Soluções para colagem de borracha de silicone líquida a substratos plásticos

Katie Tuttle | 20 de janeiro de 2021

A borracha de silicone líquido moldada por injeção (LSR) é usada na fabricação de muitos produtos, desde dispositivos médicos até utensílios de cozinha e eletrônicos. Muitas aplicações de LSR exigem que o silicone seja ligado a substratos plásticos. A energia superficial ultrabaixa e a resistência química do LSR, no entanto, historicamente dificultaram a ligação a outros materiais.

Três métodos comuns para ligar LSR a substratos termoplásticos estão atualmente em uso. Os primers têm sido usados ​​há muito tempo para permitir a ligação do LSR aos substratos. Os LSRs autoadesivos, quando introduzidos no mercado há mais de duas décadas, ofereceram economias de tempo significativas em relação aos primers. Recentemente, foi introduzida uma nova tecnologia que torna o processo de ligação ainda mais rápido e mais econômico, ao conferir propriedades de auto-ligação aos LSRs padrão. Esta nova tecnologia de aditivos de adesão pode ser facilmente dosada em LSR comum não autoadesivo, conferindo capacidade de autoadesão. Esta tecnologia de aditivos de adesão utiliza sistemas típicos de dosagem de aditivos, comumente usados ​​com corantes. O nível de dosagem recomendado do aditivo de adesão é de 1% em peso para LSR não autoadesivo. O aditivo funciona sem afetar as propriedades físicas do LSR e pode obter adesão sem primer a termoplásticos, incluindo poliamida (PA), tereftalato de polibutileno (PBT), sulfeto de polifenileno (PPS), poliftalamida (PPA) e muito mais.

Qualquer que seja o método usado – primer, LSR autoadesivo ou LSR padrão usado com um aditivo de adesão – conhecer as capacidades de cada um pode ajudar no projeto para capacidade de fabricação, seleção de materiais e economia de custos.

Os primers têm sido usados ​​há muito tempo para permitir a ligação do LSR aos substratos. Se estiver usando um primer, o componente plástico a ser colado deve primeiro ser moldado por injeção. Após a moldagem, a peça será ejetada e limpa para garantir que a superfície esteja livre de contenções orgânicas e inorgânicas (ou seja, graxa, sujeira, ferrugem, óleos e camadas de óxido) e depois revestida com o primer. A preparação da superfície é um dos fatores mais importantes que influenciam a adesão no processo de colagem.

A aplicação adequada do primer também é essencial para obter resultados ideais. Os primers podem ser aplicados por pulverização, imersão ou pincel. Cada método de aplicação requer equipamentos diferentes e pode ser desafiador se o primer precisar ser aplicado apenas em uma parte específica do substrato. Pode ser necessário mascarar para evitar possível descoloração ou brilho em áreas não moldadas com LSR. A aplicação de primers por pulverização requer cabines de pintura com equipamento de pulverização especializado e ventilação para gerenciar os compostos orgânicos voláteis associados aos primers solventes. A aplicação do primer com pincel requer o revestimento manual de todas as peças, um processo muito trabalhoso que aumenta os tempos de ciclo. Os métodos de imersão, onde as peças são submersas em um banho/tanque de primer, são econômicos, mas existem desafios para controlar a espessura do filme e evitar defeitos tipo olho de peixe e contaminação do banho. Se estiver usando um primer sensível à umidade, evite usar um método de imersão, pois isso limitará a vida útil do primer.

Independentemente do método de aplicação, a maioria dos primers requer uma etapa de secagem para evaporar o solvente. À temperatura ambiente, isso normalmente leva 30 minutos ou menos; se secar a uma temperatura ligeiramente elevada (por exemplo, 65 graus C), poderá demorar apenas alguns minutos. Após a aplicação e secagem do primer, a peça plástica pode ser carregada em um molde LSR para injeção de LSR. O tempo entre a aplicação do primer e a moldagem do LSR, conhecido como estabilidade de assentamento, varia dependendo da química do primer utilizado; entretanto, a estabilidade de aplicação é normalmente bastante curta para primers tradicionais (geralmente menos de 5 horas).

O uso de um primer tem sido o método preferido para unir o LSR a substratos difíceis. No entanto, os primers aumentam drasticamente os custos de fabricação e os tempos de ciclo.

Ao usar um LSR autoadesivo ou um LSR padrão acoplado a um aditivo de adesão, o LSR pode ser injetado diretamente na peça plástica por sobremoldagem ou moldagem por injeção em dois disparos, eliminando as etapas de remoção da peça e aplicação de primer. Com a moldagem por injeção de dois disparos, não é necessário limpar o substrato termoplástico antes de moldar o LSR, pois o componente termoplástico não será ejetado do molde.