加成型鉑金矽膠在模具製作上的優勢

鉑金固化矽膠（Platinum-Cured Silicone），也稱為加成型矽膠，是一種廣泛應用於精密模具製作的雙組分液態矽膠材料。它透過鉑金催化的加成反應固化，通常具有較低的固化收縮率、良好的尺寸穩定性、柔韌性以及較長的模具儲存壽命。

與許多錫催化縮合型矽膠相比，加成型鉑金矽膠通常具有較低的固化收縮率和較好的長期尺寸穩定性，部分配方還具有較高的抗撕裂強度和良好的機械性能，因此常用於樹脂灌注、珠寶製作、原型複製、藝術雕塑及其他對模具精度和耐用性有較高要求的應用。

不過，不同鉑金矽膠配方在硬度、黏度、抗撕裂強度、固化時間和耐溫性能等方面存在差異。選擇合適的產品，需要綜合考量模具結構、母模材料以及後續灌注材料。

加成型鉑金矽膠

1. 什麼是加成型鉑金矽膠？

加成型鉑金矽膠是一種採用鉑金催化系統的加成型液態矽膠，通常由 A、B 兩個組分組成。按照產品規定的比例混合後，兩個組分會發生交聯反應，逐漸形成具有彈性的矽橡膠。

與縮合型矽膠不同，加成型矽膠的固化反應通常不會釋放小分子副產物，因此能夠實現較低的固化收縮率和良好的尺寸穩定性。

在模具製作中，加成型鉑金矽膠具有以下特點：

• 低收縮率：有助於維持母模的細節和尺寸精度。
• 良好的柔韌性：方便脫模，尤其適合具有複雜結構或倒扣的模型。
• 可選擇的硬度範圍：不同配方可以滿足軟質、半硬質和較硬模具的需求。
• 良好的機械性能：部分配方具有較高的抗撕裂強度、拉伸強度和伸長率。
• 長期儲存穩定性：正確製作和儲存的鉑金矽膠模具通常具有較長的模具儲存壽命。

需要注意的是，以上是加成型鉑金矽膠材料的典型特性，並不代表所有產品都具有相同的性能。實際表現應以具體產品的技術資料表（TDS）為準。

2. 主要優勢

2.1 低收縮率

低固化收縮率是加成型鉑金矽膠用於精密模具製作的重要優勢之一。

在矽膠固化過程中，材料會逐漸形成穩定的橡膠結構。由於加成型矽膠通常不會產生縮合反應中的小分子副產物，因此固化收縮率通常較低，有助於減少模具的尺寸變化。

這項特性對於以下應用尤其重要：

• 精密樹脂零件和產品原型複製
• 珠寶、飾品及小型工藝品製作
• 具有複雜紋理和細節的藝術模型複製
• 需要維持尺寸一致性的重複生產

不過，模具的最終尺寸精度並不只取決於矽膠的收縮率。母模精度、灌注方式、固化條件、模具結構以及後續灌注材料的收縮，同樣會影響最終成品尺寸。

2.2 良好的細節複製能力

模具製作通常需要矽膠充分貼合母模表面，準確複製紋理、凹槽、邊緣和細小結構。

加成型鉑金矽膠可以依照應用需求選擇不同黏度的配方。較低黏度的產品通常具有更好的流動性，更容易覆蓋母模表面的細微結構，也有利於氣泡上浮和排出。

對於精細模型、珠寶細節和複雜紋理模具，可以特別留意以下產品參數：

• 混合後黏度
• 可操作時間（Pot Life）
• 固化時間
• 是否適合真空脫泡
• 是否適合灌注或刷塗工藝

需要明確的是，鉑金固化系統本身並不代表所有產品都是低黏度。實際流動性取決於具體配方。對於需要刷塗製作的大型模具，也可以選擇專門設計的觸變型或高黏度產品。

2.3 柔韌性佳

加成型鉑金矽膠固化後會形成具有彈性的矽橡膠，可以在脫模過程中產生一定程度的形變，幫助取出具有凹槽、倒扣、細長結構或複雜表面的模型。

與剛性模具材料相比，柔性矽膠模具在處理複雜造型時更加方便，可以減少脫模過程中對模具和灌注件造成的機械損傷。

不同硬度的矽膠適合不同的模具結構：

• 低硬度矽膠：更容易彎曲和拉伸，適合複雜結構、深倒扣及需要較大形變的模具。
• 中等硬度矽膠：在柔韌性和模具支撐能力之間取得平衡，適合較廣泛的模具製作情境。
• 高硬度矽膠：具有更好的形狀支撐能力，適合結構相對簡單、需要維持模具形狀的應用。

選擇硬度時不能只考量脫模是否容易。對於薄壁、尖角或容易撕裂的模具，還需要同時評估抗撕裂強度和伸長率。

鉑金固化矽膠的柔韌性

2.4 良好的機械性能

模具在反覆灌注和脫模過程中，會持續受到拉伸、彎曲和局部撕扯等作用。因此，矽膠的機械性能會直接影響模具的使用表現。

選購加成型鉑金矽膠時，建議特別留意以下參數：

需要注意，硬度高並不代表抗撕裂強度一定高，柔軟也不代表材料一定更耐用。不同產品的機械性能需要搭配 TDS 進行比較。

在實際使用中，模具壽命還會受到灌注材料、脫模方式、脫模劑、模具厚度、生產頻率和操作條件等因素影響。

2.5 較長的模具儲存壽命

加成型鉑金矽膠的另一項優勢是通常具有較長的模具儲存壽命。

這裡需要區分兩個概念：

模具儲存壽命（Library Life）

指已經製作完成的矽膠模具，在不進行灌注生產、妥善儲存的情況下，能夠維持可用狀態的時間。加成型鉑金矽膠通常具有較好的長期儲存穩定性，適合需要長期保留母模複製能力或備用模具的專案。

實際生產壽命（Production Life）

指矽膠模具在實際生產過程中能夠持續使用的能力或週期。實際生產壽命會受到灌注材料、脫模劑、模具結構、使用頻率和脫模操作等多種因素影響。

因此，加成型鉑金矽膠通常具有較好的長期儲存優勢，但並不代表任何模具都能達到固定的使用年限或灌注次數。

另外，模具儲存壽命（Library Life）是指已經固化成型的矽膠模具在儲存期間的可用期限，並不等同於尚未混合的液態矽膠原材料保存期限（Shelf Life）。

2.6 適用於多種灌注材料

加成型鉑金矽膠可以依照具體配方用於多種材料的灌注和複製，例如：

• 環氧樹脂
• 聚氨酯樹脂
• 聚酯樹脂
• 石膏
• 蠟
• 水泥及混凝土
• 部分低熔點金屬或合金（需確認實際灌注溫度及矽膠型號的耐溫範圍）。

對於許多常見的灌注材料，矽膠模具本身具有良好的脫模表現，在適合的應用條件下可能不需要額外使用脫模劑。

但脫模效果與灌注材料、模具表面、結構複雜程度及使用條件有關。對於特殊樹脂、容易黏模的材料或需要延長模具壽命的生產情境，仍應依照實際情況選擇合適的脫模劑。

如果採用矽膠灌注矽膠，還需要特別留意兩個問題：矽膠之間可能發生黏合，以及不同矽膠系統之間可能存在固化相容性問題。此類應用應先進行小樣測試，並依照需求使用專用的矽膠對矽膠脫模劑。

3. 應用情境

憑藉低收縮率、柔韌性和良好的機械性能，加成型鉑金矽膠適合多種模具製作專案。

3.1 樹脂模具製作

加成型鉑金矽膠廣泛應用於環氧樹脂、聚氨酯樹脂和其他樹脂製品的模具製作。

例如，樹脂工藝品、裝飾品、模型零件和原型複製等。可以依照產品的硬度和抗撕裂性能，選擇適合不同尺寸和複雜程度的模具配方。

環氧樹脂矽膠模具

3.2 珠寶和精細工藝品模具

珠寶、飾品和小型工藝品通常具有細緻紋理、複雜輪廓和較高的尺寸精度要求。

低黏度加成型鉑金矽膠有助於完整呈現母模表面的細節，而適當的柔韌性則能幫助完成複雜結構的脫模。

珠寶飾品矽膠模具

3.3 雕塑和藝術模型複製

對於雕塑、人物模型、裝飾擺件和其他藝術作品，加成型鉑金矽膠可以用於製作柔性複製模具。

針對大型或具有較深倒扣的模型，還需要搭配模具分片、矽膠厚度以及外部支撐模的設計，避免模具變形或脫模時受損。

3.4 蠟、石膏和混凝土模具

加成型鉑金矽膠也可以用於蠟製品、石膏裝飾件和部分混凝土製品的模具製作。

具體選型時，應特別考量灌注材料的溫度、重量、顆粒或表面摩擦，以及模具需要承受的生產次數。

蠟燭矽膠模具

3.5 食品接觸及烘焙模具

部分經過專門配方設計和測試的加成型鉑金矽膠可以用於食品接觸模具，例如烘焙模具、巧克力模具和糖果模具。

但需要特別強調：鉑金催化並不等於食品級，也不代表所有鉑金矽膠都適合直接接觸食品。

用於食品接觸的矽膠必須依據目標市場法規和具體使用條件進行評估，並確認產品具有相應的檢測或合規文件。固化條件、後處理要求、色膏和脫模劑等也可能影響最終合規性。

此外，食品接觸合規性與耐烘焙溫度是兩個不同的判斷標準，應分別確認。

食品接觸安全矽膠模具

4. 如何選擇

並非所有加成型鉑金矽膠都適合相同的模具製作工藝。選型時，建議綜合考量以下因素進行評估。

4.1 根據模具結構選擇硬度

模具的尺寸、厚度、倒扣和脫模方式都會影響硬度選擇。

對於複雜結構、較深倒扣或需要較大形變的模具，可以考慮較低硬度的矽膠；對於需要一定支撐能力的模具，則可以選擇中高硬度產品。

4.2 根據模具細節和製作工藝選擇黏度

對於紋理細緻、結構複雜的母模，較低黏度的產品通常更有利於材料流動和細節複製。

如果採用刷塗工藝製作大型模具，則應考慮觸變性較佳或黏度較高的產品，避免矽膠沿著母模表面流淌。

4.3 根據生產需求留意抗撕裂性能

如果模具包含薄壁、尖角、深槽或複雜倒扣，應特別留意抗撕裂強度和斷裂伸長率。

這類應用不能僅透過 Shore A 硬度判斷材料是否合適。

4.4 確認固化時間和可操作時間

不同加成型鉑金矽膠的可操作時間和固化時間可能相差很大。

較長的可操作時間適合複雜母模、大型模具或需要充分脫泡的工藝；較短的固化時間則有助於提升生產效率。

選擇時應綜合考量施工環境溫度、模具尺寸和生產節奏。

4.5 確認耐溫要求和認證文件

如果模具需要接觸高溫灌注材料、用於烘焙或食品接觸，應分別確認產品的耐溫數據和相關合規文件。

不要僅根據「鉑金矽膠」這個材料名稱判斷耐高溫或食品接觸性能，應以具體產品的 TDS、測試報告及規定的使用條件為準。

5. 注意事項

加成型鉑金矽膠具有良好的性能，但其加成固化系統對部分化學物質比較敏感，製作模具前需要特別留意以下事項。

5.1 留意固化抑制問題

加成型鉑金矽膠可能受到某些化學物質影響，導致固化變慢、局部不固化或表面發黏。

常見的潛在影響因素包括：

• 含硫材料，例如部分硫磺型油土
• 某些胺類化合物
• 含錫化合物及部分縮合型矽膠殘留物
• 某些黏著劑、塗料和樹脂
• 未充分清洗或後固化的部分 3D 列印模型

如果使用 3D 列印母模，建議確認列印材料與鉑金矽膠的相容性，並依照列印材料及矽膠供應商的建議進行清洗、後固化和表面處理。

對於不確定的母模材料，正式製作前應先進行小範圍固化測試。

5.2 嚴格按照產品要求混合 A、B 組分

加成型鉑金矽膠通常採用雙組分設計。混合比例可能因產品而異，應嚴格按照 TDS 規定的重量比或體積比進行配料。

混合不均勻或比例錯誤可能導致固化不完全，影響模具性能。

5.3 依照產品要求進行脫泡和固化

對於高精度模具，真空脫泡可以幫助減少混合過程中混入的氣泡。

灌注後還應依照產品規定的溫度和時間完成固化。不同產品的固化條件並不相同，不應直接套用其他型號的工藝參數。

5.4 根據灌注材料判斷是否需要使用脫模劑

對於常見樹脂、石膏和蠟等材料，部分矽膠配方可能具有良好的自然脫模性。

但如果灌注材料容易與模具黏合，或者模具需要反覆生產，應選擇與矽膠和灌注材料相容的脫模劑，並事先測試其對表面品質和固化過程的影響。

6. 常見問題（FAQ）

Q1：鉑金矽膠和錫催化矽膠，哪一種比較適合製作模具？

兩者都可以用於模具製作，但性能特點和適用情境有所不同。

加成型鉑金矽膠通常具有較低的固化收縮率、良好的長期尺寸穩定性和較長的模具儲存壽命，適合精密複製及對長期穩定性要求較高的專案。

錫催化縮合型矽膠則具有成熟的應用經驗，產品選擇範圍廣，也適合許多常規模具製作需求。

最終選擇應綜合考量模具精度、預算、母模材料、生產要求和實際測試結果，而不是僅根據固化系統判斷。

Q2：加成型鉑金矽膠的收縮率是多少？

加成型鉑金矽膠通常具有較低的固化收縮率，但具體數值取決於產品配方和測試條件。

選型時應查看具體產品的 TDS，並留意區分矽膠本身的固化收縮與灌注材料的成型收縮。兩者可能共同影響最終產品的尺寸。

Q3：加成型鉑金矽膠製作模具時需要使用脫模劑嗎？

不一定。對於許多常見灌注材料，鉑金矽膠模具可以達到良好的脫模效果，但是否需要脫模劑仍取決於灌注材料、模具結構及實際工藝。

如果是矽膠灌注矽膠，通常需要特別留意矽膠之間的黏合問題，並根據測試結果使用專用脫模劑。

Q4：所有加成型鉑金矽膠都可以耐高溫嗎？

不可以。耐溫性能取決於具體配方，並非所有加成型鉑金矽膠都具有相同的耐熱能力。

選型時應確認產品規定的連續使用溫度和短時間耐溫範圍，同時考量實際灌注材料的溫度以及反覆熱循環對模具性能的影響。

Q5：所有加成型鉑金矽膠都可以用於食品接觸嗎？

不是。鉑金固化只是矽膠的固化系統，不能直接證明產品符合食品接觸法規。只有經過相應測試並符合目標市場適用要求的特定配方，才可以在規定條件下用於相應的食品接觸情境。例如，涉及美國 FDA 相關要求時，應確認具體產品是否符合適用的 FDA 法規條款，並核對對應的檢測報告及規定的使用條件。採購前還應確認產品的固化和後處理要求。

Q6：為什麼加成型鉑金矽膠會出現不固化或表面發黏的情況？

這可能與固化抑制有關。母模表面的含硫物質、胺類、錫化合物、部分塗料和黏著劑，以及某些 3D 列印材料，都可能影響加成型鉑金矽膠的正常交聯反應。

遇到這種情況，建議檢查母模材料、表面處理和清潔工藝，並使用實際母模材料進行小樣測試。

7. 總結

加成型鉑金矽膠憑藉較低的固化收縮率、良好的尺寸穩定性、柔韌性以及多樣化的機械性能，成為精密模具、樹脂複製、珠寶製作和藝術模型等應用中的重要材料選擇。

在實際模具製作中，選擇合適的鉑金矽膠不能只著眼於固化系統，還應綜合考量硬度、黏度、抗撕裂強度、可操作時間、耐溫性能及母模材料相容性。

依照具體模具結構和生產需求選擇合適的配方，才能更充分地發揮加成型鉑金矽膠在模具製作上的優勢。