一、基材表面处理优化（核心影响因素）

1. 清洁工艺强化

• 问题根源：基材表面油污、脱模剂残留或氧化层会阻隔硅胶与基材的分子接触。
• 解决方法：
  • 超声波清洗：用酒精或专用清洗剂（如中性表面活性剂）配合超声波振动，去除微米级污染物（适用于精密件）。
  • 等离子处理：通过等离子体（如氩气、氧气）轰击基材表面，分解有机物并形成活性基团（如羟基），提升表面能（如 PP 表面能从 29mN/m 提升至 42mN/m 以上）。
  • 火焰处理：对 PE、PP 等难粘材料，用火焰瞬间氧化表面，增加极性基团（需控制火焰距离避免基材碳化）。
  • 

2. 表面粗糙化处理

• 原理：通过物理手段增加基材表面积，形成 “机械锚点”，提升硅胶与基材的咬合强度。
• 方法：
  • 喷砂处理：用氧化铝砂（粒径 50-100μm）对基材表面喷砂，粗糙度控制在 Ra 1.6-3.2μm（需避免过度喷砂导致基材强度下降）。
  • 化学蚀刻：使用强酸（如铬酸）或强碱溶液腐蚀基材表面（如 ABS 用硫酸蚀刻），形成微观沟壑。
  • 模具咬花：在包胶区域的模具表面做皮纹处理（如 MT1-3 级），使成型后的基材表面自带粗糙度。

3. 底涂剂（Primer）正确应用

• 适用场景：当基材为非极性材料（如 PP、PE、POM）或硅胶与基材化学兼容性差时，必须使用底涂剂。
• 操作要点：
  • 选择匹配型号：
    • 硅胶专用底涂剂：如道康宁 DC-3-6090（适用于 LSR 与 ABS/PC）、信越 KE-3470（适用于 SSR 与金属）。
    • 双组分底涂剂：如硅胶 + 金属专用底涂剂（A 剂处理金属，B 剂处理硅胶，形成化学键合）。
  • 喷涂工艺：
    • 涂层厚度控制在 1-3μm（过厚易脱落），采用空气喷枪或静电喷涂，确保均匀覆盖。
    • 干燥条件：通常需 80-120℃烘烤 10-15 分钟，或常温干燥 2 小时以上，确保溶剂完全挥发。

二、材料体系匹配优化

1. 基材与硅胶的化学兼容性

• 优先选择易粘基材：
  • 推荐基材：ABS、PC、尼龙（PA）、玻璃纤维增强材料（表面极性高，易与硅胶形成氢键）。
  • 避免基材：PP、PE、PTFE（非极性，需配合底涂剂或改用改性硅胶）。
• 改性硅胶选择：
  • 含增粘剂的硅胶：如添加硅烷偶联剂（KH-560）的硅胶，可与基材表面羟基反应形成共价键。
  • 热塑性弹性体（TPE）替代方案：若对柔软度要求不高，可改用 TPE 包胶（与 PP/PE 同源，兼容性更好）。

2. 硅胶硬度与结构设计匹配

• 硬度影响：
  • 硬胶（Shore A 60-90）：刚性强，易因应力集中导致边缘开胶，需增加包胶厚度（≥1.5mm）或设计缓冲结构。
  • 软胶（Shore A 20-40）：弹性好，应力分散能力强，但需确保足够的硫化程度（避免欠硫导致内聚强度不足）。
• 结构设计要点：
  • 倒扣（Undercut）设计：在基材表面设计环形凹槽（深度≥0.8mm，宽度≥1.2mm），使硅胶嵌入形成机械锁扣（如图 1）。
  • 凸台 / 齿状结构：在包胶界面设计密集凸台（直径 0.5-1mm，间距 2-3mm），增加咬合面积（适用于按键、手柄等受力件）。

三、模具与成型工艺调整

1. 模具结构优化

• 流道与排气设计：
  • 采用扇形流道或多点进胶，避免硅胶填充时产生湍流（导致空气滞留或结合面缺料）。
  • 在包胶界面的模具分型面开设排气槽（深度 0.02-0.03mm，宽度 3-5mm），确保空气完全排出，避免形成气泡隔离层。
• 定位精度控制：
  • 基材嵌件定位公差≤±0.01mm（采用 PIN 针定位或卡槽定位），避免包胶时偏移导致局部胶层过薄。

2. 注塑工艺参数调试

• 液态硅胶（LSR）工艺：
  • 温度：模具温度提升至 100-120℃（加速硅胶硫化，增强与基材的热融合）。
  • 压力：注塑压力从 80bar 逐步提升至 120bar（确保复杂结构填充充分，尤其是倒扣区域）。
  • 保压时间：延长保压时间 10-20 秒（避免硅胶冷却收缩导致界面分离）。
• 固态硅胶（SSR）工艺：
  • 硫化压力提升至 150-180bar（增强硅胶对基材表面的挤压渗透）。
  • 硫化温度提高 10-15℃（如从 160℃升至 175℃），缩短硫化时间至 3-5 分钟（减少基材受热老化）。

四、后处理与质量管控

1. 二次硫化工艺

• 作用：消除硅胶内部应力，提升交联密度，增强内聚强度（拉伸强度可提升 10-20%）。
• 参数：150-200℃烤箱中烘烤 2-4 小时（根据产品厚度调整，厚壁件需延长时间）。

2. 附着力检测与失效分析

• 常规检测方法：
  • 90° 剥离测试：用拉力机以 50mm/min 速度剥离硅胶与基材，附着力需≥3N/mm（行业标准）。
  • 冷热冲击测试：-40℃至 80℃循环 50 次，观察界面是否开裂（模拟高低温环境下的结合稳定性）。
• 失效分析工具：
  • 显微镜观察断裂面：若断裂发生在硅胶内部（内聚破坏），说明附着力足够，需调整硅胶配方；若发生在界面（粘附破坏），则需强化表面处理或底涂剂。
  • FTIR 光谱分析：检测界面是否存在底涂剂残留或化学键合信号，验证处理工艺有效性。

五、成本优化替代方案

1. 共注塑（Co-Injection）工艺

• 原理：通过双色注塑机同时注射基材与硅胶，利用基材熔融层与硅胶的热粘合提升附着力（无需底涂剂）。
• 适用场景：基材为热塑性塑料（如 ABS、PC），且允许基材表面局部熔融（需控制基材注塑温度比硅胶高 30-50℃）。

2. 机械紧固件辅助

• 临时方案：在包胶件内部嵌入金属螺丝、卡扣或弹簧，通过物理固定分散界面应力（适用于紧急返工或小批量产品）。

总结：系统性解决流程

1. 第一步：检测基材表面能（达因笔测试），若＜38mN/m，必须进行清洁 + 粗糙化 + 底涂剂处理。
2. 第二步：检查模具排气与流道，确保硅胶填充无气泡、无缺料。
3. 第三步：测试硅胶硫化程度（硬度计检测），若硬度波动＞5 Shore A，调整硫化参数。
4. 第四步：若以上无效，更换基材或硅胶牌号，优先选择极性基材 + 含增粘剂硅胶体系。