硅膠與塑膠開膠（附著力不足）是
包膠工藝中常見問題，需從材料匹配、表面處理、模具設計、工藝參數等多維度排查解決。以下是系統性解決方案及對應原理：
- 問題根源：基材表面油污、脫模劑殘留或氧化層會阻隔硅膠與基材的分子接觸。
- 解決方法：
- 超聲波清洗：用酒精或專用清洗劑（如中性表面活性劑）配合超聲波振動，去除微米級污染物（適用于精密件）。
- 等離子處理：通過等離子體（如氬氣、氧氣）轟擊基材表面，分解有機物并形成活性基團（如羥基），提升表面能（如 PP 表面能從 29mN/m 提升至 42mN/m 以上）。
- 火焰處理：對 PE、PP 等難粘材料，用火焰瞬間氧化表面，增加極性基團（需控制火焰距離避免基材碳化）。
- 原理：通過物理手段增加基材表面積，形成 “機械錨點”，提升硅膠與基材的咬合強度。
- 方法：
- 噴砂處理：用氧化鋁砂（粒徑 50-100μm）對基材表面噴砂，粗糙度控制在 Ra 1.6-3.2μm（需避免過度噴砂導致基材強度下降）。
- 化學蝕刻：使用強酸（如鉻酸）或強堿溶液腐蝕基材表面（如 ABS 用硫酸蝕刻），形成微觀溝壑。
- 模具咬花：在包膠區域的模具表面做皮紋處理（如 MT1-3 級），使成型后的基材表面自帶粗糙度。
- 適用場景：當基材為非極性材料（如 PP、PE、POM）或硅膠與基材化學兼容性差時，必須使用底涂劑。
- 操作要點：
- 選擇匹配型號：
- 硅膠專用底涂劑：如道康寧 DC-3-6090（適用于 LSR 與 ABS/PC）、信越 KE-3470（適用于 SSR 與金屬）。
- 雙組分底涂劑：如硅膠 + 金屬專用底涂劑（A 劑處理金屬，B 劑處理硅膠，形成化學鍵合）。
- 噴涂工藝：
- 涂層厚度控制在 1-3μm（過厚易脫落），采用空氣噴槍或靜電噴涂，確保均勻覆蓋。
- 干燥條件：通常需 80-120℃烘烤 10-15 分鐘，或常溫干燥 2 小時以上，確保溶劑完全揮發。
- 優先選擇易粘基材：
- 推薦基材：ABS、PC、尼龍（PA）、玻璃纖維增強材料（表面極性高，易與硅膠形成氫鍵）。
- 避免基材：PP、PE、PTFE（非極性，需配合底涂劑或改用改性硅膠）。
- 改性硅膠選擇：
- 含增粘劑的硅膠：如添加硅烷偶聯劑（KH-560）的硅膠，可與基材表面羥基反應形成共價鍵。
- 熱塑性彈性體（TPE）替代方案：若對柔軟度要求不高，可改用 TPE 包膠（與 PP/PE 同源，兼容性更好）。
- 硬度影響：
- 硬膠（Shore A 60-90）：剛性強，易因應力集中導致邊緣開膠，需增加包膠厚度（≥1.5mm）或設計緩沖結構。
- 軟膠（Shore A 20-40）：彈性好，應力分散能力強，但需確保足夠的硫化程度（避免欠硫導致內聚強度不足）。
- 結構設計要點：
- 倒扣（Undercut）設計：在基材表面設計環形凹槽（深度≥0.8mm，寬度≥1.2mm），使硅膠嵌入形成機械鎖扣（如圖 1）。
- 凸臺 / 齒狀結構：在包膠界面設計密集凸臺（直徑 0.5-1mm，間距 2-3mm），增加咬合面積（適用于按鍵、手柄等受力件）。
- 流道與排氣設計：
- 采用扇形流道或多點進膠，避免硅膠填充時產生湍流（導致空氣滯留或結合面缺料）。
- 在包膠界面的模具分型面開設排氣槽（深度 0.02-0.03mm，寬度 3-5mm），確?？諝馔耆懦?，避免形成氣泡隔離層。
- 定位精度控制：
- 基材嵌件定位公差≤±0.01mm（采用 PIN 針定位或卡槽定位），避免包膠時偏移導致局部膠層過薄。
- 液態硅膠（LSR）工藝：
- 溫度：模具溫度提升至 100-120℃（加速硅膠硫化，增強與基材的熱融合）。
- 壓力：注塑壓力從 80bar 逐步提升至 120bar（確保復雜結構填充充分，尤其是倒扣區域）。
- 保壓時間：延長保壓時間 10-20 秒（避免硅膠冷卻收縮導致界面分離）。
- 固態硅膠（SSR）工藝：
- 硫化壓力提升至 150-180bar（增強硅膠對基材表面的擠壓滲透）。
- 硫化溫度提高 10-15℃（如從 160℃升至 175℃），縮短硫化時間至 3-5 分鐘（減少基材受熱老化）。
- 作用：消除硅膠內部應力，提升交聯密度，增強內聚強度（拉伸強度可提升 10-20%）。
- 參數：150-200℃烤箱中烘烤 2-4 小時（根據產品厚度調整，厚壁件需延長時間）。
- 常規檢測方法：
- 90° 剝離測試：用拉力機以 50mm/min 速度剝離硅膠與基材，附著力需≥3N/mm（行業標準）。
- 冷熱沖擊測試：-40℃至 80℃循環 50 次，觀察界面是否開裂（模擬高低溫環境下的結合穩定性）。
- 失效分析工具：
- 顯微鏡觀察斷裂面：若斷裂發生在硅膠內部（內聚破壞），說明附著力足夠，需調整硅膠配方；若發生在界面（粘附破壞），則需強化表面處理或底涂劑。
- FTIR 光譜分析：檢測界面是否存在底涂劑殘留或化學鍵合信號，驗證處理工藝有效性。
- 原理：通過雙色注塑機同時注射基材與硅膠，利用基材熔融層與硅膠的熱粘合提升附著力（無需底涂劑）。
- 適用場景：基材為熱塑性塑料（如 ABS、PC），且允許基材表面局部熔融（需控制基材注塑溫度比硅膠高 30-50℃）。
- 臨時方案：在包膠件內部嵌入金屬螺絲、卡扣或彈簧，通過物理固定分散界面應力（適用于緊急返工或小批量產品）。
- 第一步：檢測基材表面能（達因筆測試），若＜38mN/m，必須進行清潔 + 粗糙化 + 底涂劑處理。
- 第二步：檢查模具排氣與流道，確保硅膠填充無氣泡、無缺料。
- 第三步：測試硅膠硫化程度（硬度計檢測），若硬度波動＞5 Shore A，調整硫化參數。
- 第四步：若以上無效，更換基材或硅膠牌號，優先選擇極性基材 + 含增粘劑硅膠體系。
通過 “表面活化→機械鎖扣→化學交聯→工藝穩定” 的四維控制，可有效解決開膠問題，確保包膠件在振動、濕熱等環境下的長期可靠性。
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