硅胶制品出现颜色不均或表面气泡是生产中常见的缺陷，主要与原材料处理、工艺参数、模具设计及生产环境相关。以下从原因分析到解决方案进行系统拆解：

一、颜色不均的原因与解决措施

1. 原材料混合问题

原因：

色母粒（或色浆）分散不均匀，混料时间不足或混炼设备（如双辊机、密炼机）转速 / 压力不够；

不同批次色母粒颜色差异或粒径分布不均（如粒径＞50μm 易团聚）；

液态硅胶（LSR）与色浆配比错误（如配比精度＜±1% 时易色差）。

解决方案：

优化混料工艺：固态硅胶采用 “预分散 + 二次混炼”（如先将色母与基胶以 1:10 预混，再加入剩余基胶混炼 15-20 分钟）；LSR 使用静态混合器（混合管长度≥200mm）确保动态均匀。

控制色母质量：选择粒径≤20μm 的纳米级色母，批次间色差 ΔE＜1.0（通过分光测色仪检测），使用前过 80-100 目筛网过滤杂质。

定量配比：采用自动化计量设备（如柱塞泵配比 LSR 色浆，精度 ±0.5%），避免人工称量误差。

2. 成型工艺参数波动

原因：

注塑 / 模压温度不稳定（如温差＞5℃），导致色母在不同区域分解或迁移；

充模速度不均（如射速波动＞10%），引起色料分布差异（如薄壁区色浅、厚壁区色深）；

模具温度不均（如模温相差＞10℃），固化速度不一致导致颜色固化程度不同。

解决方案：

稳定温度控制：使用油温机 / 模温机（精度 ±2℃），固态硅胶模温控制在 160-180℃，LSR 控制在 80-120℃；定期校准温控系统（每周一次）。

优化充模参数：采用匀速注塑（射速波动≤5%），薄壁件射速提高至 100mm/s 以上，避免湍流导致色料分层；LSR 注塑压力保持 60-80bar，确保流动平衡。

模具温度均衡化：在模具内部设计导热铜套或加热棒，温差控制在 ±3℃以内（通过红外测温仪检测）。

3. 模具设计缺陷

原因：

流道 / 浇口设计不合理（如单点浇口导致远端缺色、多浇口流速不一致）；

模具表面粗糙度差异（如抛光面与蚀纹面吸附色料能力不同）；

排气槽位置不当，导致熔料滞留区色料分解（如角落积料发黄）。

解决方案：

流道优化：采用平衡式流道（各分支流道长度 / 截面积相等），薄壁件使用扇形浇口（宽度≥产品宽度的 1/2），厚壁件使用点浇口 + 冷料井；

表面处理统一：模具表面粗糙度 Ra 控制在 0.2-0.4μm，蚀纹区域深度≤0.1mm，避免局部过亮或过暗；

增加排气：在熔料末端（如远离浇口的角落）开设 0.02-0.03mm 深排气槽，或使用透气钢（孔隙率 15-20%），防止困气导致的焦料变色。

4. 生产环境污染

原因：

车间粉尘 / 油污附着模具表面，导致局部颜色污染；

多次生产不同颜色产品后，模具残留色料未清洁彻底（如流道内积料）。

解决方案：

环境洁净度：生产车间保持万级洁净（尘埃粒子≥0.5μm≤352000 个 /m³），定期用酒精擦拭模具表面；

换色清洁：换色时使用专用硅胶清洗料（如含研磨剂的清洁胶），配合超声波清洗模具流道，必要时拆解模具手工清理（尤其是角落和排气槽）。

二、表面气泡的原因与解决措施

1. 原材料含水分或挥发性物质

原因：

硅胶原料（尤其是固态硅胶）受潮（含水率＞0.5%），固化时水分汽化；

色母 / 添加剂含低沸点溶剂（如乙醇、甲苯残留），高温下挥发成泡；

LSR 预聚体储存不当（如开封后暴露在湿度＞60% 环境超过 24 小时）吸收水汽。

解决方案：

原料干燥：固态硅胶硫化前在 80℃烘箱干燥 2 小时（含水率≤0.1%）；LSR 使用防潮包装，开封后 4 小时内用完，或搭配除湿干燥机（露点≤-40℃）输送。

筛选添加剂：选择无溶剂型色母（挥发性物质≤0.1%），使用前通过 GC-MS 检测残留溶剂；填料（如二氧化硅）需经疏水改性（吸水率＜0.3%）。

2. 混料或充模过程带入空气

原因：

固态硅胶混炼时辊距过大、转速过快，卷入空气（如混炼时出现 “打卷” 现象）；

LSR 注塑时进料管道漏气、静态混合器安装不当，或料筒内熔料不足导致吸空；

充模速度过快（＞150mm/s），熔料流动前沿包裹空气形成气泡。

解决方案：

混料除气：固态硅胶混炼后采用真空脱泡机（压力≤10mbar，时间 5-10 分钟）；LSR 在料筒前端设置真空阀，注塑前抽真空 10 秒（真空度≥95%）。

设备密封性检查：定期更换进料管密封圈，LSR 注塑机料缸与螺杆间隙≤0.1mm，避免漏料吸空；充模速度降至 80-120mm/s，配合模腔排气。

3. 模具排气不良

原因：

排气槽深度不足（＜0.02mm 时排气不畅，＞0.05mm 易溢料）；

排气槽位置错误（未设在熔料最后填充的区域，如筋位、凸台顶端）；

分型面或顶针配合间隙过小（间隙＜0.03mm 时无法排出微量气体）。

解决方案：

主流道末端排气槽深度 0.03-0.04mm，宽度 5-10mm，延伸至模具外侧；

复杂结构件在筋位 / 凸台顶端开设∅0.5mm 排气孔，连通至模外；

顶针与孔间隙控制在 0.03-0.04mm，兼具排气与脱模功能。

优化排气设计：

试模验证：通过模流分析（如 Moldflow）预测困气位置，首件采用 “欠注法”（填充 90%）观察气泡聚集区，针对性增加排气。

4. 固化工艺不当

原因：

固化温度不足（如 LSR 低于 80℃时交联不完全，残留低分子物质）；

固化时间过短（如固态硅胶二段硫化时间不足，内部气泡未溢出）；

模压压力不足（＜50bar），无法压实熔料中的微气泡。

解决方案：

延长固化时间：固态硅胶一段硫化时间按厚度计算（每 mm≥30 秒），二段硫化 180℃×2 小时；LSR 注塑后保压时间≥10 秒（保压压力 30-50bar）。

提高模压压力：固态硅胶模压压力≥80bar，LSR 注塑保压压力增至 60bar，确保熔料密实填充（通过称重法检测成品重量波动≤1%）。

二次处理：对气泡轻微的产品，可通过后硫化（150℃×1 小时）让内部气泡溢出，但仅适用于非外观面缺陷。

三、综合检测与预防流程

首件全检：

颜色：使用色差仪检测（ΔE≤1.5 为合格），对比标准色板；

气泡：在 6000K 冷光源下目视检查，表面气泡直径＞0.3mm 或每 10cm²＞2 个即判废。

过程控制：

每小时抽样 5 件，用 10 倍放大镜检查表面，记录气泡位置及颜色波动数据；

监控混料时间（固态硅胶≥15 分钟，LSR 动态混合管停留时间≥10 秒）、模温（波动≤±2℃）、压力（波动≤5%）。

长期预防：

建立材料追溯表，记录每批硅胶的密度、含水率、色母批次；

定期维护模具（每生产 5000 模次清洁排气槽，每年抛光模具表面）；

对操作人员培训 “颜色对版” 和 “气泡排查” 要点，避免人为失误（如混料顺序错误）。

总结

颜色不均和表面气泡的解决需从 “材料 - 工艺 - 模具 - 环境” 全流程管控：

​颜色问题核心在 “分散均匀性”，需确保色母混炼、温度稳定及流道平衡；

气泡问题关键在 “除气与排气”，需控制原料水分、优化充模速度及模具排气设计；

通过首件验证、过程监控和模具维护，可将缺陷率从常见的 5%-10% 降至 0.5% 以下，满足高端产品（如医疗、光学器件）的外观要求。

深圳市利勇安硅橡胶制品有限公司—专注液态硅胶制品精密技术研发24年，联系电话：134-2097-4883。