
硅胶,特别是单组分室温硫化(RTV)硅胶及加成型(铂金催化)液体硅胶,因其优异的绝缘、密封、耐候等特性,在电子、汽车、医疗等行业点胶封装中应用广泛。然而,硅胶独特的流变学性质和化学特性,使其在点胶阀停止状态下极易发生漏胶和流淌问题,严重挑战了点胶工艺的精准性和清洁度。本文将深度剖析硅胶点胶阀停止状态漏胶的根源,并提供针对性的综合解决方案。
硅胶区别于环氧、丙烯酸等胶粘剂的特性,正是导致其难以控制的关键:
触变性与低屈服应力:
问题:许多硅胶被设计为高触变性(搅拌时变稀,静止时变稠),但其在静止状态下的屈服应力(开始流动所需的最小力)仍然非常低。这意味着仅靠胶体自身的“凝胶强度”不足以抵抗重力作用和针嘴处微小的负压或虹吸效应,极易在停止点胶后发生缓慢的“冷流”或挂滴。
影响:即使阀门机械密封完美,胶水仍可能因自身流动性从针嘴溢出。
低表面张力与高润湿性:
问题:硅胶具有较低的表面张力,对金属(针嘴)、塑料等材料有极强的润湿性。这导致胶水容易在针嘴内外壁铺展,形成一层薄膜,并缓慢聚集、下拉,最终形成滴落。
影响:加剧了挂滴现象,且清理困难。
固化机理与温度敏感性:
问题:RTV硅胶靠吸收空气中湿气固化。在针嘴内部或尖端的胶液因接触空气有限,固化速度极慢,长期保持液态。加成型硅胶对温度敏感,阀体或环境温度波动会影响其粘度。
影响:针嘴处的胶水无法快速自固化形成“塞子”,始终是潜在的泄漏点。
对阀内残留的敏感性:
问题:硅胶固化后形成的弹性体非常柔软,一旦有微小颗粒或部分固化的胶皮残留阀内,就可能妨碍阀芯(顶针、隔膜、活塞)的完全闭合,导致微渗漏。
解决硅胶停胶漏胶必须采取“组合拳”,单一措施往往效果有限。
首选:螺杆阀:这是点注硅胶(尤其是高粘度硅胶)的黄金标准。其原理是通过螺杆的旋转精确推送胶水,停转时螺杆本身即形成物理屏障,从根本上杜绝了停胶后的渗漏和流淌。虽然成本较高,但对于精度要求高的硅胶点胶几乎是必选。
次选:紧密关闭型阀门:如果使用气压驱动的隔膜阀或顶针阀,必须选择专门为低粘度、易流淌流体设计的型号,其特点是有更精密的配合公差和更强的关闭力。
禁用回吸:注意!对于加成型铂金固化硅胶,严禁使用回吸(负压回吸)功能。因为回吸会将空气中或管路里含硫、磷、胺等有害物质带入胶体,导致铂金催化剂中毒,使硅胶无法固化。这是一个至关重要的化学兼容性原则。
精密气压与时间控制:采用闭环气压控制,确保出胶压力稳定。优化点胶路径,使“开阀延迟”和“关阀提前”设置得当,减少终点余压。
针头提升与防撞:程序上设置点胶结束后,针头抬升并移动至“滴胶位”(如废料盒上方),即使有后续滴漏,也不会污染产品。
保压与泄压管理:对于压力桶供胶,在点胶停止后,应考虑对压力桶进行泄压,消除上游持续压力对阀的推动。
内径(ID)选择:在满足出胶量的前提下,尽量使用更小内径的针嘴。较小的孔径可以增加胶水的毛细作用力和内摩擦,有效抵抗重力流出。
针嘴材质与涂层:考虑使用低表面能涂层(如特氟龙涂层)针嘴,减少硅胶在针嘴内外的附着和铺展。
严格维护:定期(如每班次)检查并清洁针嘴。对于RTV硅胶,停机时间较长时(如过夜),应拆卸并彻底清洗针嘴,防止内部硅胶固化。
恒温控制:将硅胶原料桶、输胶管乃至阀体进行恒温控制(通常根据硅胶特性设定在25-30°C)。恒温能稳定硅胶粘度,是保证点胶一致性和防止因温度变化导致漏胶的基础。
干空气/氮气保护:对于湿气固化的RTV硅胶,可使用干燥的压缩空气或氮气作为动力源,并在压力桶和管路中维持干燥环境,刻意减缓胶水在输送系统中的固化速度,避免产生颗粒堵塞阀门。这与防止针嘴处漏胶看似矛盾,实则通过精准的工艺控制平衡了系统稳定性和终端点胶质量。
解决硅胶点胶阀停止状态漏胶,是一个需要深刻理解材料特性并综合运用设备、工艺、维护手段的系统工程。首要原则是优先考虑螺杆阀;若使用气动阀,则必须通过恒温控制稳定粘度、选用小内径针嘴、优化气压路径并严禁对铂金胶使用回吸。同时,建立严格的定期清洗和维护制度。只有通过多管齐下的精细化管理,才能驯服硅胶的“流动性”,实现高精度、无污染的洁净点胶。
