LSR-vormers kunnen nu de uithardingssnelheid, temperatuur en hardheidsmeter aanpassen

Na vijf jaar ontwikkeling heeft een radicaal andere benadering van LSR-verwerking zijn commerciële debuut gemaakt. Deze technologie, genaamd LSR Select, geeft spuitgieters een nieuwe vrijheid om de uithardingstijd en temperatuur, evenals de durometer, van hun LSR-formulering aan te passen, niet langer beperkt tot de keuzes tussen standaard tweedelige systemen op de markt. In veel gevallen zijn snellere uithardingen en/of lagere uithardingstemperaturen mogelijk, evenals nauwkeurig afgestelde hardheidsmeters die verschillen van degene die worden aangeboden in standaard LSR-systemen.

LSR Select werd publiekelijk geïntroduceerd op de Molding 2014 Conference in januari 2014 in San Diego (zie maart '14 Blog). Het werd beperkt commercieel gebruikt terwijl het verder werd ontwikkeld tot de commerciële lancering in 2018. LSR Select werd oorspronkelijk in de VS ontwikkeld door Rhodia Silicones, dat later Bluestar Silicones werd, een Chinees bedrijf. De technologie is nu onder de vleugels van Elkem Silicones, div. van een Noors bedrijf (Elkem ASA), gekocht door China National Bluestar in 2011. Alle siliconenactiviteiten van het Chinese moederbedrijf vallen nu onder Elkem Silicones.

NOVEL EENDELIG LSR-SYSTEEM

Het eerste dat LSR Select onderscheidt van de standaard tweedelige (“A”- en “B”-zijden) is dat het slechts één basisharscomponent en twee verharderadditieven heeft, en mogelijk andere additieven om specifieke eigenschappen te bereiken. Een typisch LSR-systeem met twee potten heeft één basisharscomponent met katalysator erin gemengd en een tweede basisharscomponent met ingemengde remmer. De twee worden typisch 1:1 gemengd door de pomp-/doseereenheid. Het uithardingsgedrag is in het systeem ingebouwd, maar kan tot op zekere hoogte worden gevarieerd door de temperaturen van de mal en/of het vat van de spuitmachine aan te passen.

Volgens Chris York, president van Elkem Silicones Americas, E. Brunswick, N.J., "hebben we het tweecomponenten LSR-systeem uit elkaar gehaald en als drie componenten weer in elkaar gezet." Een LSR Select-formulering bestaat uit één harscomponent plus een katalysator-masterbatch-additief (“LSR Select Cata”) en een uithardingscontrolemiddel (“LSR Control”), dat de functie van de remmer in de tweedelige verpakking vervult. De masterbatch van de platinakatalysator wordt toegevoegd met een vast percentage - typisch 1%, terwijl de hoeveelheid controle-/remmeradditief kan worden gevarieerd over een bereik van 0-6%, afhankelijk van de gewenste uithardingssnelheid. Het toevoegen van meer van dit middel vertraagt ​​de gel en de algehele uitharding, en vice versa.

Door deze componenten te scheiden en de vormer meer controle te geven over het uithardingsprofiel "maakt de chemie vrij om dingen te doen waartoe het al vele jaren klaar was", zegt York. Een kleinere hoeveelheid van het controle-/remmeradditief kan bijvoorbeeld de uitharding van kleinere onderdelen helpen versnellen, terwijl een grotere toevoeging van het controle-/remmermiddel zou kunnen zorgen voor een volledige vulling van grotere delen zonder pregel, maar een snellere algehele uitharding bereiken dan anders mogelijk zou zijn. Elkem beweert - "zeer conservatief", volgens York - dat de productiviteit van het gieten met 20% tot 60% kan worden verbeterd, hoewel verbeteringen tot 125% in sommige onderzoeken zijn geverifieerd.

Hoewel snelheid het eerste doel was bij de ontwikkeling van LSR Select, zegt York dat er recentelijk nog twee andere voordelen naar voren zijn gekomen. Een daarvan is het vermogen om bij lagere temperaturen te vormen, wat energie kan besparen en het mogelijk maakt om LSR te overgieten op thermoplasten met een lagere temperatuur, zoals PP. LSR Select is bijvoorbeeld gegoten bij temperaturen tot 75-80 C of lager, versus een meer typische 165-170 C of hoger, met weinig of geen concessies aan de uithardingssnelheid. Een onderdeel dat bijvoorbeeld is gevormd met een uitharding van 50 seconden bij 165-170 C, kan nu in 50 seconden worden gegoten bij 100 C.

Een tweede nieuw gerealiseerd voordeel is de mogelijkheid om basisharsen te mengen om de durometer van het eindproduct aan te passen. Twee verschillende LSR Select-basisharsen kunnen in hetzelfde tweedelige pompsysteem worden geplaatst om tussenliggende Shore-durometers te bereiken, vooral als het meetsysteem in staat is om A-B-verhoudingen aan te passen.

De LSR Select-basisharsen van Elkem zijn momenteel verkrijgbaar in vier hardheden van 20 tot 70 Shore A en in medische Silbione LSR Select-kwaliteiten in hetzelfde bereik. York beweert dat LSR Select-materialen consistenter zijn binnen dezelfde batch, zodat de gebruikelijke durometervariabiliteit van ±3-5 Shore A-eenheden nu kan worden beperkt tot ±1-2 eenheden. Een deel van die verbetering is ook te danken aan de komst van nauwkeuriger meetmachines.

Elkem merkt op dat naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, Elkem verwacht met speciale additieven te komen voor antimicrobiële, zelfbloedende, zelfbindende en andere eigenschappen. Deze additieven zullen worden gebruikt met standaard basisharsen, waardoor het niet langer nodig is om gespecialiseerde A-B-formuleringen te kopen om deze eigenschappen te bereiken.

SPECIALE UITRUSTING NODIG

De belangrijkste factor in de lange levensduur van LSR Select-technologie is volgens York dat "de apparatuur eindelijk de materiaaltechnologie heeft ingehaald". De belangrijkste factor was het ontwikkelen van de mogelijkheid om nauwkeurig en herhaalbaar te doseren aan twee uithardingsadditieven. Hoewel Rhodia (nu Elkem) begon te werken met Graco om een ​​speciaal meetsysteem te ontwikkelen, was dit nooit een kant-en-klaar product en werden er maar een paar gebouwd.

De doorbraak, zegt York, was de komst in 2016 van het uiterst nauwkeurige TOP 5000 P-doseer-/pompsysteem van het Oostenrijkse Elmet. "Het is een game-changer", zegt York. Het extreem stabiele pompen van de basishars voor nauwkeurige durometer-mengsels en de nauwkeurigheid van de additievendosering van ± 0,1%, plus verschillende softwareverbeteringen, zouden betrouwbaarheid en traceerbaarheid bieden. Software-aanpassingen bieden ook variabele A-B-verhoudingen om durometer-mengsels op maat te maken. Elkem werkt samen met verschillende andere leveranciers van apparatuur om systemen te leveren die geschikt zijn voor LSR Select.

Elkem zegt dat het een handvol commerciële gebruikers heeft voor LSR Select in toepassingen in de gezondheidszorg en in de industrie, en nog een aantal in proeven of "op de rand" van commercialisering.