液态硅胶包PEEK连接器
将PEEK连接器包覆成型后,再外包液态硅胶,确实能同时实现高可靠性防水和优良手感这两个核心目标。


一、 组合方案的核心优势
功能互补,性能卓越:
PEEK(内骨架):提供结构强度、尺寸稳定性、耐高温性和优异的电气绝缘性。PEEK的刚性确保了连接器的插拔寿命和端子保持力,其高耐温性(长期使用温度250°C)为后续硅胶高温硫化提供了基础。
LSR(外覆层):提供卓越的密封防水(IP68甚至更高)、柔软触感、减震缓冲、耐候性(UV、臭氧)和宽温域稳定性(-50°C至200°C)。硅胶的弹性是实现压缩密封的关键。
解决单一材料的局限性:
纯PEEK外壳:硬度高、手感冰冷滑腻、无弹性、难以实现复杂密封。
纯硅胶外壳:太软,无法提供足够的插拔支撑,对精密端子的固定力不足,且硅胶透气,对某些化学品的阻隔性不如PEEK。
实现高等级密封:
通过LSR在PEEK骨架上的包覆,可以形成一体化的密封结构,消除组装缝隙。硅胶可以设计成密封唇、压缩环等结构,在与配对件装配时产生弹性变形,实现长期可靠的静态或动态密封。
二、 工艺关键要点(两步法)
第一步:PEEK内部结构的成型
工艺:通常是注塑成型。需要高精度模具,因为PEEK的收缩率和结晶行为对工艺敏感。
骨架设计:
必须设计充分的机械互锁结构,如凹槽、孔洞、倒刺、粗糙表面等,以增加与LSR的结合面积和机械锚定力,防止硅胶层脱层。
考虑后续LSR注塑的流道和排气设计。
材料选择:根据需求可选玻纤增强PEEK(更高刚性)或未增强PEEK(更好韧性)。
第二步:液态硅胶外包覆成型
工艺:液态硅胶注射成型。这是该组合的核心工艺。
关键点:
模具:需要专用的LSR模具,通常需要加热(模温约120-200°C)以催化硅胶固化。模具精度要求极高,分型面设计要防止溢胶。
预处理:PEEK骨架在包硅胶前通常需要清洁和活化处理。虽然LSR与PEEK的化学粘接力有限,但通过:
等离子处理:最有效,能大幅提高PEEK表面能,形成微观粗糙度。
专用底涂剂:在PEEK骨架上预先喷涂一层促进粘接的底涂剂。
成型过程:将预处理后的PEEK骨架放入LSR模具中,注入液态硅胶。硅胶在热模中快速硫化(固化),形成包覆层。
粘接考量:此组合主要依赖强烈的机械互锁,辅以预处理后的物理化学粘接。对于要求极端可靠的应用,可在骨架设计上保证即使无化学粘接,硅胶层也无法被剥离。
三、 材料选择注意事项
PEEK:确保其耐温等级高于LSR的硫化温度和后端使用温度。
LSR:
硬度:常用邵氏A 30-50度,能兼顾密封所需的柔软性和一定的耐磨性。越软手感越好,但越不耐磨。
颜色:可任意调配,满足美观或标识需求。
特殊性能:可选食品级、阻燃级、高抗撕强度级等。
流动性:需选择适合薄壁包覆和复杂结构填充的LSR牌号。
四、 典型应用场景
这种“硬核软壳”的设计非常适合对可靠性、手感和密封性要求极高的领域:
高端消费电子:潜水相机、运动耳机、智能手表的充电接口/数据接口保护盖。
汽车电子:新能源汽车高压连接器(充电枪、电池包连接器)的密封保护套、车载传感器密封件。
工业设备:户外使用的工业连接器、检测设备的接口,需耐受恶劣环境(油污、酸碱、高低温)。
医疗设备:需要频繁消毒(耐化性)、触感友好且防水的设备连接部件。
五、 潜在挑战与解决方案
| 挑战 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| LSR与PEEK粘接不良 | 表面能低,化学惰性 | 等离子处理 + 使用专用底涂剂 + 优化机械锁紧设计 |
| 包胶后尺寸超差 | PEEK骨架尺寸波动或LSR收缩 | 严格控制PEEK注塑工艺;通过模具补偿LSR收缩率 |
| 硅胶表面缺陷(气泡、缺胶) | 模具排气不良、注塑参数不当 | 优化模具排气系统;调整LSR注射速度、压力;考虑真空注塑 |
| 生产效率 | 两步工艺,LSR硫化时间 | 优化模具设计(多腔模);选择快速硫化LSR;实现生产自动化 |
PEEK包覆 + LSR外包是一种先进的二次包胶(2K Molding) 工艺。它巧妙地结合了高性能工程塑料的“骨”和弹性体的“肉”,为连接器带来了:
内里:坚固、稳定、耐高温的骨骼(PEEK)。
外表:柔软、密封、亲肤的皮肤(LSR)。
要实现这一设计,需要从产品设计、材料选型、模具工程和工艺控制四个维度进行精密配合。对于追求极致防水和用户体验的高价值产品,这是一个非常值得投入的解决方案。建议与有经验的连接器设计公司和精密模具/注塑供应商紧密合作,从项目初期就进行协同开发。
