一、前 言
中國已成為家用電器生產(chǎn)和消費大國。而在家電及其他電子電器產(chǎn)品用材料之中,塑料的用量所占的比重又較大。如吸塵器、冰箱所含塑料重量的百分比為總重量的一半左右,因而塑料材料在家電產(chǎn)品中的用量也就相當大。

1、開(kāi)發(fā)生產(chǎn)環(huán)保型家電用改性塑料的背景
大家知道,歐盟的RoHS指令早在2006年7月1日生效,我國第一部有關(guān)電子產(chǎn)品污染防治的法律規范性文件--《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》(中國版RoHS)也于2007年3月1日生效。隨著(zhù)歐盟RoHS指令與中國版RoHS指令的先后生效,對中國家電業(yè)的影響是深遠的。對家電產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)供應鏈中的任何一環(huán)都將產(chǎn)生影響,包括原材料供應商、零部件供應商、生產(chǎn)商等。因此,不管是金屬材料如銅、鋁,亦或是塑料材料都必須符合各種環(huán)保要求,這是所有中國家電企業(yè)及其產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)都必須正視和面對的問(wèn)題。
2、開(kāi)發(fā)環(huán)保型家電用改性塑料的意義
隨著(zhù)各種環(huán)保法規的實(shí)施,“中國制造”的家電產(chǎn)品要想出口順利地進(jìn)入歐洲市場(chǎng)就必須符合歐盟ROHS指令的要求,而在國內銷(xiāo)售也必須符合中國版ROHS法規的要求,況且除了歐盟、中國之外,美國和日本等其它國家也都有其相應的環(huán)保法規要求。另外一些大的跨國公司如索尼、佳能等50家電機、精密儀器制造企業(yè)參照歐盟頒布的RoHS指令,組成了“綠色采購調查共通化協(xié)議會(huì )JGPSSI)”,有270家企業(yè)、社團參加的日本化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì )接受了上述倡議。70~80%的臺資企業(yè)也開(kāi)始接受綠色采購倡議,要求他們的供貨商提供六種有害物質(zhì)成分檢測報告。
二、環(huán)保型改性塑料在家電上的應用
1、塑料所具有的優(yōu)點(diǎn)
1)塑料的密度小。一般塑料的密度在0.~1. g/cm3之間,纖維增強復合材料密度通常也不會(huì )超過(guò)2. g/cm3,是除木材外較為輕質(zhì)的材料,當將其制成泡沫時(shí),其密度更低,可在0.010-0.050 g/cm3 之間,而金屬材料的密度如鋼為7. g/cm3、黃銅為8. g/cm3、鋁為2. g/crn3。每100 kg的塑料可替代其它材料200~300g,可減少家電產(chǎn)品的重量,從而實(shí)現產(chǎn)品的輕量化。
2)塑料的抗沖擊性好、手感好、耐磨、避震、吸音,對電、熱、聲都有良好的隔絕性能,可被廣泛地用來(lái)制造電絕緣材料、絕緣保溫材料以及隔熱、吸音材料等。
3) 塑料加工性能好,成型容易,可使形狀復雜的部件加工簡(jiǎn)單化。復雜的制品可一次成型,能采用各種成型法大批量生產(chǎn),生產(chǎn)效率高、成本較低、經(jīng)濟效益顯著(zhù),如果以單位體積計算,生產(chǎn)塑料制件的費用僅為有色金屬的l/10。
4) 塑料設計自由度大,塑料材料可給予家電產(chǎn)品的外觀(guān)設計靈活性。
5)塑料耐化學(xué)腐蝕性強,由于塑料對酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)的腐蝕均有抵抗能力,因此局部受損不會(huì )像金屬材料那樣易產(chǎn)生腐蝕。
6)塑料可回收利用性、環(huán)保性好,可滿(mǎn)足循環(huán)和可持續發(fā)展要求。
由于塑料材料具有如上所述的:質(zhì)輕、耐腐蝕、易成形加工和易回收等特點(diǎn),使其在家電產(chǎn)品中的應用比例不斷增加。
2、 家電用塑料選材原則
?。?)環(huán)保原則,所選的塑料材料必須滿(mǎn)足各種環(huán)保法規的要求,如ROHS法規的要求等。
?。?)物理原則,塑料材料的力學(xué)性能、熱性能等應滿(mǎn)足電器制品的使用要求。
?。?)化學(xué)原則 ,塑料材料的化學(xué)穩定性應滿(mǎn)足家電產(chǎn)品的使用要求。
?。?)經(jīng)濟原則,選擇材料時(shí)應該考慮最大限度地降低塑料制品的成本,以達到最優(yōu)化的經(jīng)濟效果。具體家電產(chǎn)品對塑料的要求例舉見(jiàn)表2:
表2 部分家電產(chǎn)品對塑料材料的要求
家電產(chǎn)品 |
對塑料材料的要求 |
電飯煲 |
高光澤、耐熱、力學(xué)性能好和無(wú)毒環(huán)保等 |
電磁爐 |
耐熱、力學(xué)性能好、環(huán)保和阻燃等 |
空調器 |
耐候性好、剛性好、環(huán)保、抗沖擊、耐寒,同時(shí)要求材料具有優(yōu)良的流動(dòng)性、尺寸穩定性、超聲波焊接性等。 |
電視機 |
耐熱、阻燃、耐電壓、耐電暈、耐電孤、環(huán)保及力學(xué)性能好等 |
冰箱 |
耐低溫、耐龜裂、耐食用油、耐發(fā)泡劑、絕熱效果、力學(xué)性能好,還要求環(huán)保無(wú)毒、無(wú)霉、無(wú)臭、不粘食品等; |
洗衣機 |
耐熱性好,耐化學(xué)藥品性?xún)?yōu)良,能耐洗滌劑、潤滑油、油膩等的腐蝕作用,耐沖擊性要高,以滿(mǎn)足洗滌衣物時(shí)所產(chǎn)生的沖擊力,材料成本要低及環(huán)保等。 |
電熨斗 |
耐熱、外觀(guān)、力學(xué)性能好和環(huán)保等。 |
吸塵器 |
抗靜電以避免吸灰,電性能好、剛性好、抗沖擊、耐刮痕、染色性好、有光澤等 |
3、家用電器用塑料主要品種
用于家電的塑料大部分是熱塑性塑料,約占90%,其中大部分為通用塑料,主要有如下幾類(lèi)。
?。?)通用塑料 聚丙烯(PP)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等。
?。?)工程塑料 聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)等。
?。?)熱固性塑料 聚氨脂樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。
不同品種的塑料,由于其力學(xué)性能、加工工藝的不同,在家電工業(yè)中的應用范圍各異。不同類(lèi)型塑料在家用電器上的應用見(jiàn)表3。
表3:常用塑料用于家用電器實(shí)例
塑料品種 |
應 用 實(shí) 例 |
PP |
電飯煲殼體、空調器外殼、電磁爐底座、電熨斗外殼、微波爐門(mén)蓋板、 電風(fēng)扇風(fēng)葉、電風(fēng)扇的電機罩、洗衣機內桶、甩干桶、脫水桶、面蓋、箱體、控制盤(pán)、電冰箱門(mén)內膽、冰箱抽屜等。 |
PA |
齒輪、軸承及滑動(dòng)耐磨零件,電器零部件如小型斷路器具外殼、絕緣板、線(xiàn)圈架等。 |
PC |
要求耐熱及強度高的結構部件、絕緣螺栓、螺母、線(xiàn)圈架、耐熱的蓋殼,如電吹風(fēng)、電熱器外殼、齒輪、齒條、透明罩殼、光盤(pán)等。 |
PBT |
電視機零部件、線(xiàn)圈骨架、變壓器外殼、磁帶盒等。 |
PE |
電線(xiàn)外皮、高頻部件、容器、包裝材料、絕緣套、熱收縮套管、配管、干電池殼等。 |
ABS |
電視機、收音機、錄音機、電風(fēng)扇、吸塵器等的外殼和部件,電冰箱內襯等。 |
PS |
電視機、錄音機、錄音帶盒、收音機等殼體,冰箱門(mén)內膽、電風(fēng)扇的電機罩、冰箱抽屜、器皿類(lèi)、旋鈕等。 |
PVC |
電冰箱門(mén)框嵌條、門(mén)密封塑料套、電視機后蓋,電風(fēng)扇、吹風(fēng)機、吸塵器等部件。 |
POM |
齒輪、軸套、滑動(dòng)部件等。 |
PPO |
電視機、收音機外殼及零部件,插座、絕緣支承體、繞線(xiàn)架等。 |
PET |
錄音帶、錄像帶等。 |
PUR |
電冰箱隔熱的硬質(zhì)泡沫塑料制品等。 |
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