塑料在电冰箱生产中的应用

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1、塑料材料在电冰箱生产中的应用费斌1，邱瑾2（青岛海尔股份有限公司，3M中国有限公司）摘要：本文总结了冰箱生产中常用塑料的类型，着重介绍了聚氨酯、聚苯乙烯、 聚丙烯、聚乙烯以及ABS等材料在冰箱中的应用部位及主要连接方式，并就未来 家电的发展趋势，对冰箱用塑料未来的发展方向作出了展望。关键词：塑料，冰箱，应用塑料材料是一种非常重要的高分子材料。与传统的金属材料、无机非金属材 料相比，塑料材料具有品种多、成本低、重量轻、易成型等优点1，因此被广泛 应用于电子电器2、汽车配件3、环保建材4、国防科技5等诸多领域，深入到 国民生产生活的各个领域6。塑料材料在家电行业中应用广泛。近几年来，随着家电行业的

2、发展，塑料在 家电行业已经成为仅次于钢材的第二大类材料，并且使用比例仍处于上升趋势 7。在家电产品中，电冰箱体积较大并大量采用了塑料部件，多年来一直是家电 领域中塑料用量最大的产品8。一冰箱生产中的常用塑料对于冰箱企业而言，生产过程中所涉及的材料和部件主要包括四大类：塑料 类、钣金类，制冷系统类和电气控制类，而一般情况下，塑料所参与制造的部件 数量最多。以某型号中等容积的主流冰箱产品为例，塑料材质的部件占整个冰箱 部件的近70，塑料总质量占冰箱总重40左右，见表1。表1 某型号冰箱主要原材料表材料种类部件数量比例质量比例塑料类68%39%钣金类19%43%制冷系统类9%17%电气控制类4%1%

3、合计100%100%冰箱生产中主要选用的塑料品种包括：聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯 (PP)、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)，以及聚乙烯(PE)。这五大类塑料几乎 涵盖了90的冰箱用塑料部件。1PUPU(Polyurethane)，全称氨基甲酸酯，简称聚氨酯。在聚氨酯产品中，聚氨 酯发泡材料约占总量的80以上9，它具有导热系数低和加工性能好的特点，非 常适合用于隔热保温，因此被广泛用于冰箱门体和箱体的隔热层。隔热层是冰箱的关键部件，冰箱生产厂家大多采取现场发泡的工艺，以多元 醇、异氰酸酯及环戊烷为主要原料，充填至冰箱的门体和箱体隔热层，在一定的 高温下发泡成型，并通过调节原

4、料间的不同配比，控制发泡的速度和泡孔效果， 以获得理想的保温效果。作为产品关键部件的制造材料，冰箱企业对PU材料的要求较高，在所需的 塑料成本中，PU大约占据了40 50%的成本比重。2PSPS(Polystyrene)，全称聚苯乙烯，是由苯乙烯单体为主要原料，经聚合而成 的通用型塑料。冰箱生产中常用的聚苯乙烯包括通用型聚苯乙烯(GPPS)、高抗冲 聚苯乙烯(H IPS)及可发性聚苯乙烯(EPS)。聚苯乙烯是冰箱生产中用量最大的塑 料品种，其用量占冰箱塑料总用量的60%以上。GPPS的特点在于尺寸稳定性好、收缩率低，在冰箱生产中主要用于注塑成 型制造冰箱中透明、硬质的部件，如果菜盒、瓶座等部件

5、。由于这些部件将直接 面对消费者，因此冰箱企业要求GPPS制造出的制品具有光亮、平整的外观。HIPS是一种增韧改性的聚苯乙烯，因此它不仅保留了聚苯乙烯的高强度、 易加工的优点，而且具有良好的抗冲击性能，同时加热后延展性能良好。在冰箱 生产中，HIPS主要用于制造冰箱的内胆和门衬，所采取的加工工艺是真空吸附 成型法。EPS的发泡结构使其具有良好的减震性能，主要用于制造冰箱成品包装和运输过程中的减震辅助材料。3PPPP(Polypropylene)，全称聚丙烯，是一种发展速度最快的塑料品种。聚丙烯 是热塑性通用型塑料中力学性能最好的塑料品种，生产工艺简单、价格低廉，注 塑制品具有较高的韧性和表面光

6、洁度10，同时具备良好的耐化学腐蚀性能，在 冰箱生产中主要用于制造冰箱抽屉。4ABSABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)，是丙稀腈、丁 二烯、苯乙烯的三元共 聚物，它具有强度高、光泽度好、易加工、制品收缩率低等优异的综合性能，是 一种用途广泛的工程塑料。在冰箱中，ABS主要用于加工外观零部件如门把 手和各类装饰条。5PEPE(Polyethyrene)，全称聚乙烯，是塑料中产量最大的品种，约占是世界塑 料总产量的三分之一。PE的特点是无臭、无味、无毒，具有良好的抗冲击性能 和耐化学品性，透水率低。在冰箱生产中，PE主要用于各种管材的制造，冰箱 企业通常采用吹

7、塑方式成型的工艺来进行加工。6. 其他塑料除了上述5类材料之外，聚氯乙稀(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及聚酰胺(PA)也是冰箱生产中的常见塑料,主要用 于门封条、灯罩、铰链、显示面板及轴套等部件。二冰箱生产中塑料部件的组装方式 合适的材料需要经过适当的方式完成组装，才能发挥其最佳使用性能。在冰 箱生产中，塑料部件的主要组装方式可以分为机械连接和胶带粘接。机械连接是一种较为传统的组装工艺。与金属件不同，多数塑料部件无法进 行后期打孔、攻螺纹等机械加工，如果采用机械连接方式，则需要在部件的结构 中引入卡抓、滑槽、螺纹等特殊设计，这样便对塑料模具的设

8、计提出了较高的要 求，并且增加了成型工艺控制的难度。相比机械连接方式，粘接是一种工艺简便、外观整洁的连接方式。采用粘接 方式组装塑料部件，不仅可以简化模具的设计，还有助于均匀分散零部件接头处 的应力，而且易于实现机械化和自动化，提高生产效率，因此逐渐成为冰箱制造 业中的主流连接方式11,12。由于冰箱中多数塑料是具有惰性的低能表面，如PE, PP, PS等，黏附性能很差，一般的胶带难以对其形成牢固粘接。目前在冰箱生 产企业中，主要通过使用压敏胶带来实现塑料部件的组装。3M公司依托多年来 对压敏胶开发技术的积累和在冰箱行业服务的经验，生产的压敏胶带具有精细的 设计理念和可靠的产品质量，在低能表面

9、的粘接方面具有明显的技术优势，是一 种优质的冰箱配件。三未来冰箱对塑料材料的新要求 随着家电行业的发展，未来的冰箱将不断对塑料提出更高的要求：1. 安全环保欧盟WEEE和RoHS的实施及中国对废旧电器回收处理的加强管理，家电中 塑料零部件的环境安全问题已成为人们关注的焦点13。塑料制品在大规模生产 和应用的同时，也会产生大量塑料废弃物。目前，处理塑料废弃物的主要方法是 填埋和焚烧，极易造成环境污染并危害人类健康4。未来，全降解塑料很有可能 成为家电行业的首选材料。2. 外观愉悦 随着经济的发展和人民生活水平的改善，除了基本的使用功能外，外形美观、 个性化等因素也逐渐成为人们选择家电的重要标准。

10、尤其是对于冰箱这类核心技 术相对成熟的家电产品而言，令人愉悦的外观，不仅有利于提高产品的竞争力， 更有助于提升品牌形象，引领市场的发展方向。塑料作为外观件的主要原料之一， 在外观上有所突破，实现特殊的视觉效果，是其在家电行业持续发展的另一关键。3. 功能多样 冰箱产品功能特性的改善，很大程度上依赖于原料性能的提升。随着消费者 健康意识的增强，具有阻燃、抗菌、抑菌功能的家电将日益收到关注，这也对塑 料的阻燃、抗菌性能提出更高的要求13。目前，抗菌塑料、阻燃塑料的合成研 究也越来越受到重视7。结语家用电器的塑料化已成为家电行业重要发展方向之一，随着家电产品日趋向轻量化、多功能、个性化和绿色节能方向

11、发展，塑料的应用会越来越广泛，无论是通用型塑料还是工程性塑料都对家电行业发展起到了重要的支撑作用13。参考文献：1 生建友, 王明月, 唐国建, 李卫忠. 工程塑料在电子设备中的应用. 工程塑料应用, 2005, 33(2): 36-39.2 黄聿川. 改性塑料在空调器室外机外壳上的应用. 工程塑料应用, 2001, 29(4): 19-20.3 王斌, 戴芳, 张振英. 汽车用塑料的研究进展. 工程塑料应用, 2006, 34 (4): 76-80.4 黄海滨, 刘锋, 李丽娟. 塑料回收利用与再生塑料在建材中的应用. 工程塑料应用, 2009, 37(7): 56-59.5 李华. 工程塑

12、料在弹药部件上的应用及发展趋势. 工程塑料应用, 2007, 35(8): 70-72.6 杨超. 2007年我国工程塑料应用进展. 工程塑料应用, 2008, 36(7): 70-75.7 孙秋山. 浅谈改性塑料在家电中的运用. 家电科技, 2008, 1: 42-43.8 启名. 塑料家电制造业的首选材料. 家电科技, 2003, 1: 27-28.9 黄丽. 高分子材料. 化学工业出版社, 2005年9月出版.10 张立境. 聚丙烯在冰箱上的应用. 工程塑料应用, 2006, 34(9): 43-44.11 孙啸昊, 胶粘剂在家电生产中的应用, 家用电器科技, 2002, 1: 46-4

13、8.12 腾英纯, 粘接技术在电冰箱生产中的应用, 家电科技, 1983, 10: 32-34. 13 李闻芝. 塑料成为家电行业重要支撑. 中国化工报, 2007年2月9日, 第005版.Plastic Materials Application in Refrigerator manufacturingFei Bin1, Qiu Jin2(Qingdao Haier1 Joint Stock Co. Ltd., 3M China Limited2)Abstract：In this paper, plastic materials used in refrigerator were summarized. In addition, the application profile and assembling method were introduced for PU, PS, PP, PE and ABS in refrigerator. The development trend of these application was also discussed.Key Words：Plastic，Refrigerator，Application