中国国际医疗器械设计与制造技术展览会(Medtec China)2018

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2019年 9月25日-27日 | 上海世博展览馆

各类有机硅密封胶操作工艺指南

2018-09-19

(一)单组分有机硅密封胶

脱酮肟型产品在密闭的环境中,会对铜和硬PC有腐蚀,在选择时需要注意。

一、使用工艺

1.在新材料粘接时,必须先做适用性实验确定是否可粘接。 

2.施胶前,务必对所粘接底材进行污垢清理干净。

3.在使用机器自动点胶时,短时间停止点胶需对出胶口进行水汽隔绝。

4.胶的固化速度与环境温度有很大关系,如需加快固化速度,可根据自身条件适当加温、加湿。


二、注意事项

1.一次性未使用完毕的胶,应拧紧尖嘴挤出适量胶液进行隔绝空气保存。

2.在胶液未完全固化前,不能进行高温环境作业,还引起气泡,无粘附性情况。

3.在有必要稀释胶液时,必须按照产品说明选用溶剂产品,并保证在良好的通风环境下作业。

4.由于产品的储存期有限,推荐先进先出的原则用胶。


三、常见问题及解决方法

1.单组分产品如何达到最佳固化性能?

单组分缩合固化硅橡胶产品都是利用空气中的湿气进行固化的。固化时由表及里,通常在25℃ 和50 % R.H.的条件下,缩合固化硅橡胶24h可固化3mm;需7天的时间达到固有的物理属性。

 

2.为什么冬夏季表干时间有差异?

单组分缩合固化硅橡胶产品的表干及固化速度与环境温度的关系很大,冬季湿度、温度低,胶水表干、固化速度慢,夏季湿度大、温度高,胶水表干、固化快。

 

3.为什么黏度冬夏季有差异?

胶液黏度会随温度变化而变化,夏季温度高黏度有所降低,冬季正好相反,但会在合格范围内。

 

4.如何提高固化速度?

大于6mm固化厚度时,建议采用2次灌胶;提高温度和湿度均可加速产品固化速度,但温度不宜超过50℃,增加湿度效果好于提高温度。

 

5.为什么白色硅胶易黄变?

酮肟型硅胶含有的酮肟交联剂、氨基硅烷类增粘剂以及催化剂,在长期紫外光照射下或80℃以上高温环境下, 由于氨基的氧化作用或催化剂的一些化学反应,都可能表面发生黄 变。若要改善黄变现象,需要特殊的配方,如太阳能硅胶就有良好的抗黄变性。市场上常见的737、KE45W等,均有较严重的黄变现 象。脱醇型硅胶在没有完全固化的情况下,未参与反应的钛酸酯催化剂因为其本身的黄色,在受热条件下会显示出来,使胶体变黄。

 

6.硅胶的耐温性如何?

一般硅胶温度使用范围在-40℃--200℃,长期使用温度不超过150℃,特殊耐高温胶如铁红色硅胶温度范围在- 40℃-250℃,长期的使用温度不超过180℃。耐温性与胶体是否完全固化有极大关联,未固化完全时加温会产生气泡、开裂、冒烟等不良现象。

 

7.脱酮肟型硅胶在封闭体系中的“气雾”现象是如何产生的?

脱酮肟硅胶使用于封闭体系,如灯饰、车灯等行业时,有时会在玻璃的内表面产生类似“气雾”的现象,从而使玻璃的透明度大打折扣,影响了玻璃透光率和美观度。这是由于在封闭体系施胶,脱肟型硅胶固化时释放出来的丁酮肟不能及时排放到大气中而聚集附着于玻璃表面造成的;采用脱醇型硅胶就能比较容易避免此类气雾现象,因为其固化释放的产物为醇类物质,常温下为气体,不会聚集附着于玻璃表面。

 

8.怎样清除硅胶?

在硅胶固化之前:用一个油灰刀刮除未固化的膏体,然后再用石油醚(120#汽油)清洗剩余物。硅胶固化之后:首先,用小刀或剃刀机械地刮除尽可能多的硅胶,然后用一种溶剂(120#汽油、甲苯、二甲苯或丙酮)去除各种油迹残余物或硅胶,将硅胶浸泡于此种溶剂中一夜让其溶胀后再清理。

 

(二)双组分缩合型灌封胶

 

一、使用工艺

1、混合过程

(1)主剂及固化剂按该产品推荐重量比(见包装)进行搭配使用:

①使用前将主剂及固化剂充分搅拌均匀,按照规定比例进行配胶。

②在转速1500-2000转/分的条件下搅拌2-5分钟。搅拌器应置于液面中心稍偏下位置,搅拌器插入胶内深度为胶液高度1/2-2/3最好(以距液面高度为准)。

③搅拌均匀后将胶料真空脱泡(如果需要),以便将气泡完全脱除, 即可进行灌封。

④已打开包装的A、B组分,均需要重新密封好,否则会影响固化性能。

⑤搅拌时应上下来回数次,使物料尽可能均匀。

 

(2)注意事项

使用前要检查B剂包装是否有破损,如有破损就要更换避免使用。

①使用前应将主剂搅拌均匀。

②在胶未固化前,应不能接触雨水、溶剂等,尽量避免阳光直射。

③如果需要哑光效果,必须将模组置于通风良好的环境中。

④在使用相同的容器进行配胶前,必须将容器内部残留物清洗干净,未使用完的物料必须重新密封。

⑤当需要附着于(如PC、PCB等)某材料时,必须在事先进行应用实验后使用,根据当时的情况,有时可能需要对材料进行清洗。

⑥大多数情况下,硅橡胶可以在零下40-200℃间正常使用,但是在较高或较低的温度条件下,除附着或密封材料有更高的要求外,胶水本身固化性能也有改变,需要充分测试后方可使用。

 

2、修复过程

(1)LED及HID在密封完毕后,常因种种原因需要修复或返工。而大多数非硅胶类材料如环氧密封胶本身硬度过高, 拆卸的过程中难免会损坏线路板或零部件,回天的LED、HID系列灌封胶可以较好的改善这一情况。

(2)拆除硅橡胶时,可以使用坚硬的裁纸刀撕开胶面,粘合部分最好通过机械操作将其从线路板上拆动,残余的密封胶可用溶剂(甲苯、溶剂油等)浸泡24h后刮除。修复时, 需先使用砂纸或合适的洗液(乙醇、溶剂油)等擦拭待补胶表面,使其粗糙,这样会加强粘附力度以使修复的部位达到更加完整的结合。

 

二、常见问题分析及解决办法

(1)怎样确定配比?

固化剂的用量、环境温湿度的变化等对固化速度影响较大。固化剂用量增加,会加速固化反应。因此,通常可以采用增减固化剂用量的方法来调整固化速度,一般推荐用量为10:0.8—10:1.2(质量比)之间。若需要改变比例,应对变更混合比例进行简易实验后应用。

 

(2)还原是什么,为什么会还原?

高级脂肪酸锡是此反应最常用的催化剂之一,在有水存在的情况下会水解成醇并催化该反应的迅速发生,然而此过程存在一个反应平衡,在特定的条件下:高温、密闭,湿气或醇的存在会发生固化反应的逆反应,即还原现象。从机理上来讲,可以在三个方面避免还原现象的发生:

A、胶固化后,尽量延长硅胶表面与空气接触时间(6小时以上),使反应生成的小分子尽可能脱除

B、使用快速固化剂,加快固化速度,加快醇类小分子脱除速度

C、避免固化剂添加量过多,即可避免催化剂含量过高。

 

 (3)主剂沉降怎么办?

如果放置时间过长(半个月以上)则填料可能会发生沉降,如A组分开桶,表面有一层无色透明硅油、如不搅拌均匀可能会有表面颜色偏灰、操作时间偏长表面发粘、固化产物颜色偏灰、固化产物偏脆等。所以使用前需对A组分进行搅拌,尤其 要上下搅拌,充分混匀。


(4)为什么同时灌胶会出现一部分固化,一部分不固?

混胶不均匀,会造成局部固化偏慢或不固化。如:同一次调配出来的胶, 固化时间不一致,有的较快固化,有的要很长时间才能固化;固化后,胶表面有沟槽,沟槽内胶不固化;局部出现完全不固化的现象。必须要加强搅拌,搅拌时间在2~5min左右,使胶完全混合均匀,使用搅拌时须注意搅拌是否能带动所有的胶料。

 

(5)固化剂变黄怎么办?

为保证LED胶水对PC外壳、LED灯管及PCB线路板有较好的粘附性, 一般采用氨类偶联剂提高粘接性,因而放置2个月左右,固化剂颜色会变黄,不影响固化时间及产品性能。

 

(6)能否加热固化?

缩合型产品固化过程中,有小分子产生,因此不适宜加热固化。一般产品完全固化需要12h以上,期间内不适宜进行加热老化,否则会受热使得小分子挥发速度加快,产生膨胀现象;另外,固化温度不得超过45℃,加温会加速反应,引起较短时间内产生大量的乙醇气体,从而产生大量的气泡或气孔。

 

(7)怎样清除硅胶?

在胶固化之前,用一锋利小刀(或干净棉质擦布)即可刮除未固化的胶体,然后再使用异丙醇等溶剂清洗剩余物。胶固化后,可先用小刀刮除尽可能多的硅胶,然后使用溶剂(120#溶剂油、酒精、二甲苯和丙酮等) 去除各种残余物,浸泡并使其分解。

 

 (8)怎样判断电性能异常?

缩合型产品固化后有小分子产生,会影响产品电性能;主要表现在:

A、固化之后,外壳和电源正负极之间存在感应电压,初期电压较高,超过12V,6h左右恢复到1V以下。

B、固化2天以内,可能存在点灯不亮的情况;(固化之后,会有微量的乙醇分子产生,约2天可以完全脱出)

C、搅拌不均匀,也会影响电性能。

胶固化后需尽量延长硅胶与空气接触时间,或使用快速固化剂,加快乙醇分子的脱出速度,6h以内电压降到正常要求; 增大固化剂使用量,可以缩短固化时间,加快小分子脱出速度;另外,使用加成型产品可以解决此问题。

 

(三)双组分缩合型结构胶

 

一、使用工艺

按照A:B=10:1(质量)的比例进行机器点胶施工:

①使用前检查清洗液刻度线,建议添加至刻度线的1/2至2/3之间。

②检查屏幕数据,如果设置不对或者清零需要重新根据要求进行设置。

③根据10/1的比例进行点胶。

④混合情况与转速、出胶速度紧密相关,根据实际情况加以调节。

⑤  生产结束后,对设备进行清洗。同时关闭A、B桶的气阀防止翻胶。

如果是静态混合,则继续排A胶,直至排出的完全为A胶为止。

 

二、注意事项

①长时间存放后,B胶可能会出现轻微析油和结壳,使用前除去这部分方可正常使用,尤其是防止硬壳堵塞管路。

②设备长时间未开启会出现设置重置,需要记下原先调好的数据, 重新设置即可。

③混合阀处开始会温度较高,使用一段时间后温度会减至室温, 因此温度大可不必担心。

④设备在调试期间或者客户需要时,需要称量A/B的质量,确定其质量比为10/1。

⑤出胶如果偏灰色或者出现花纹,可以确定为混合问题。将混合速度按5%往上递加,直至出胶外观正常。

⑥使用结束及时清洗,否则快速固化的胶堵塞出胶管道。

 

三、常见问题分析及解决办法

(1)  怎样判断是否混合均匀?

首先,看外观是否偏灰和出现花纹;

其次,蝴蝶实验:混合后的胶水打在纸上稍微用力折叠后摊开,看内部是否颜色均匀;

最后,进一步的判断依据为整体固化时间,在2h内整固可视为混合情况正常。

出现上述情况后的解决方法为:首先检查屏幕上压力数据设置是否正常,保证补胶压力稍小于出胶压力;然后将混合速度按5%往上递加,直至出胶外观正常。

 

(2) 为什么配比测试结果不是10/1?

配比测试可以作为一个参考依据,但是需要注意条件。

正常使用时管路出胶压力会很大,因此调节的补胶压力也会很大。在测试配比时去掉出胶的一段管路,出胶压力会明显降低。此时如果没有重新调节压力,会导致补胶压力显著大于出胶压力。计量是靠气压驱动而非齿轮泵,因此配比测试结果会偏差很大。在重新调节补胶压力稍小于出胶压力后,测试的结果才具有参考 价值。

在工作状态和测试状态,设备的压力设备不一样,因此说配比测试只可以作为一个参考。


(3)   为什么胶阀在关闭后还会陆续出胶?

正常使用下,胶阀的寿命在百万次以上。但是压力过大或导致里面的垫片损坏,以至无法收胶。这种情况只需要将气阀拆下, 检查各个部位的垫片,找到损坏的配件进行更换。装上时,最好在杆上抹上凡士林或者硅油润滑。

(四)双组分加成型产品

一、使用工艺

按照A:B=1:1(体积比或质量比均可)的比例进行配胶:

①使用前分别将A、B组分充分搅拌均匀。

②按照规定比例进行配胶,在干净的容器内混合均匀(可采用手动搅拌,也可采用机械搅拌)。

③将混合好的胶料灌注于需灌封的器件内,一般可不抽真空脱泡,若需得到高导热性,建议真空脱泡后再灌注(也可以根据客户需求先灌封再进行脱泡)。

④胶的固化速度与环境温度有很大关系,如需加快固化速度,可根据自身条件适当提高温度。

 

二、注意事项

①长时间存放后,胶中的填料会有所沉降。使用前应将A、B组分分别搅拌均匀。

②N、P、S有机化合物;Sn、Pb、Hg、As等元素的离子性化合物;含炔烃及多乙烯基化合物会引起加成型硅胶催化剂中毒而影响固化效果,为了避免上述现象,在线路板上使用时应尽量擦干净上面残留的松香,尽量使用低铅含量的焊锡。

③加成型硅胶允许的操作时间与环境温度有关,环境温度越高,允许的操作时间越短。

④在使用相同的容器进行配胶前,必须将容器内部残留物清洗干净,未使用完的物料必须重新密封。

⑤混合好的胶料应一次性用完;已打开包装的A、B组分,均需要重新密封好,否则会影响固化性能。

⑥储存于阴凉通风处,远离热源,同时应避免雨水及其他杂质污染胶水。

 

三、常见问题分析及解决

(1) 胶体固化后体积膨胀?

加成型硅胶固化后膨胀是A、B混合过程中带入气泡的在固化时来不及排出导致。建议灌胶之前抽真空排泡,没有抽真空设备的时候,灌胶后放置一到二个小时再加热固化也可缓解。

 

(2) 为什么胶水在冬天固化很慢?

胶水的固化速度与环境温度的关系很大,冬季气温低,胶水固化速度慢,可通过加热解决。

 

从图中可以看出,当室温为10℃时,操作时间为9h;当室温上升到35℃时,操作时间仅为0.5h。