (O?n (环状) + HCl ? Si(O?n (环状) --[-Si(O?n (线状)
| | -HCl | |
CH3 CH3 CH3 CH3


(二). 硅橡胶的结构和主要性能.
1. 硅橡胶的结构:



CH3
|
硅橡胶的化学结构式为: ? Si (O?n
|
CH3
(1). 由分子式看, 硅橡胶的主链均由Si(O 组成,键角为109~160(,其结合距离
大, 电子密度小, 故链内旋转较易, 呈现出良好的柔软性, 也造成透气,透油等
特性.
(2). 由于Si(O的燃烧值106Kcal/mol, 所 以硅橡胶具有良好的耐热性(热光分
解稳定性)和 耐候性.
(3). Si(O的燃烧热(结合力)大 ,使硅橡胶对化学药物的不活泼性增加,但由于
d+ d+ d+
三Si(O(Si三(分极), 使酸盐较易切断硅橡胶的分子链,故其耐化学药品
性 较差 .
(4). 由于硅橡胶为无机物主骨格构造, 使其具有较好的硬度.并且在受热时分
解为SiO2产物, 故有较好的难燃性和绝缘性.
2. 硅橡胶的主要特性.
(1). 物理机械性能:
项目比重(25°C)硬度抗张强度(kg/cm)延 伸率(%)抗拉强度(kg/cm)压缩量(%)
硅橡胶1.11~1.1840~80±570>100>10 <35

(2). 电气性能
项目接触电阻体积电阻击穿电压介电常数介电损耗
硅橡胶>100MW(250VDC 100MA)>2x1014(W-cm)29~25kv/mm2.6~35Mhz14x10-3~103Mhz

(二). 硅胶类型.
1. 硅胶按 生产地域可分为两大系统: 日本系统和欧美系统.
日本系统材料较为粘手, 但成型性 能较好.
欧美系统材料较不粘手, 但成型性 能稍差于日本系统.
2. 硅胶按 其分子结构和性能不同可分为以下四大类:
(1). 二甲基系 (发展 初期)
CH3 CH3 CH3
| | |
?O(Si(O(Si(O(Si(O?n
| | |
CH3 CH3 CH3

(2). 甲基-乙烯基系 : 该系对硅胶强度及压缩永久变形量方面进行了改良.


CH3 CH3
| |
?O(Si(O(Si(O?n
| |
CH3 CH=CH2
(3). 甲基-苯基-乙烯基系: 该系具有良好的耐寒性,耐放射性.
C6H5 CH3 CH3
| | |
?O(Si(O(Si(O(Si(O?n
| | |
CH3 CH3 CH=CH2
(4). 甲基-氟化烷基-乙烯基系: 其特性为耐油, 耐溶剂性.
CH3 CH3 CH3
| | |
?O(Si(O(Si(O(Si(O?n
| | |
C2H4 CH3 CH=CH2
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CF3

(三) . 应用.
由于各种品 牌的硅橡胶质量参差不齐, 为保证质量, 我们现阶段指 定 Shinetsu
(信越),Dow Corning (道康宁),Toshiba(东芝)三种品 牌,而我们keypad供货商大多使用
信 越原料(Shinetsu).
常见的硅胶硬度有40(, 50(, 70(, 80(. 硬度 越高, Keypad手感越好.但硬度太
高会影?菿eypad的寿命. 硬度越低, 相应成形后的keypad越软,手感较差 , 且key与
塑料孔位摩擦力会增大, 易 造成Jamkey. 故此,我们一般要求材料硬度为60(5(.
为达到我们的要求,供货商现最常使用信越品牌的KE971U(硬度70()和KE951U
(硬度50()硅胶各一半混合调配成60(硅胶, 而不直接采用KE961U(硬度60()硅胶.
这是因为KE961U的成型性 能较差, 成型 后较脆, 导致脱模时较易撕裂.

现将KE971U, KE961U, KE951U特性列表如下:
色泽塑性比重硬度强度&copy;&micro; &brvbar;ù&sup2;v强度&brvbar;^&frac14;u&copy;&Ecirc;(%)压缩量(%)化强度
KE951U透明2501.14519.3380137210C82 phr3.1E5
KE961U灰2901.22629.0310146510C82 phr1.8E5
KE971U灰3501.30717.3230155811C82 phr2.1E4

二. 架桥剂 (硫化剂).
硫化剂作用为在硅胶中与硅胶分子发生交联反应, 改变分子链接构, ?刀?改变生胶
性 能,使之在一次硫化时能够良好成型.
(一). 反应过程.
硫化剂用量的多少会影?攘蚧?反应速率的快慢, 常用配比为100:0.5,其反应
主要为以下几种:
1. 架桥反应. (-1)
| | | |
(Si(CH3 +CH3(Si( (Si(CH2 + CH2(Si( (C-2以此反应为优先反应).
| | | |

2. 架桥反应(-2) OR
| | | || |
(Si(CH=CH2 + CH3(Si( (Si(CH2CH2CH(Si( (C-8以此反应为优先反应).
| | | |
(二). 分类.
硫化剂有多种形态及物态, 但其作用相同. 我们常用的硫化剂为信越C-8和
C-2. 各种类硫化剂和用途列表如下:
品名外观加硫化剂成分加量¨&Iuml;&yen;&Icirc;·&Aring;&laquo;×用途
C-1白色膏 状苯羬氧化物50%.1.0phr120~125°C一般mold(薄物)用.
C-2白色膏 状二-2,4,二氯苯羬氧化物50%1.5phr120~125°C常压热空气加硫用
C-3白色油灰状Dicumyl peroxide 20%.3.0phr155~160°C水蒸汽加硫用.
C-4灰白硬膏 状Di-t-butl peroxide 20%.2.7phr165~170°C一般mold用.
C-7白色硬膏 状单氯苯苯羬氧化物50%.1.5phr常压热空气和水蒸汽加硫用.
C-8灰色膏 状2.5-dimethyl-2.5-bis(t-butylperoxy) 80%.2phr165~170°C一般mold (厚)用.
C-8A半透明膏 状成份同上(80%)0.6phr165~170°C一般mold (厚)用.
C-10褐色硬膏 状含有金?利}.无150~170°C附加mold (厚)用.
C-14灰白色硬膏 状成份同C-44.0phr165~170°C一般mold用, 臭气除去品.
C-15乳白色膏 状成份同C-11 50%1.5phr165~170°C一般mold, 防止黄变.
C-16淡黄色透明液体成份同C-11 50%0.4phr165~170°C透明成型用.

三. 色母.
加入色母, 以达到我们要求的Keypad颜色. 现主要为Toshiba及信 越色母.
四 . 硅油.
主要为羟基硅油, 为无色或黄色透明油状物, 是一种低分子有机硅化合物. 它
是一种硅橡胶结构控制剂,可简化硅胶加工工艺, 改善加工性能, 防止胶料发生结构性
变硬. 但由于硅油为一种中性物质, 本身不发生化学反应,在Keypad成形后也会以原
状态存在Keypad中; 而Keypad使用过程中, 硅油会渗透或挥发出产品 表面,影?入娮赢a
品的导电性能, 因此我们的产品 对硅油含量有严格的规定,即成品 中其含量必须低
于2.5%含量.