在不锈钢镀金后进行液态硅胶包胶时,附着力通常面临较大挑战,但通过合理的表面处理工艺可以显著改善。以下是具体分析:
表面光滑且化学惰性
不锈钢镀金后,表面覆盖一层致密的金属金层。金的化学稳定性极高(惰性表面),表面能较低(约30-50 mN/m),且通常较为光滑,导致液体硅胶难以润湿并形成有效结合。
缺乏机械锚定点
镀金层若未经过粗糙化处理(如喷砂、蚀刻),表面光滑,液态硅胶无法通过“机械互锁”实现强附着。
界面污染风险
镀金工艺中残留的脱模剂、油脂或氧化物可能进一步降低附着力,需严格清洁。
机械粗糙化
对镀金层进行微米级喷砂或激光纹理化处理,增加表面粗糙度(Ra值建议0.5-2.0μm),为硅胶提供锚定结构。
注意:过度粗糙可能损伤镀金层,需平衡工艺参数。
化学活化
使用弱酸(如稀盐酸)或碱性溶液对镀金层进行轻微蚀刻,暴露更多活性位点,同时避免腐蚀基底不锈钢。
等离子处理
通过低温等离子体(如氧等离子体)轰击表面,去除污染物并引入极性基团(-OH、-COOH),提升表面能和化学结合能力。
硅烷偶联剂(如KH-550、KH-560)
在镀金表面涂覆含氨基或环氧基的硅烷,与金表面形成配位键,同时与硅胶的Si-O结构共价结合。
操作要点:需控制偶联剂浓度和固化条件(如120°C/30min)。
专用底漆
选择针对贵金属(金)设计的附着力促进剂(如含硫醇或膦酸基团的底漆),通过化学吸附增强界面结合。
镀层致密性
确保镀金层无孔隙、裂纹或剥落,避免硅胶固化时渗入缺陷区域导致应力集中。
建议:采用电镀工艺(如硬金镀层)而非化学镀,以提高镀层结合力和致密性。
镀层厚度控制
过薄(<0.5μm)易磨损,过厚(>5μm)可能因内应力导致附着力下降。推荐厚度:1-3μm。
添加增粘成分
在硅胶配方中加入少量增粘树脂(如MQ硅树脂)或纳米填料(如二氧化硅),提升对低表面能材料的浸润性。
固化工艺优化
采用分段固化:低温预固化(如80°C/10min)使硅胶充分流动并贴合表面,再高温彻底固化(150°C/30min)。
测试方法
剥离强度测试(ASTM D903):评估硅胶与镀金层的界面结合力,目标值需>1.5 N/mm。
湿热老化测试(85°C/85%RH, 1000h):验证长期附着力稳定性。
冷热冲击测试(-40°C↔125°C, 100次循环):检查界面是否因热膨胀系数差异导致开裂。
不锈钢镀金后直接进行液态硅胶包胶的附着力通常较差,但通过以下组合策略可显著改善:
表面预处理(等离子活化+微喷砂)
涂覆硅烷偶联剂或专用底漆
优化硅胶配方与固化工艺
推荐工艺流程:
镀金 → 超声波清洗(异丙醇) → 等离子处理 → 喷涂硅烷偶联剂 → 预烘烤(80°C/10min) → 注塑/模压液态硅胶 → 分段固化。
实际效果需通过实验验证,尤其在严苛环境(高湿、高温、振动)下的可靠性。
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