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改性塑料给家用电器带来的无限可能

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本文来源 | 新材料研习社

 

我们身边的家电正在悄悄塑料化,随着以塑代钢的推进,在家电内部,螺杆、齿轮等结构件开始选用塑料材质;在家电外部,塑料的可塑性可以变成任何外型。塑料在家电上的“内外兼修”实际上归功于一种技术——改性。

 

随着塑料改性技术的发展及人民生活水平的提高,改性塑料在家电行业的应用越来越广泛,厨房用具、个人护理等产品,都用到改性塑料。

 

以小家电为例,常见的小家电产品有电压力煲、电磁炉、面条机、馒头机、豆浆机、料理机、榨汁机、开水煲、电吹风、直发器、剃须刀等等。小家电产品在使用的过程中中频繁接触、易磨损,长期接触水、油、盐,易腐蚀,长期处于高温状态使用,易老化,长期光照,易变色、失去光泽,因而要求材料外观表现力强、耐刮擦性能好、易加工、性价比高等。如何合理应用改性塑料材料来降低小家电成本且保证产品质量是产品占有市场的重要途径之一

 

常见小家电塑料选材

(1)微波炉

微波炉上的塑料部件主要是外部零件,有外壳、底座、把手、旋钮等,要求耐热。

 

所选用的塑料材料有耐热ABS、阻燃HIPS、耐热PP、PC/ABS合金等。

 

(2)电饭煲

电饭煲上的塑料部件主要是外部零件,有外壳、底座、盖、把手、开关等,要求耐热。所选用的塑料品种有免喷涂ABS、高光泽PP。

 

(3)空气加湿器

所选用的塑料材料有:染色ABS、免喷涂材料、透明部分(PC、GPPS)、高光PP

 

外观件主要用材料

染色ABS:耐热性、表面光泽度较高、尺寸稳定易于加工,易喷涂,可根据要求做成不同的颜色。

 

PP加填充:成本低,流动性好,尺寸稳定易于加工

 

PC材料:强度高,耐温高,透明性好

 

PC/ABS合金:耐热性、表面光泽性好、尺寸稳定易于加工

 

装饰件主要用材料

透明材料:透明ABS、PMMA、PC等

 

电镀材料:电镀级ABS

 

免喷涂材料:高光免喷涂ABS、免喷涂AS、免喷涂PC/ABS、免喷涂PP

 

免喷涂材料具有高光泽、金属色、良好的加工性、色彩亮丽、流动性好耐刮擦等特点。

 

家电用改性塑料主要有六大趋势

1. 外观色彩模块解决方案

 

科技、时尚个性化彩色家电已经成为目前发展的必然趋势。主要的解决方案有:

 

(1)采用鲜艳、高光、耐刮擦材料等;

材料颜色更加丰富,如:亮黑、紫红、嫩绿、艳红,海蓝等。

 

(2)免喷涂系列 —— 珠光、金属色等 珠光、金属色等;

可使塑料制品无需喷涂电镀达到银白、土豪金、银灰等金属一样的效果。

 

(3)其他特殊效果 —— 大理石、水晶流彩 大理石、水晶流彩。

使塑料制品色泽达到大理石或花岗岩一样的效果。

 

2. 安全材料模块解决方案

安全家电已经成为目前发展的基本要素 安全家电已经成为目前发展的基本要素。

 

(1)高阻燃材料、无卤低烟材料

比如冰箱、空调、洗衣机电机盒等内部件或外部件采用低烟溴-磷协同高阻燃PP/ABS/PS或低烟无卤阻燃PP/ABS/PS/PBT等材料,满足1.5mm 5VA、GWIT850℃等要求。

 

(2)高性能材料

永久抗静电彩色PP/ABS/PS等应用于冰箱、空调及洗衣机外壳等;高阻燃高漏电起痕ABS/PP/PA/PBT等应用于电控部件;导电PP/ABS/PS/PBT等应用于内部功能件。满足白色永久抗静电109、高CTI值(600V)等要求。

 

3. 轻量化材料模块解决方案

轻量化产品由汽车延伸至家电是必然趋势。

 

(1)以塑代玻,高透明高刚性材料

在观察窗等部件上采用高透明PP/ABS/PMMA/PETG/PES/PSF等,在满足透明度基础上,满足食品卫生或耐刮擦/强度要求。

 

(2)以塑代钢,刚强度、高硬尺寸稳定性材料

采用高玻纤含量(>50%)高强度材料与长玻纤增强材料(LFT-PP/PA)应用于冰箱、空调、洗衣机等技术结构件;玻纤增强特种工程材料(PPS/PEI)等应用于耐磨部件。这些材料满足结构构件高强度、高耐磨、耐水煮、耐温等要求;此外微孔发泡材料在同等强度下,可以明显降低家电用塑料的重量,并且无翘曲缩痕现象,具有更高的强度和加工性。

 

4. 健康材料模块解决方案

健康理念已成为目前家电发展的时尚。

 

(1)抗菌/抗霉变材料

加入无机环保复合抗菌母粒或有机高分子抗菌料,要复合抗菌要求,不能引入二次污染(Ag、As离子),可以应用于冰箱、空调、洗衣机等内部件或外部件。

 

(2)无毒环保材料

采用低VOC挥发材料(PP/PS/ABS等)应用于家电内外部件;采用无塑化剂弹性体材料(TPE/TPV)应用于门封条、垫圈。此外,家电电器VOC标准要求正在推进中。

 

(3)环保吸附材料

家电内外部件可以采用:

PM2.5吸附材料(如维舍卡颂石填充)

甲醛吸附材料(活性硅/氧化铝填充)

负离子释放材料

 

5. 低成本材料模块解决方案

低成本已为目前家电发展的迫切需要。

 

(1)新型廉价功能材料

采用廉价的聚烯烃类材料,如高光PP代替ABS,ABS/PVC代替阻燃ABS;

功能部件以塑代钢、铜、玻、铝,镜面高玻纤含量PPS代替电镀金属件;

环保高性能再生塑料(PP/PS/ABS等)替代全新材料,并且符合美国EPEAT电子产品环境影响评估工具)。

 

(2)强度不变的条件下,降低用量

家电内部件采用微孔发泡结构材料(PP/ABS/PS等);

采用3D打印材料(FDM/SLA/SLS)应用于家电制样快速,降低研发费用;

通过CAD/CAE优化产品结构设计,从而使家电内外件,制品设计得到优化,降低用量

 

(3)产业链整合:石化厂家定制改性塑料

石化厂家与改性企业合作,为之定制特定的材料:

高光ABS/PS/PP

透明ABS/PS/PP

自阻燃PA6/PA66、长链尼龙、ASA

 

6. 节能低碳材料模块解决方案

(1)新型低碳功能材料

技能低碳已经成为了目前家电发展的必然趋势,可采用生物降解材料及其合金(淀粉、PLA)来做家电包装或非结构件;可采用天然纤维增强材料(PP)来取代玻纤增强材料;可以采用高耐热耐候、高刚性聚丙烯取代PS/ABS/PA等,如空调PS骨架。这主要是家电改性塑料中,聚丙烯碳排放指数最低(1.95),大量采用聚丙烯复合技能低碳发展趋势,并且可降低成本。

 

(2)节能降噪功能材料

家电密封、减震元件采用热塑性弹性体材料(PVC/TPV/TPE等);

低噪音风扇采用微孔发泡材料(增加同轴度,提高动平衡);

压缩机减震垫采用高阻尼减震弹性体材料,进来降低噪音。

 

 



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