Flüssigsilikon (LSR) erklärt: Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendungen
LSR (Liquid Silicone Rubber, Flüssigsilikon) ist ein 2-Komponenten-Silikonkautschuk, der im Spritzguss bei 180 °C in 30 bis 90 Sekunden zu präzisen Formteilen vernetzt.
LSR (Liquid Silicone Rubber, Flüssigsilikon) ist die hochmoderne Variante des klassischen Festsilikons. Im 2-Komponenten-Spritzguss verarbeitet, ermöglicht LSR höchste Maßgenauigkeit, kurze Zykluszeiten und Mikrostrukturen unter 0,1 mm. Dieser Leitfaden erklärt Chemie, Verarbeitung und Anwendungsbereiche von Flüssigsilikon.
Was ist Flüssigsilikon?
Flüssigsilikon (LSR) ist ein 2-komponentiges Polysiloxan-System mit niedriger Viskosität (100.000 bis 1.000.000 mPas). Die Komponenten A und B enthalten Vinyl-funktionalisiertes Polysiloxan, ein Si-H-haltiges Vernetzermolekül, einen Platin-Komplex als Katalysator und Verstärkerfüllstoffe (pyrogene Kieselsäure).
Erst beim Mischen im Verhältnis 1:1 reagieren die Komponenten zu einem vernetzten Elastomer. Die Reaktion ist eine Hydrosilylierung – chemisch sauber, ohne Spaltprodukte, ohne Nachvernetzungsrückstände. Das ist ein Hauptgrund, warum LSR die erste Wahl für medizinische und Lebensmittelanwendungen ist.
Eigenschaften von LSR im Überblick
Die typischen technischen Werte von Platinum-vernetztem LSR:
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|
| Dauergebrauchstemperatur | –50 °C bis +200 °C | Spezialcompounds bis +250 °C |
| Shore A Härte | Shore A 10 bis Shore A 80 | in 5er-Stufen erhältlich |
| Reißfestigkeit | 7–10 N/mm² | höher als Standard-HTV |
| Reißdehnung | 300–700 % | je nach Härte |
| Druckverformungsrest | 10–20 % (175 °C / 22 h) | exzellent für Dichtungen |
| Schwindung | 2,5–3,5 % | bei Werkzeugauslegung berücksichtigen |
| Mischverhältnis A:B | 1:1 | exakt nötig |
| Härtezeit bei 180 °C | 30–90 Sekunden | je nach Wandstärke |
Vorteile gegenüber HTV-Festsilikon
- Höhere Maßgenauigkeit: ±0,05 mm Standardtoleranz im Spritzguss
- Kürzere Zykluszeiten: 30–90 s pro Teil statt 5–10 Min. bei HTV-Presse
- Automatisierbar: vollautomatische Reinraumfertigung ohne Nachbearbeitung
- Mehrkomponenten-Verbund: direkter Verbund mit Thermoplast (PA, PBT, PEEK) im 2K-Werkzeug
- Mikroteile: Wandstärken unter 0,2 mm, Detailauflösung 0,05 mm
- Reinraumfähig: keine Späne oder Materialverlust, ISO 8 Fertigung
Verarbeitung im LIM-Verfahren
LSR wird im LIM-Verfahren (Liquid Injection Molding) verarbeitet. Die zwei Komponenten werden in einer Dosier- und Mischanlage volumetrisch im Verhältnis 1:1 zusammengeführt, durch einen statischen Mischer homogenisiert und über einen Kaltkanal in das beheizte Werkzeug eingespritzt.
Werkzeugtemperatur: 160–200 °C. Bei diesen Temperaturen vernetzt LSR in 30–90 Sekunden vollständig. Anschließend Auswurf des Teils, das sofort einsatzbereit ist – ohne Nachbearbeitung, ohne Aushärtezeit. Im Hochleistungsprozess sind 2.000–5.000 Teile pro Tag pro Werkzeugkavität möglich.
Anwendungsbereiche von LSR
- Medizintechnik: Beatmungsmasken, Atemventile, Drainagespitzen, Insulinpen-Komponenten, Membrane
- Babyprodukte: Sauger, Beißringe, Lerntassen-Aufsätze – BfR-zertifiziert, geschmacksneutral
- Lebensmittelindustrie: Backformen, Spritzbeutel-Tüllen, Dichtungen für Heißabfüllung
- Automotive: Sensordichtungen, Steckergehäuse, Membrane für Druckregler, EMV-Pads
- Elektronik: Tastaturmatten, Schutzkappen, vibrationsdämpfende Mounts, LED-Linsen
- Consumer Goods: Küchenhelfer, Spülbürsten, ergonomische Griffe
LSR-Sondertypen
Selbstklebendes LSR (Self-Adhesive)
Spezielle LSR-Compounds enthalten Haftvermittler, die im Spritzguss direkt auf Thermoplast oder Metall haften – ideal für 2K-Verbundteile ohne separate Klebevorgänge.
Optisches LSR
Hochreines Platin-LSR mit optischer Klarheit, Brechungsindex 1,41–1,42, geeignet für LED-Linsen, Lichtleiter und Sensorgehäuse.
Elektrisch leitfähiges LSR
Mit Silberpartikeln oder Ruß gefülltes LSR für EMV-Abschirmung, Kontaktelemente und ESD-Schutz.
Flammgeschütztes LSR (UL94 V-0)
Halogenfreie Flammschutzadditive ermöglichen UL94 V-0 Klassifizierung für Bahnanwendungen (EN 45545) und Aufzugskomponenten.
Häufig gestellte Fragen
Flüssigsilikon (LSR, Liquid Silicone Rubber) ist ein 2-komponentiges Polysiloxan-System, das im Spritzguss bei 180 °C in 30–90 Sekunden vernetzt. Es kombiniert die Eigenschaften von Silikon (Temperaturstabilität, Elastizität, Biokompatibilität) mit der Präzision und Wirtschaftlichkeit des Spritzgussverfahrens.
HTV (High Temperature Vulcanizing) ist Festsilikon-Kautschuk in Knetform, der bei 150–200 °C in Pressen oder Extrudern verarbeitet wird. LSR ist Flüssigsilikon in 2 Komponenten, das im Spritzguss bei 180 °C in 30–90 Sekunden vernetzt. LSR ist präziser und schneller, HTV hat höhere maximale Härte und ist günstiger bei großen Querschnitten.
LSR ist in Shore A 10 bis Shore A 80 verfügbar, in 5er-Stufen. Standardanwendungen liegen bei Shore A 40–60. Für sehr weiche Membrane (Shore A 10–30) oder harte technische Teile (Shore A 70–80) gibt es Spezialcompounds.
Hochreine LSR-Qualitäten sind nach BfR XV, FDA 21 CFR 177.2600 und USP Class VI zertifizierbar. Sie sind Platin-vernetzt, ohne organische Vernetzungsspaltprodukte, ohne BPA, ohne Latex. LSR ist daher der Standardwerkstoff für Babyprodukte und Lebensmittelteile in der Premium-Klasse.
Standard-LSR liegt bei 15–25 €/kg. Medizinische LSR (USP VI) bei 25–60 €/kg. Optische und Spezial-Compounds (leitfähig, flammgeschützt) bei 30–80 €/kg. Werkzeugkosten beginnen ab 15.000 € (Single-Cavity), Mehrfachwerkzeuge erreichen 60.000–200.000 €.
Wirtschaftlich ab 5.000–10.000 Teilen pro Jahr. Bei kleineren Stückzahlen sind HTV-Pressen oder RTV-2 Abformungen günstiger. Bei 50.000+ Teilen pro Jahr ist LSR konkurrenzlos wirtschaftlich – vor allem wenn keine Nachbearbeitung erforderlich ist.
Beratung und Anfrage
Lindemann verarbeitet LSR in mehreren Spritzgussanlagen mit Schließkräften von 50 bis 250 Tonnen und Reinraumoption (ISO 8). Ab Werkzeugfreigabe in 4 Wochen Sampling. Jetzt LSR-Projektgespräch vereinbaren.
Passende Produkte und Anwendungen
Technische Daten: Lsr
| Werkstoff | 2-Komponenten-Flüssigsilikon (LSR), platinvernetzt, Mischungsverhältnis 1:1 |
|---|---|
| Viskosität der Komponenten | 100.000 bis 1.000.000 mPas |
| Dauergebrauchstemperatur | -50 °C bis +200 °C, Spezialcompounds bis +250 °C (je nach Compound) |
| Härte | Shore A 10 bis Shore A 80, in 5er-Stufen |
| Reißfestigkeit | 7 bis 10 N/mm² |
| Druckverformungsrest | 10 bis 20 % (175 °C, 22 h) |
| Schwindung | 2,5 bis 3,5 %, in der Werkzeugauslegung zu berücksichtigen |
| Verfahren | LIM-Spritzguss (Liquid Injection Molding), Werkzeugtemperatur 160 bis 200 °C |
| Vernetzungszeit | 30 bis 90 Sekunden bei 180 °C, je nach Wandstärke |
| Maßtoleranz | ±0,05 mm Standard; Elastomertoleranzen nach ISO 3302-1 |
| Zulassungen | je nach Compound BfR-Empfehlung XV, FDA 21 CFR 177.2600, USP Class VI |
| Fertigungsumgebung | reinraumfähig bis ISO 8 |
Weitere Fragen aus der Praxis
Was heißt LSR?
LSR steht für Liquid Silicone Rubber, auf Deutsch Flüssigsilikon. Gemeint ist ein 2-komponentiger Silikonkautschuk, der im beheizten Spritzgusswerkzeug vernetzt wird und dort in kurzer Zeit zu einem formstabilen Elastomerteil aushärtet.
Worin unterscheidet sich LSR von RTV-Silikon?
RTV-Silikon vernetzt bei Raumtemperatur und wird vor allem zum Vergießen, Abformen und Verkleben eingesetzt, während LSR bei 180 °C im Spritzgusswerkzeug vernetzt. LSR liefert dadurch formstabile Serienteile in kurzen Zyklen. RTV eignet sich für Kleinmengen, Prototypen und Vergussanwendungen, bei denen kein Werkzeug wirtschaftlich ist.
Welche Temperaturen hält Flüssigsilikon dauerhaft aus?
Flüssigsilikon ist typischerweise von -50 °C bis +200 °C dauergebrauchsbeständig, Spezialcompounds erreichen bis +250 °C. Der nutzbare Bereich hängt vom jeweiligen Compound, der Einsatzdauer und dem umgebenden Medium ab. Für Anwendungen nahe der Temperaturgrenze empfiehlt sich die Auslegung anhand des Datenblatts des konkreten Compounds.
Ist LSR biokompatibel und für Medizinprodukte geeignet?
Platinvernetztes LSR ist je nach Compound nach USP Class VI prüfbar, einer Prüfklassifizierung nach USP <88>. Das ersetzt keine vollständige Biokompatibilitätsbewertung des fertigen Produkts, ist aber die übliche Materialbasis für Medizinprodukte. Für den Lebensmittelkontakt stehen Compounds nach BfR-Empfehlung XV und FDA 21 CFR 177.2600 zur Verfügung.
Welche Toleranzen sind bei LSR-Formteilen erreichbar?
Im LSR-Spritzguss sind Standardtoleranzen von ±0,05 mm erreichbar; für Elastomerformteile gelten ergänzend die Toleranzklassen der ISO 3302-1. Entscheidend ist die Werkzeugauslegung: Die Schwindung von 2,5 bis 3,5 % muss in der Kavitätengeometrie eingerechnet werden, sonst laufen die Maße systematisch aus der Toleranz.
Für welche Stückzahlen lohnt sich der LSR-Spritzguss?
LSR-Spritzguss lohnt sich vor allem in der Serienfertigung, weil das Verfahren in Zyklen von 30 bis 90 Sekunden fertigt und ohne Nachbearbeitung auskommt. Den Werkzeugkosten stehen kurze Zykluszeiten und automatisierte Fertigung gegenüber. Für Kleinstmengen und Prototypen sind HTV-Pressteile oder RTV-Abformungen meist wirtschaftlicher.
Enthält Flüssigsilikon Weichmacher?
Platinvernetzte LSR-Compounds kommen typischerweise ohne Weichmacher aus; die Elastizität entsteht durch das Polysiloxan-Netzwerk selbst, verstärkt mit pyrogener Kieselsäure. Ob weitere Additive enthalten sind, hängt vom Compound ab, etwa bei leitfähigen oder flammgeschützten Typen. Auskunft geben die Konformitätserklärungen des Rohstoffherstellers.
