2018年上海见！

CHINAPLAS 2018 国际橡塑展将于2018年4月24-27日移师上海·虹桥·国家会展中心，期待您的继续支持！

听说在日本销售的手机都标配防水功能，原因很奇葩：日本女性都太喜欢在洗澡的时候玩手机了。

就拿之前的LG为例，在全球市场销售的智能手机并无防水功能，但面向日本市场销售的机型特意加入了该功能。

就像三星S8，虽然已经上市了一段时间，但是热度丝毫不减，无论是惊艳的外观设计，还是强悍的配置及功能，都深受消费者喜爱。

主要还是因为该机所支持的IP68级防水。

水是电子设备的天敌！所以，像智能手机这样的便携式电子设备需要具有良好的密封防水性！可以预计的是，未来手机防水的市场需求将十分巨大！

在日趋激烈的市场竞争中，随着用户对高性能手机的要求不断提升，防水功能越来越重要，防水型智能机的出货量在未来两年内提升20-30%。

企业布局防水手机速度正在加快，目前已经在全球打响“防水战”。

目前智能手机都有哪些防水解决方案？

智能手机的防水技术需要在不同的部位采用不同的隔离方案，首先在外壳上以硅橡胶（圈、垫）密封和防水粘胶、声学防水（防水透气隔膜），进一步采用电路板防水（纳米材料覆膜）等多种方式，以达到高等级的防水效果。

1. 硅橡胶密封：液体硅胶注射成型技术（LSR/LIM）

苹果、三星等手机制造商对手机前后壳、SIM卡槽、电源侧键、接口和传感器等部位采用了硅胶密封圈来进行密封。而硅胶密封圈的核心加工生产技术是液体硅胶注射成型技术（LSR/LIM）。

• 密封原理：橡胶密封是一种挤压式密封。基本原理是依靠密封件发生弹性形变，从密封接触面上面形成接触压力，只要接触压力大于密封介质的内压，就不会发生泄漏。

• 密封材料：硅橡胶具有耐热耐寒、弹性高、压缩率高、耐氧化、电绝缘、隔热散热等优良特点，是目前防水结构件最佳选择。

• LSR工艺流程：

• LSR技术关键：智能手机的防水硅胶圈多是在原有的金属配件上进行二次成型，同时体积比一般使用的硅胶圈更小，与机壳、配件配合度要求更高，需要采用更加精密（微量）注射成型技术。

因此LSR要实现精密注射成型的关键如下几点：

（1）液态硅胶的充分混合

• 精确混合比例：LSR为Ａ和Ｂ双组分原料，在注塑成型前，必须按照精确的1：1充分混合，如果是有色液态硅胶制品，也必须要精确控制色浆比例。

• 混合器：静态混合器是注射成型中的关键的部件，Ａ、Ｂ胶只有静态混合器充分均匀混合后，才能保证注射到模具中液态硅胶完全硫化成型。

（2）注塑机部件的密封和温度控制

• 由于LSR低粘性，要考虑材料的回流和漏胶，必须对螺杆进行密封；

• 由于ＬＳＲ成型过程中模具是加热的，为了防止ＬＳＲ固化，可采用水冷式结构的射嘴来保证温度足够低。

（3）注塑过程中成品控制

• 分模线：预先考虑分模线的位置及精度，有助于避免空气的夹带和焊接，避免毛边；

• 收缩：虽然ＬＳＲ在注射成型中没有收缩，但由于其极高的热膨胀系数，在脱模、冷却后通常有２％～３％的收缩；

• 注胶口的位置：需要考虑实际产品收缩率；

• 0抽真空：在设计分模线时确保模具密闭，真空泵通过模具开关下面的夹具将所有空腔抽真空；

• 脱模：一般采用分馏柱塔板、推顶销和空气推顶的脱模技术。

• 模具温度：ＬＳＲ是在加热中硫化成型的，必须控制模具内温度均匀分布。

设计要点

• 硅胶衬垫本身的结构设计

• 手机凹槽的设计：由于硅胶衬垫需要和手机各凹槽部分紧密贴合，因此凹槽的设计也是关键。槽的尺寸、横截面积必须和衬垫变形量相适应，设计原则是，槽的横截面积是衬垫的截面积，这样才能使得衬垫压缩后完全容乃在槽内，使得槽的边沿和盖板紧密接触，达到防水效果。

精密结构件产业链

• 硅胶原材料供应商

道康宁

德国瓦克

日本信越

蓝星有机硅

深圳红叶杰

来源：德国瓦克公司

来源：蓝星有机硅

• 模具设备供应商

德国2KM

德国Dopag

美国Graco Fluid Automation

台湾鼎灿有限公司

德国DESMA

……

型号：２KMSilcoStar922E

型号：DOPAGSilcoStar922E

• 液体硅胶精密注射成型加工商

广东方振

长盈精密

铠胜控股科技公司

CVA Silicone

SIMTEC Silicone Parts

Starlim//Sterner

来源：铠胜控股科技公司官网

2. 声学防水-防水透气声学膜

智能终端产品的声学防水也是技术关键点之一。与橡胶密封不同，声学防水要求保证防水的同时不影响声音透过，同时保证部分散热功能，因此其设计与橡胶密封有所不同。

（1）声学部件防水方法：

• 在声学构件上加入防水透气膜；防水透气声学膜在手机喇叭、听筒、MIC等发声设备中应用较广。

• 使用专用塑料和用超声波密封等形式。声学SPKBOX 的外壳塑料也需要用薄膜产品，可以实现IP67/68 级别的防水效果。专用的防水塑料，价格提升明显。此外，在生产过程中，SPK BOX 结构的压合也需要用专用的日本超声波设备。

（2）技术难点：

• 保持音质与设备可靠性的双重挑战，设计的产品不仅提供防尘、防水、防压保护，同时还能传输高品质声音。

（3）戈尔解决方案：

• 前腔室压力增加导致声学器件偏置

  如需防浸水效果，可使用聚氨酯、硅胶或PEEK等无孔膜覆盖这些孔隙。这些膜既能满足声音传输的要求，防止灰尘和液体浸入。但这些材料无法“呼吸”。随着前腔室中的压力累积，这种压力会造成声学器件偏置，导致音质和声学器件性能显著降低。透气膜不但需要防止灰尘和液体浸入声学器件和设备，更需高度透气；

  戈尔公司的防水防尘透气产品采用膨体聚四氟乙烯薄膜，能够防止灰尘和液体浸入声学器件和设备，防护等级达到IP68。高度透气的膨体聚四氟乙烯薄膜能够迅速平衡前腔室中的压力，在各种设计条件下持续提供非凡的音质。

• 必须防止任何小于此固定空尺寸的灰尘颗粒都能透过网孔，沉积在声学器件上或穿透设备，导致设备发生重大故障。

  戈尔公司的无纺布材料设计极为巧妙，能够通过弯曲的通道更有效地捕获更微小的颗粒。这种额外的保护效果不仅减少了质量问题，而且还提高了设备的功能性。

• 后腔室的压力平衡

  在处理声音传输时，后腔室会遇到另一个问题：声学器件偏置，从而显著降低音质和传感器性能。

  后腔室设计。需要设计透气结构有效平衡后腔室的压力。戈尔®压力平衡透气产品专为后腔室设计。其，同时提供可靠的性能保护，防止液体浸入和灰尘污染。

3. 电路板防水-新型纳米材料

PCB板的防水是手机防水的最后一道防线，主要技术方案是采用具有荷叶效应的高分子纳米材料技术。

防水原理

纳米材料本身具有表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应等特殊性可以使涂料获得功能，由于其表面张力的作用，落到涂层表面上的水会变成水珠，不会破坏电子设备的内部材料。

著名纳米防水涂层公司

（1）P2i公司

P2i作为成功的军用转民用企业，自2004年成立以来在全球各个领域大放异彩，目前与华为紧密合作，华为P8、P9和Mate S等多款旗舰手机均采用P2i纳米涂层。

来源：P2i官网

• P2i 等脉冲等离子体工艺流程：

来源：P2i官网

• P2i提供的防水解决方案

日常保护：所有电子设备应具有基本保护。避免因厨房、浴室和小雨等潮湿环境而导致的损坏。智能手机和可穿戴设备便是得益于这种保护的典型设备。

泼溅：涂层可保护运动和健身类型的产品免受汗水、意外水溅和泼洒造成的损坏。常见的饮品水溅和水坑或泳池的泼洒均不会对设备造成损害。

意外情况：有效避免意外落入厨房水槽、浴缸或厕所而造成的损坏。因为所有主要部件都被充分保护，产品可以继续使用。

潜水：P2i 提供专门化服务，可在设计初始阶段与制造商合作，提供这种水下保护。

（2）HzO 公司

HzO是一家总部位于美国犹他州的高科技公司，拥有消费者和工业电子组件方面的WaterBlock技术，该技术在电子元件表面形成纳米级的覆盖物，从而防止电子元件遭受潮湿空气，汗液和水分的腐蚀，可令手机等电子设备免受水及其他液体腐蚀，属于分子机保护，HzO的纳米薄膜技术能够为电子产品实现IPX7的防水标准，在一米深的水域实现至少30分钟的保护。

（3）Liquipel 公司

Liquipel是美国加州一家高科技公司，在香港开有亚洲分公司。其产品Liquipel® 是经过真空处理的纳米涂层，将电子产品放于Liquipel® 的特制专利机器中，机器会抽取电子产品中所有的空气，产生真空状态，然后让气态物料从外到内渗透到整个电子产品中，最后Liquipel® 就会从最微小的分子级别和电子产品连成一体，保障电子产品在未来日子都免受水患困扰。

来源：Liquipel 公司官网

（4）易能纳米防水公司

广东易能纳米科技有限公司（简称ENC）2013年成立于东莞松山湖高新技术产业开发区，是国家高新技术企业。公司集产品自主研发、生产制造、市场销售及技术服务于一体，是一家专业生产高科技纳米镀膜设备、纳米材料和创新防水技术的科技公司，致力于成为一家受尊重的中国企业。

• ENC6防技术原理

  ENC有机固体高分子真空镀膜技术用独特的真空气相沉积工艺（CVD），由活性小分子在基材表面“生长”出完全敷形的聚合物纳米涂层，具有其他涂层难以比拟的性能优势。

  它能涂敷各种形状，尖锐的棱边，裂缝里和内表面。

有机固态膜沉积过程：

ENC纳米防水技术优势：能让任何物体表面形成纳米级的电阻达到9.2×1013Ω/cm2绝缘强度涂层；能防止物体遭受潮湿空气、汗水液和水分等的腐蚀而损坏。

• ENC纳米6防技术应用领域

  可广泛应用于军工装备、舰艇、航天航空、电路板(PCBA)、智能手机、电脑、智能家电、电动汽车、智能穿戴和无人机等领域，并为各领域提供个性化高科技“6防”解决方案。

手机进水是仅次于手机碎屏的第二大手机杀手，而防水问题一旦解决，将会给人们生活带来极大的便利。

其实，其意义远不止于此。当机遇用户痛点的这项性能得到提升后，智能设备开始拥抱水的环境，未来有可能衍生出更多的创新产品。

除了手机、穿戴设备等显而易见的品类之外，消费级的水下无人机、水下机器人等等也将应运而生。立足现有技术，创造出更多的应用型创新，也是值得鼓励的做法。

（文章来源：艾邦高分子、新材料在线）