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硅膠包塑膠件分層或溢膠怎么辦?如何解決?

發布時間:2025-05-19點擊:

硅膠包塑膠件出現分層(脫粘)或溢膠問題,需從材料兼容性、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:

一、分層(脫粘)問題解決

1. 表面附著力不足

原因

塑膠件表面油污、脫模劑殘留(如硅酮類脫模劑);

塑膠材質表面能低(如 PP、PE),未做表面活化處理;

硅膠與塑膠熱膨脹系數差異過大(如 PC 與硅膠 CTE 差異>50×10??/℃)。

解決措施

塑膠件表面設計鋸齒狀凹槽(深度 0.2-0.5mm,間距 1-2mm)或倒扣結構(角度 5-10°),提供機械鎖止力。

ABS/PC 材質選用硅膠熱硫化底涂劑(如道康寧 3-6090),噴涂厚度 1-3μm,干燥條件 80℃/15min;

PP 材質需用專用增粘底涂劑(如 3M Scotch-Weld™ DP100),形成化學鍵合。

酒精超聲清洗(50℃/10min)+ 等離子體處理(Ar/O?混合氣體,功率 100W/30s),提升表面能至≥40mN/m;

針對 PP/PE 等難粘材質,采用火焰處理(氧化火焰距表面 5-10cm,移動速度 50mm/s)或電暈處理(電壓 20kV,頻率 20kHz)。


預處理

底涂劑(Primer)應用

結構增強

2. 材料匹配與工藝缺陷

原因

硅膠類型選錯(如用通用型硅膠包膠工程塑料);

硫化溫度不足(如 LSR 未達到 110℃以上硫化點)或時間過短(<90s)。

解決措施

提高模具溫度至 120-150℃(LSR),延長保壓時間至 120-180s,確保硫化完全;

采用階梯式注射壓力(第一段 80MPa,第二段 50MPa),避免急充導致的空氣滯留。

高溫塑膠(如 PPS、PEEK)選用耐溫≥250℃的加成型硅膠(如信越 KE-3470);

軟膠包硬膠場景,選用自粘型硅膠(如瓦克 ELASTOSIL® LR 3030,自帶增粘基團)。

材料選型

工藝優化

二、溢膠問題解決

1. 模具設計缺陷

原因

分型面磨損(間隙>0.03mm)或粗糙度不足(Ra>1.6μm);

流道設計不合理(如澆口過大,流速>200mm/s),導致充模過快。

解決措施

改用點澆口(直徑 0.8-1.2mm)替代潛伏式澆口,精確控制膠量;

增加冷料井容積(容積為主流道 1.5 倍),防止冷膠進入型腔。

研磨分型面至平面度≤0.005mm,粗糙度 Ra≤0.8μm;

增設止膠位(如在分型面設計 0.5mm 寬、0.02mm 深的臺階),或采用錐面定位結構(錐度 3-5°)提高合模精度。

模具修復與優化

流道調整

2. 工藝參數與材料控制

原因

注射壓力過高(>100MPa)或速度過快(>150mm/s);

硅膠粘度過低(如 LSR 粘度<50Pa?s)或含填料不足。

解決措施

添加氣相法白炭黑(5-10wt%)提高硅膠粘度至 80-100Pa?s;

選用高硬度硅膠(邵氏硬度≥60A),降低流動性以抑制溢料。

降低注射壓力至 60-80MPa,采用慢 - 快 - 慢三段速度(第一段 50mm/s,第二段 120mm/s,第三段 30mm/s);

提高料筒溫度至 80-90℃(促進流動但不降低粘度),減少充模阻力。

參數調整

材料改性

三、綜合檢測與預防

附著力測試

采用百格法(劃格間距 1mm),膠帶剝離后脫落面積<5% 為合格;

水煮測試(100℃/2h)后觀察是否分層,合格標準:無氣泡、脫落。

溢膠檢測

二次元測量飛邊厚度,要求≤0.01mm;

批量生產前進行首件全尺寸檢測(CMM 坐標測量),重點檢查分型面周邊尺寸。

長期可靠性驗證

高低溫循環測試(-40℃~85℃,50 次循環),觀察分層或開裂;

鹽霧測試(5% NaCl,96h)評估耐腐蝕性,確保包膠界面無腐蝕擴散。

典型案例參考

案例 1:ABS 包膠分層
原因:未涂底涂劑,表面能僅 32mN/m;
解決:噴涂道康寧底涂劑,表面能提升至 46mN/m,百格法通過率 100%。

案例 2:PP 包膠溢膠
原因:模具分型面磨損至 0.05mm 間隙;
解決:研磨分型面至 0.02mm 間隙,增設 0.03mm 止膠位,溢膠量從 0.03mm 降至 0.008mm。

總結

分層問題需以表面活化 + 化學粘接 + 結構鎖止三重保障,溢膠問題則需模具精度控制 + 工藝參數優化 + 材料粘度匹配協同解決。建議建立DOE 實驗設計(如 L9 正交表),系統優化溫度、壓力、時間等因子,通過PFMEA提前識別高風險失效模式(如模具磨損、底涂漏涂),實現量產穩定性提升。

深圳市利勇安硅橡膠制品有限公司—專注液態硅膠制品精密技術研發24年,聯系電話:134-2097-4883。

 

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