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液態硅膠（LSR，Liquid Silicone Rubber）包膠注塑工藝，是將雙組分液態硅膠通過精密注塑設備注入模具型腔，與預放置的基材（如五金件、工程塑料、陶瓷等）在特定溫度、壓力下完成硫化固化，并與基材形成緊密結合的成型技術。其核心原理圍繞 “材料混合 - 精準填充 - 硫化交聯 - 基材結合” 四大環節展開，需兼顧 LSR 的化學特性與基材的物理 / 化學兼容性，最終實現功能性（如防水、絕緣、防滑）與結構完整性的統一。

一、工藝核心原理：從材料到成品的 6 大關鍵步驟

液態硅膠包膠注塑的本質是 “LSR 化學固化” 與 “基材界面結合” 的同步實現，具體流程及原理如下：

1. 步驟 1：LSR 雙組分預處理與均勻混合

LSR 為加成型硅橡膠，由 A、B 兩組分構成，需按比例混合后才能發生硫化反應：

A 組分：含基礎硅膠（聚硅氧烷）、補強填料（如氣相白炭黑）、抑制劑（延緩常溫固化）；

B 組分：含交聯劑（如含氫聚硅氧烷）、催化劑（如鉑催化劑）、功能性助劑（如阻燃劑、色母）。

混合原理：
注塑機通過雙料管獨立供料（常見比例為 1:1 或 10:1，依配方而定），在進入模具前經靜態混合器（內置螺旋葉片）強制攪拌。混合均勻性直接影響后續硫化效果 —— 若混合不均，會出現局部未固化（粘模）或性能不均（如硬度差異）。

2. 步驟 2：基材預處理（關鍵：增強與 LSR 的結合力）

基材表面狀態是包膠良率的核心影響因素，需通過預處理消除界面障礙：

五金件（如銅、不銹鋼）：

需去除表面油污（脫脂，用酒精或堿性清洗劑）、氧化層（酸洗或噴砂），使表面粗糙度 Ra 達到 0.8-1.6μm——LSR 可填充基材表面的微小凹陷，形成 “機械咬合”，提升物理附著力。

工程塑料（如 PA、PC、PPS）：
部分塑料表面張力低（如 PP），需通過等離子處理（引入羥基、羧基等極性基團）或底涂劑（Primer）涂覆，使 LSR 與塑料表面形成化學交聯鍵（如硅氧鍵），避免后期脫膠。

陶瓷 / 玻璃：
需通過噴砂或偶聯劑處理，增強表面極性，促進與 LSR 的分子間作用力。

3. 步驟 3：模具合模與基材精準定位

包膠模具需滿足 “型腔密封 + 基材固定” 的核心要求，原理如下：

模具結構：通常為雙色 / 多色模具（或單模腔分次注塑），設有專門的基材定位銷 / 卡扣，確保基材在注塑過程中無偏移（偏移會導致包膠厚度不均或漏膠）。

排氣設計：LSR 注塑時會排出空氣及少量低分子揮發物，模具需在型腔末端、澆口附近設置微型排氣槽（深度 0.01-0.03mm）—— 若排氣不暢，會形成氣泡、缺膠等缺陷。

溫控通道：模具內部設有均勻的加熱 / 冷卻通道，用于后續硫化固化時精準控制溫度。

4. 步驟 4：低壓精密注塑填充（區別于固態硅膠的核心）

LSR 常溫下為低粘度流體（粘度通常 1000-10000cP，類似蜂蜜），需通過低壓注塑實現精準填充，原理如下：

低壓控制：注塑壓力通常為 5-30MPa（遠低于固態硅膠的 50-100MPa），避免高壓導致基材變形（如超薄五金件、脆性塑料）。

填充路徑：通過澆口設計（如點澆口、側澆口）引導 LSR 沿 “短路徑、低阻力” 方向填充型腔，避免 LSR 在型腔內滯留時間過長（防止提前局部固化）。

計量精度：注塑機通過伺服電機控制螺桿行程，精確計量 A/B 組分的混合量（誤差需≤±1%），確保每次注塑的 LSR 用量與型腔體積匹配，避免缺膠或飛邊過厚。

5. 步驟 5：高溫硫化固化（LSR 從液態到彈性體的關鍵）

LSR 的硫化是化學交聯反應，需在特定溫度下觸發，原理如下：

硫化條件：模具溫度通常設定為 120-180℃，硫化時間 10-60 秒（依產品厚度而定，厚度每增加 1mm，時間約增加 5-10 秒）。

反應原理：在鉑催化劑作用下，A 組分的乙烯基與 B 組分的含氫基團發生 “加成反應”，形成三維網狀交聯結構 —— 液態硅膠逐漸失去流動性，轉變為彈性體（硬度通常 30-80 Shore A），同時與預處理后的基材表面形成緊密結合（物理咬合 + 化學交聯）。

避免副反應：需嚴格控制硫化溫度（溫度過高會導致催化劑失效，溫度過低則硫化不完全），且避免混入含硫、磷的雜質（會毒化鉑催化劑，導致 “硫化死區”）。

6. 步驟 6：脫模與后處理

脫模原理：硫化完成后，模具溫度可適當降低（如降至 80-100℃），利用 LSR 與模具表面的低附著力（部分模具會做氮化或特氟龍涂層），通過頂針或抽芯機構平穩脫模，避免拉扯導致產品變形或脫膠。

后處理：若存在微小飛邊（通常≤0.1mm），可通過手工修剪或低溫等離子去除；部分高精度產品需檢測結合力（如拉力測試，要求剝離強度≥1.5N/mm）、防水性（如 IP67/IP68 測試）。

‍模具系統    定位結構、排氣槽、溫控通道    1. 定位結構固定基材，避免偏移；

2. 排氣槽排出空氣，防止氣泡；
3. 溫控通道保證硫化溫度均勻。    

溫控系統    模具加熱器、冷水機    1. 加熱器將模具升溫至硫化溫度，觸發交聯反應；
2. 脫模前通過冷水機降溫，便于產品取出。    

三、基材與 LSR 的結合機制（工藝原理的核心難點）

包膠的穩定性取決于 “基材 - LSR” 界面的結合強度，主要通過兩種機制實現：

物理結合：

基材表面經粗糙化處理后，LSR 填充表面凹陷，形成 “機械咬合”（類似釘子嵌入木材），同時 LSR 與基材間的范德華力（分子間引力）進一步增強附著力。

化學結合：

若使用底涂劑（如硅烷偶聯劑），其一端可與基材表面的羥基（-OH）反應，另一端可與 LSR 的硅氧烷（-Si-O-）反應，形成穩定的化學鍵（-Si-O - 基材）；

部分極性塑料（如 PA）表面的氨基（-NH2）可直接與 LSR 的硅氧鍵發生交聯，無需底涂劑即可實現強結合。

四、工藝核心特點（由原理決定）

精密性：LSR 低粘度、低壓注塑，可實現超薄包膠（最小厚度 0.1mm），適合微型產品（如電子連接器、醫療探頭）；

高結合力：通過物理 + 化學結合，LSR 與基材剝離強度高，可耐受高低溫（-60℃~200℃）、老化等環境；

環保性：加成型 LSR 硫化時無小分子釋放（或釋放量極低），符合 FDA、RoHS 等環保標準，適合食品接觸、醫療領域；

高效性：硫化時間短（通常 10-60 秒），可實現連續批量生產。

綜上，液態硅膠包膠注塑工藝的原理是 “材料化學特性（LSR 雙組分硫化） ” 與 “工程控制（注塑參數、模具設計、基材預處理） ” 的深度融合，核心是通過精準控制每個環節，實現 LSR 的完美固化與基材的穩定結合。

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。