標(biāo)題：家電產(chǎn)品用塑料原料及其改性技術(shù)的發(fā)展 （添加時(shí)間：2010/3/23）

    家用電器種類繁多，按其用途可分為：廚房電器、家務(wù)電器、視聽電器、空調(diào)類電器、醫(yī)療健身類電器以及其他類家用電器。在家電用塑料材料中，大約90%為熱塑性塑料，其余為熱固性塑料;在熱塑性塑料中，大部分是通用塑料，如：PP、PS、PVC、PE等;所使用的工程塑料主要有ABS、AS、PA、PC、POM、PPO、PPS、PET、PBT、PMMA、LCP、PEEK、PSF、PUR等。熱固性塑料通常包括酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂等。

    近年來，PP因具備優(yōu)良的綜合性能、價(jià)格低、密度小等方面的特點(diǎn)而成為家電中用量增長(zhǎng)最快且最大的塑料品種。特別是近年來開發(fā)的高光澤PP在替代ABS方面得到了大量應(yīng)用。PP在家用電器中主要被用于制作洗衣機(jī)的內(nèi)外筒、底座、脫水桶、蓋板，電視機(jī)的殼體、后蓋，電風(fēng)扇的外殼件，電冰箱的門膽、透明抽屜以及微波爐等小家電外殼件。目前，其在家用電器中的用量約占30%左右。

    PS過去主要被用于制作家電透明件，現(xiàn)在則被更多的用作泡沫包裝材料;HIPS通常被用于制作電冰箱的門膽、內(nèi)膽、蔬菜箱、肉盤、冰盒，電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、錄音機(jī)、空調(diào)器、吸塵器、電話機(jī)、電子琴及其他家用電器的殼體，錄音錄像帶盒，鍵盤等。在HIPS中，具有高光澤、高流動(dòng)、耐環(huán)境應(yīng)力開裂的品種發(fā)展最快。

    PVC在家電中應(yīng)用不多，一般是被用作電冰箱密封條和一些小注塑件，但PVC/ABS、PVC/PS合金由于成本低，可以替代ABS和HIPS而被用于電視機(jī)殼、電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、洗衣機(jī)內(nèi)桶、吸塵器等要求阻燃的部件的制作。

    PE主要被用于制作家電中要求不高的非受力件，，如洗衣機(jī)和吸塵器的波紋管。

    在家電用工程塑料中，ABS的用量居首位，主要被用于制作電冰箱的內(nèi)襯，電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、錄音錄像機(jī)、空調(diào)器、吸塵器、電話機(jī)、電子琴及其他小家電的殼體及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)件。其中，家電中的透明外部件及冰箱的內(nèi)部透明件是采用透明ABS制作的。

    AS可用于制作冰箱蔬菜盤、電器開關(guān)、小家電透明件等。

    PC因具有韌性好、透明、高低溫性能好、具自熄性等特點(diǎn)，被大量用于電吹風(fēng)、電熱器中對(duì)耐熱和阻燃要求較高的透明罩殼的制作。此外，PC還可用于制作對(duì)光學(xué)性能要求較高的光碟，PC/ABS合金則被用于手機(jī)外殼等的制作。

    PA系列通常被用于家電中的齒輪、軸承及滑動(dòng)類零件的制作。

    POM具有良好的綜合性能，過去主要被用于制作家電齒輪、軸套及滑動(dòng)類零件。近年來，POM合金在精密結(jié)構(gòu)件中得到了廣泛的應(yīng)用。

    改性PPO屬耐熱工程塑料，綜合性能好，有自熄性，因此，通常被用于制作電視機(jī)和收音機(jī)的零部件、插座、絕緣支撐體、線圈骨架等。

    經(jīng)纖維增強(qiáng)后的PBT可以制作線圈骨架、變壓器外殼等;PET主要被用作錄音錄像帶的基材。近年來，由于PET價(jià)格相對(duì)較低，使得各類PET與通用塑料的共混合金可以替代其他工程塑料而在小家電中得到大量應(yīng)用。

    PPS、LCP、PEEK等一般被用于制作高耐熱的精密結(jié)構(gòu)件，如計(jì)算機(jī)的接插件等。

    PUR在家電中可被用于制作彈性零件，如電飯煲的密封圈。PUR更多的被用作硬質(zhì)泡沫塑料，在冰箱中起到隔熱、在電飯煲中起到保溫的作用。

    在熱固性塑料中，酚醛塑料主要被用于制作電熱類電器底板、開關(guān)、接線板、纖維增強(qiáng)零部件等;胺基塑料主要用于制作旋鈕、耐熱殼體、裝飾貼面等;環(huán)氧樹脂主要用于印刷電路板和封裝材料的制作。

    家電行業(yè)的快速發(fā)展及其對(duì)塑料的大量需求，促進(jìn)了整個(gè)塑料工業(yè)的發(fā)展，合成出一批家電專用的樹脂，如聚丙烯EPS30R、透明ABS、透明PA、高分子量PS、高光澤PS、高熔體強(qiáng)度PC等。此外，塑料改性技術(shù)也得到進(jìn)一步完善和提高，例如，聚合物接枝馬來酸酐技術(shù)、高流動(dòng)PP和高光澤PP的制備技術(shù)以及PC/ABS合金、PVC/ABS合金、透明PP、阻燃ABS等的制備技術(shù)。而塑料合金對(duì)相容劑的大量需求則促進(jìn)了相容劑制備技術(shù)的發(fā)展。其中，各種馬來酸酐接枝物、MS樹脂、SEBS、SEDS、EAA、4IP、IO、SPS、EVOH等一批可用作增容劑的聚合物制備技術(shù)已經(jīng)成熟，其合成產(chǎn)物得到了廣泛的應(yīng)用。塑料增韌的需求則促進(jìn)了熱塑性彈性體的快速發(fā)展，目前，POE、EPDM、SIS、TPU、SEBS、聚酯彈性體等熱塑性增韌劑已在塑料中得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)多種粉末橡膠在塑料中的應(yīng)用正在快速增長(zhǎng)。

    改性技術(shù)的發(fā)展和家電的需求也促進(jìn)了一些助劑及其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。例如，對(duì)無鹵阻燃劑的需求使得磷系、氮系、硅系、硼系阻燃劑和氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機(jī)阻燃劑的應(yīng)用領(lǐng)域得到擴(kuò)大;成核劑在PP、PET中的應(yīng)用有效地改善了塑料的性能;在薄壁和高光澤制品原料中廣泛使用了流動(dòng)改性劑和光亮劑;由于玻纖增強(qiáng)塑料的廣泛使用，使得新的助劑——玻纖外露防止劑應(yīng)運(yùn)而生;冰箱、洗衣機(jī)、電話機(jī)的抗菌需求則促進(jìn)了納米抗菌劑的應(yīng)用。

    此外，以改善綜合性能、提高電絕緣性為目的的用于熱塑性塑料的交聯(lián)技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用;伴隨著一些家電對(duì)屏蔽方面的要求，促進(jìn)了導(dǎo)電塑料的發(fā)展;家電的低成本要求則對(duì)廢塑料再利用技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了積極推動(dòng)作用;為了適應(yīng)環(huán)保要求，一些家電企業(yè)正在使用PE、PP泡沫替代傳統(tǒng)的EPS泡沫用于家電的包裝中，有些企業(yè)還對(duì)可降解EPS包裝進(jìn)行了研究。一般，冰箱保溫層為聚氨酯泡沫，由于使用的氟利昂發(fā)泡劑對(duì)臭氧層有破壞作用，目前全世界的相關(guān)企業(yè)正在進(jìn)行氟利昂替代品的研究和開發(fā)工作。

    盡管中國(guó)已成為家電生產(chǎn)大國(guó)，但在家電用塑料原料方面，與國(guó)外相比仍有較大的差距。具體表現(xiàn)在：可規(guī)模生產(chǎn)的樹脂品種少。家電涉及的工程塑料種類及專用料牌號(hào)很多，由于工程塑料的合成技術(shù)含量高、投資大，因此，受資金和技術(shù)的限制，國(guó)內(nèi)工程塑料工業(yè)還處于較低層次，僅可提供部分品種的通用工程塑料，而大部分家電用塑料品種，如用于共混改性的相容劑、熱塑性彈性體等主要還是依賴進(jìn)口。此外，許多塑料助劑在國(guó)內(nèi)尚屬空白，專用料品種牌號(hào)少，改性技術(shù)的研究和應(yīng)用與國(guó)外相比還具有一定差距。

    近年來，國(guó)內(nèi)每年平均進(jìn)口工程塑料100萬噸，已成為國(guó)際第一工程塑料進(jìn)口大國(guó)，，并且每年以18%的速率遞增。家電用塑料制品的加工技術(shù)

    家電用塑料制品的成型加工方法主要有注塑成型、擠出成型、熱成型、中空成型、層壓成型、壓縮模塑、傳遞模塑、泡沫塑料成型、澆注成型、嵌鑄、封鑄等，其中以注塑成型為主。

    近年來，一些塑料加工新技術(shù)、新設(shè)備在家電塑料制品成型中得到大量應(yīng)用，如精密注塑、快速成型技術(shù)、熔芯注塑技術(shù)、氣輔/水輔注塑成型技術(shù)、電磁動(dòng)態(tài)注塑成型技術(shù)和覆膜注塑成型技術(shù)等。

    精密注塑可以保證制品在尺寸和重量方面具有高精度和高重復(fù)性。采用這一技術(shù)的注塑機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高壓、高速注射。由于其控制方式通常為開環(huán)或閉環(huán)控制，因此可以對(duì)注塑工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)高精度控制。通常，精密注塑對(duì)模具的精度要求較高。目前，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)中小型精密注塑機(jī)。

    快速成型技術(shù)是伴隨著家電品種向多樣化方向發(fā)展以及不斷的更新?lián)Q代而快速發(fā)展起來的，主要用于制備家電用塑料外殼。這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，不需要模具即可實(shí)現(xiàn)塑件的小批量生產(chǎn)。目前，比較成熟的快速成型方法有激光掃描成型和液體光固化成型，其中激光掃描成型法應(yīng)用較多。激光掃描設(shè)備是由激光光源、掃描裝置、撒粉裝置和計(jì)算機(jī)組成。其加工過程是，由計(jì)算機(jī)控制的激光頭按一定軌跡進(jìn)行掃描，在激光經(jīng)過的位置上，塑料微粉受熱熔化并粘結(jié)在一起，每掃描完一次，微粉裝置就撒一層薄粉，這樣，經(jīng)過反復(fù)掃描，就形成了具有一定形狀和尺寸的制品�，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)已有一些企業(yè)能夠生產(chǎn)激光掃描成型機(jī)和塑料微粉，但設(shè)備性能不穩(wěn)定，微粉的品種牌號(hào)也少。

    熔芯注塑技術(shù)通常被用于成型對(duì)空腔粗糙度和精度要求較高的、不能用中空成型或旋轉(zhuǎn)成型方法加工的異型空腔制品。目前，該技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用已比較成熟，但在國(guó)內(nèi)尚處于個(gè)別應(yīng)用狀態(tài)。該技術(shù)的加工原理是，先成型出構(gòu)成空腔的芯型，然后再用芯型作為嵌件注塑成型。在注塑件的加熱作用下，使芯型熔化流出，從而形成了空腔。使用該技術(shù)最重要的一點(diǎn)是需要掌握好芯型材料和塑件的熔點(diǎn)。通常，芯型材料可根據(jù)具體情況而選用通用塑料、熱塑型彈性體或低熔點(diǎn)金屬如鉛、錫等。

    氣輔/水輔注塑成型用途廣泛，可成型多種類型的注塑件，其典型制品是電視機(jī)外殼。注塑時(shí)，可將氣體或過熱水與塑料熔體幾乎同步地注入型腔中。此時(shí)，塑料熔體將氣體或過熱水包覆，成型的塑料制品為夾層結(jié)構(gòu)，塑件定型后排出氣體或水即可脫模。此類制品具有省料、收縮小、外觀好、剛性好的優(yōu)點(diǎn)。成型設(shè)備的關(guān)鍵部分是氣輔或水輔裝置及其控制軟件。近年來，國(guó)內(nèi)雖然對(duì)此研究較多，應(yīng)用速度也較快，但國(guó)產(chǎn)設(shè)備尚不穩(wěn)定。

    電磁動(dòng)態(tài)注塑成型技術(shù)是由華南理工大學(xué)瞿金平先生發(fā)明的。該技術(shù)通過電磁力的作用使螺桿在軸向產(chǎn)生往復(fù)振動(dòng)。由于在預(yù)塑化階段使塑料得以微觀塑化，從而使保壓階段的塑件結(jié)構(gòu)更密實(shí)，并減小了制品的內(nèi)應(yīng)力。這一技術(shù)可用于成型要求較高的制品如光碟。當(dāng)被用于普通制品的成型時(shí)，可提高制品的質(zhì)量。

    覆膜注塑成型技術(shù)與設(shè)備在國(guó)外的應(yīng)用已比較成熟。使用該技術(shù)時(shí)，需要在注塑前將專用印花裝飾塑料膜夾在模具內(nèi)，然后注塑成型。印花膜受熱變形后可貼合在塑件表面，不但美觀牢固，而且還省去了后裝飾步驟。

    一般情況下，家電塑料制品對(duì)塑料模具的需求量非常大，例如，一臺(tái)冰箱或一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)所需的塑料模具通常超過100副，一臺(tái)空調(diào)器需20多副，一臺(tái)彩色電視機(jī)需50-70副塑料模具。

    同時(shí)，對(duì)塑料模具的技術(shù)要求相對(duì)較高，往往還要求模具的加工周期要盡可能的短，由此而大大促進(jìn)了模具設(shè)計(jì)以及現(xiàn)代模具制造技術(shù)的發(fā)展。此外，一些難度較大的模具如熱流道注塑模、疊層注塑模等在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用正在逐步增多。

    發(fā)展趨勢(shì)

    目前，家用電器正在朝著重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、多功能、智能化、個(gè)性化、節(jié)能化、健康無污染的方向發(fā)展，此外，新品種和非電器類家用器具的電氣化也是不可忽視的發(fā)展方向。

    通常，家用電器對(duì)塑料的共性要求是絕緣和阻燃，同時(shí)，由于家用電器在其發(fā)展中具有一些很明顯的特點(diǎn)，如換代快、要求成本盡可能低等，因此，往往需要家電用塑料原料向著高性能和一般性能兩個(gè)方向分別進(jìn)行改進(jìn)。高性能塑料可通過對(duì)通用塑料的工程化、通用工程塑料高性能化以及特種工程塑料改性來實(shí)現(xiàn)。一般性能塑料則通過低成本改性技術(shù)、原料代用、專用料高度專用等方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)性能和成本方面的要求。塑料助劑除繼續(xù)開發(fā)新型品種外，母料化和復(fù)合化是其主要發(fā)展方向。塑料加工裝備則向針對(duì)某種具體產(chǎn)品加工的專用化方向發(fā)展，并且這種專用化設(shè)備是由專用料供應(yīng)商和裝備供應(yīng)商互相配合而共同開發(fā)的。