Решения для приклеивания жидкой силиконовой резины к пластиковым основам

Кэти Таттл | 20 января 2021 г.

Жидкий силиконовый каучук (LSR), полученный литьем под давлением, используется при производстве многих товаров: от медицинских приборов до посуды и электроники. Многие приложения LSR требуют, чтобы силикон был связан с пластиковыми подложками. Однако сверхнизкая поверхностная энергия и химическая стойкость LSR исторически затрудняли соединение с другими материалами.

В настоящее время используются три распространенных метода соединения LSR с термопластичными подложками. Праймеры уже давно используются для обеспечения сцепления LSR с подложками. Самоклеящиеся LSR, появившиеся на рынке более двух десятилетий назад, обеспечили значительную экономию времени по сравнению с праймерами. Недавно была внедрена новая технология, которая делает процесс склеивания еще более быстрым и экономически эффективным за счет придания свойств самосклеивания стандартным LSR. Эту новую технологию адгезионных добавок можно легко дозировать в обычный несвязывающийся LSR, придавая ему способность к самосклеиванию. В этой технологии адгезионных добавок используются типичные системы дозирования добавок, обычно используемые с красителями. Рекомендуемый уровень дозировки адгезионной добавки составляет 1 мас.% от несамосвязывающего LSR. Добавка работает, не влияя на физические свойства LSR, и может обеспечить адгезию без грунтовки к термопластам, включая полиамид (PA), полибутилентерефталат (PBT), полифениленсульфид (PPS), полифталамид (PPA) и другие.

Какой бы метод ни использовался — грунтовка, самоклеящийся LSR или стандартный LSR с адгезионной добавкой — знание возможностей каждого из них может помочь в проектировании с учетом технологичности, выбора материала и экономии затрат.

Праймеры уже давно используются для обеспечения сцепления LSR с подложками. При использовании грунтовки склеиваемый пластиковый компонент сначала необходимо отлить под давлением. После формования деталь извлекается и очищается, чтобы убедиться, что поверхность свободна от органических и неорганических включений (т. е. жира, грязи, ржавчины, масел и оксидных слоев), а затем покрывается грунтовкой. Подготовка поверхности является одним из наиболее важных факторов, влияющих на адгезию в процессе склеивания.

Правильное нанесение праймера также важно для достижения оптимальных результатов. Грунтовки можно наносить распылением, окунанием или кистью. Каждый метод нанесения требует разного оборудования и может оказаться сложной задачей, если грунтовку необходимо нанести только на определенную часть основания. Может потребоваться маскирование, чтобы избежать потенциального обесцвечивания или блеска в областях, не покрытых LSR. Для нанесения грунтовок распылением требуются покрасочные камеры со специальным распылительным оборудованием и вентиляцией для удаления летучих органических соединений, связанных с грунтовками на основе растворителей. Нанесение грунтовки кистью требует нанесения покрытия на каждую деталь вручную. Это очень трудоемкий процесс, который увеличивает время цикла. Методы погружения, при которых детали погружаются в ванну/бак с грунтовкой, экономичны, но существуют проблемы с контролем толщины пленки и предотвращением дефектов типа «рыбий глаз» и загрязнения ванны. При использовании чувствительной к влаге грунтовки избегайте использования метода погружения, так как это ограничит срок службы грунтовки.

Независимо от метода нанесения, большинство грунтовок требуют этапа сушки для испарения растворителя. При комнатной температуре это обычно занимает 30 минут или меньше; при сушке при слегка повышенной температуре (например, 65 градусов C) это может занять всего несколько минут. После нанесения и высыхания грунтовки пластиковую деталь можно загрузить в форму LSR для впрыска LSR. Время между нанесением грунтовки и формованием LSR, известное как стабильность отложения, варьируется в зависимости от используемого химического состава грунтовки; однако для традиционных праймеров стабильность отложения обычно довольно непродолжительна (обычно менее 5 часов).

Использование грунтовки было распространенным методом приклеивания LSR к сложным основаниям. Однако праймеры резко увеличивают производственные затраты и время цикла.

При использовании самоклеящегося LSR или стандартного LSR в сочетании с адгезионной добавкой LSR можно впрыскивать непосредственно на пластиковую деталь путем литья под давлением или двухэтапного литья под давлением, что исключает этапы удаления детали и нанесения грунтовки. При двухэтапном литье под давлением нет необходимости очищать термопластическую подложку перед формованием LSR, поскольку термопластичный компонент не будет выброшен из формы.