电磁屏蔽 PPS 加工工艺
电磁屏蔽 PPS(EMI‑PPS)一般是 PPS 基体填充碳纤维、碳纳米管、石墨、金属粉 / 金属纤维实现导电屏蔽,绝大多数采用注塑成型,少数做棒材 / 板材采用挤出;高填充填料具有磨蚀性,剪切过大会破坏导电网络,直接降低屏蔽效能。
一、成型前干燥
PPS 本身吸水率低,但屏蔽改性料含大量导电填料,微量水分会造成银纹、气泡,还会破坏内部导电通路。
干燥条件:130‑140℃,4‑6h,露点控制,最终含水率≤0.02%
注意:不要超 150℃,防止部分助剂老化;烘干后尽快使用,避免回吸潮。
带金属嵌件产品:嵌件预热130‑140℃,1h,防止冷嵌件造成熔接不良、开裂。
二、注塑成型(主流工艺)
重点:不能过高剪切,剪切过大打断碳纤维 / 金属纤维,电阻率上升、屏蔽变差;填料磨损机台,螺杆料筒建议双合金耐磨配置。
参考工艺参数
表格
| 项目 | 参数范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 料筒后段 | 290‑305℃ | 逐步升温,防止局部过热降解 |
| 料筒中段 | 300‑315℃ | |
| 料筒前段 | 305‑320℃ | |
| 喷嘴 | 310‑325℃ | 不低于 300℃,防止冷料堵嘴;严禁>340℃,PPS 易碳化 |
| 模具温度 | 130‑160℃ | 关键;模温低结晶不足,易翘曲、尺寸漂移;高模温结晶完整,尺寸稳定,熔接处导电更好 |
| 注射压力 | 80‑140 MPa | 高填充粘度大,需要足够压力,防止填料沉降、局部导电不均 |
| 注射速度 | 中高速 | 快速充模,减少纤维取向差异;不要极速,避免过大剪切破坏导电填料 |
| 保压压力 | 35‑70 MPa | 保压充足,减少内部孔洞(孔洞会切断导电网络,屏蔽下降) |
| 螺杆转速 | 50‑90 rpm | 禁止高速,降低剪切,保护碳纤维 / 金属纤维长径比 |
| 背压 | 0.3‑1.5 MPa | 低背压!高背压会剪碎导电纤维,屏蔽性能直接衰减 |
| 残量 | 5‑10 mm | |
| 松退 | 3‑5 mm | 防止喷嘴流涎 |
模具设计要点
流道短、粗,主流道锥度放大,减少压力损失;浇口尽量选大浇口,避免浇口处高剪切。
避免薄壁狭长流道,高填充屏蔽 PPS 流动性低于普通玻纤 PPS。
排气必须充分,排气槽 0.02‑0.04mm,困气造成气孔,破坏导电连续网络。
熔接痕位置:熔接处纤维被冲开,熔接痕位置屏蔽效果会变差,结构设计尽量减少熔接痕。
三、挤出成型(棒材、板材、管材)
适合生产坯料,后续机加工屏蔽件。
设备:螺杆料筒必须耐磨双合金;长径比 25‑30:1,压缩比 2.0‑2.5,低剪切螺杆,减少填料断裂。
料筒温度:300‑330℃,比注塑略高。
螺杆转速:低速 15‑40rpm,严控剪切。
定型模温度 140‑170℃,保证充分结晶,防止制品内应力翘曲。
四、后处理退火(可选,高精度 / 高稳定性件)
退火条件:160‑180℃,4‑8h,缓慢升降温,消除内应力,完成二次结晶,稳定尺寸;
注意:退火不能提升屏蔽性能,只改善尺寸与翘曲;温度不可超过材料热变形温度。
五、设备与生产注意事项(屏蔽 PPS 特有)
螺杆料筒磨损:碳纤维、金属粉填充磨蚀很强,普通氮化钢螺杆很快磨损,务必双合金衬套 / 碳化钨喷涂;定期检查螺杆磨损,磨损后剪切异常,屏蔽性能批量波动。
剪切破坏导电填料是最大坑:高背压、高转速、小浇口、高速注射,会剪碎碳纤维 / 金属纤维,制品电阻率飙升,屏蔽效能大幅下降,外观看不出异常,但 EMC 测试失效。
停机清机:长时间停机,料筒温度降到 300℃以下,用 PPS 纯树脂或 PEEK 清洗,防止屏蔽料碳化滞留,下次生产黑点、性能异常。
回料使用:屏蔽 PPS 尽量少加回料;回收经过剪切,纤维断裂,屏蔽下降;若要用,回料比例≤15%,必须做电阻率抽检。
性能监控:每批次抽样测表面 / 体积电阻率,间接确认屏蔽性能;外观合格≠屏蔽合格。
六、常见缺陷与对应工艺调整
制品外观 OK,但屏蔽 / 导电不达标:降低螺杆转速、降低背压、放大浇口,检查螺杆磨损;提高模温改善熔接处导电通路。
填充不足:提高料温、注射压力,加大浇口流道。
翘曲变形:提高模温,必要增加退火;均衡冷却。
黑点炭化:降低料筒温度,缩短停留时间,及时清机。
熔接痕明显、该处电阻大:增大浇口,多浇口优化排布,提高模温,提高注射速度。
