液态硅胶包胶素体的生产注意事项
液态硅胶包胶素体是一项非常专业且工艺要求极高的生产流程。这里的“素体”通常指由其他材料(如塑料、金属)构成的结构主体,LSR(液态硅胶)作为包覆层,提供软触感、密封、绝缘、耐候等功能。
要成功生产出高质量的LSR包胶素体,需要在整个过程中注意以下关键事项,我们可以将其分为三大阶段:
第一阶段:设计与材料准备阶段(生产前至关重要)
这是决定成败的基础,如果设计或材料选择错误,后续工艺再完美也无法弥补。
结构设计注意事项
机械互锁结构:这是最关键的一点。由于LSR与大多数基材(如PC, ABS, Nylon, PBT)无法自然粘接,必须在素体上设计机械互锁结构。
倒扣/凹槽:在素体上设计均匀的凹槽、孔洞或倒钩,使LSR注入后能流入并固化,形成物理卡扣。
粗糙表面:在包胶区域设计微小的纹理或蚀纹,增加接触面积,提高结合力。
避免锐角:所有边缘应尽量采用圆角设计,以防止应力集中导致硅胶撕裂。
壁厚设计:LSR包胶层的壁厚应尽可能均匀。突然的厚度变化会导致收缩不均、表面凹陷或内部气孔。典型壁厚范围在0.5mm - 2.0mm之间。
模具考虑:素体的形状必须考虑到后续LSR模具的设计,确保能顺利放入和顶出,并有合理的分型线位置。

材料选择与兼容性
素体材料选择:并非所有塑料都适合包胶。最常用且结合效果较好的是:
PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)
PA(尼龙,特别是PA6T, PA66)
PPS(聚苯硫醚)
某些牌号的PC(聚碳酸酯)
避免使用:PP、PE等聚烯烃材料,因为它们表面能极低,几乎无法与LSR粘合。
LSR材料选择:根据硬度、耐磨性、耐油性、阻燃性等要求选择合适的LSR牌号。
粘接促进剂:大多数情况下,即使设计了机械互锁,也需要在素体包胶区域喷涂或印刷专用的粘接促进剂。这是确保牢固结合的生命线。
第二阶段:生产工艺控制阶段(注塑车间)
这是核心执行阶段,对设备、环境和参数控制要求极高。
素体预处理
严格清洁:素体表面必须绝对干净,无油污、脱模剂、灰尘和水分。通常需要使用等离子清洗、超声波清洗或直接用IPA(异丙醇)擦拭。
预热:对素体进行预热(例如80-100°C)可以去除潮气,并有助于改善LSR的流动性和粘接性。
精确涂覆粘接剂:使用自动设备或治具,确保粘接剂被均匀、准确地涂在预定区域。涂覆后需静置或烘干以确保溶剂挥发。
LSR注塑工艺
模具温度:LSR是热硫化材料,模具温度是其固化的关键。通常模具温度需保持在150°C - 200°C之间。温度过低会导致硫化不完全(产品发粘);温度过高可能导致材料焦化。
料筒冷却:与热塑性塑料不同,LSR注塑机的料筒必须用水冷却,保持在20°C - 40°C,以防止其在料筒内提前硫化。
注射速度:通常采用高速注射。因为LSR粘度低、流动性好,高速注射可以确保其快速充满模具,特别是细微的互锁结构,并减少流痕。
保压压力与时间:适当的保压可以补偿材料的收缩,防止缩水。但由于LSR收缩率较高(约2-4%),需要精确控制。
冷流道系统:LSR模具普遍采用冷流道系统。必须确保冷流道温度控制精确,既不能太冷(导致流道堵塞)也不能太热(导致流道内硫化)。
第三阶段:质量管理与后处理
环境控制
洁净度:LSR对灰尘、杂质极其敏感。生产环境应保持高度清洁,空气中的粉尘会直接导致产品不良。
湿度:车间湿度应得到控制,过高的湿度可能导致LSR固化后产生气泡或影响粘接剂性能。
常见缺陷与对策
粘接不牢:
原因:素体不干净、粘接剂未涂/涂不好、互锁设计不足、模具温度不正确。
气泡/气孔:
原因:模具排气不畅、注射速度过快、材料本身含气、素体有水分。
缺胶/不饱模:
原因:注射量不足、注射速度太慢、模具温度过高导致提前硫化、流道堵塞。
缩水:
原因:保压不足或时间太短、产品壁厚不均。
毛边/飞边:
原因:合模力不足、模具磨损或精度不够、注射压力过高。
后处理与检验
冷却:刚从模具中取出的产品很烫,需要放置在冷却治具或传送带上,避免变形。
撕边:LSR毛边通常很柔软,可用于工或机械方式撕除。
全检:由于是二次加工,成本较高,通常需要对结合力、外观、尺寸进行100%检验。结合力测试通常采用撕裂测试(用规定力度的钩子拉硅胶层)作为抽检或全检项目。
总结:成功的关键要素
设计是基础:合理的机械互锁结构是前提。
清洁是生命线:任何污染都会导致粘接失败。
粘接剂是桥梁:正确使用粘接剂是确保结合力的关键手段。
工艺是核心:精确控制温度、压力、速度等参数是质量的保证。
环境是保障:洁净的生产环境能大幅降低不良率。
遵循以上注意事项,并经过充分的试模和参数优化,才能稳定地生产出高质量的液态硅胶包胶素体产品。
