阻燃塑料：以创新产品不断满足家电领域多样化需求

柔情似水

近年来，随着家电品类以及市场规模的不断扩大，家电行业对于阻燃塑料的需求也越来越多。那么，实际应用中，家电产品应用的阻燃塑料主要有哪些？哪些家电产品品类对于阻燃塑料的需求更多？阻燃塑料在家电行业的应用前景如何？6月，《电器》记者围绕这些问题展开采访，并通过本文呈现阻燃塑料在家电应用领域的应用情况和发展脉络。

#1

阻燃需求增加

据了解，除了熟悉的电视机外壳、洗衣机电机外壳、空调外壳、电机、电控盒、骨架线圈等会用到阻燃塑料，各种小家电的高温加热元件也会用到阻燃塑料，例如微波炉、电饭煲、电熨斗、电暖器、吸尘器、电风扇、电吹风、饮水机、电磁炉、电火锅、电热水壶、空气加湿器、电动剃须刀、豆浆机、榨汁机、咖啡机等。


家电行业产品品类丰富，市场规模不断扩容，对于阻燃塑料的需求呈稳步增长态势。国家统计局数据显示，2021年，中国空调产量为21835万台，冰箱产量为8992万台，冷柜产量为2906万台，洗衣机产量为8618万台。小家电中，中国吸尘器、电热烘烤器具、微波炉等产品的产量都有不同程度的增长，市场规模日渐庞大。


除了家电市场规模扩大对阻燃塑料需求的不断增加，金发科技有关负责人认为，家电集成度提高、变频技术广泛应用、安全法规要求提升和消费端安全意识增强等因素使得家电领域对阻燃塑料的需求进一步增加。例如，5年前，家电行业比较常见的塑料阻燃等级是3.0mm V-0，近几年很多电控盒相关材料的阻燃等级提升到了2.5mm 5VA及以上。再比如，以前的空调扇叶是非阻燃的，但是近年来部分高端品牌纷纷考虑使用阻燃增强材料替代原有普通增强材料。


据索尔维材料事业部市场经理张磊介绍，新冠肺炎疫情背景下，近两年中国家电出口量有所增加，而从出口欧盟及美国的订单中可以看出，很多耐热性家电对材料都有明确的阻燃要求，例如RTI温度指标，连续使用温度都要求在200℃以上。


对于不同家电应用阻燃塑料的类别，深圳市沃特新材料股份有限公司华北市场部营销总监李扬告诉《电器》记者，空调、冰箱、洗衣机、电视机等大家电用阻燃塑料通常是阻燃ABS、阻燃PC/ABS、阻燃的HIPS以及一小部分阻燃PP，小家电应用较多的是阻燃PP、阻燃ABS、阻燃PA等。其中，阻燃PA在电机上应用较多。


金发科技有关负责人补充介绍说：“目前家电行业应用较多的依旧是阻燃PS和阻燃ABS，但是针对细分品类的阻燃PC/ABS、阻燃PP、阻燃PPE和阻燃PA也在不断发展。其中，阻燃PS和阻燃ABS作为家电行业用量最多的阻燃材料，广泛应用于电视机和电控盒设备，这些产品不但需要阻燃也需要比较好的尺寸稳定性。且随着家电集成度的提高，尺寸稳定性好、耐热更好的阻燃PC/ABS将广泛替代一些阻燃ABS的中高端场景。而对于阻燃PPE和阻燃PA则以更好的电性能和耐热性能在一些细分品类的家电电控盒中得到应用。”


另外，对于家电产品来说，不同零部件的性能要求、基材选择均有所不同，对阻燃材料的阻燃等级要求也有所不同。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。


需要注意的是，阻燃塑料还分为添加阻燃剂的阻燃塑料和天然自阻燃塑料。例如，ABS是全球用量最大的家电用塑料，中国约有80%的ABS消费量用于家电生产。由于ABS树脂只含有C、H、O 3种元素，自身不具备阻燃性能，这使得ABS树脂在高温阶段稳定性差，极易燃烧，在点燃的过程中还伴有异味气体和黑烟颗粒的产生，直接用于家电零部件制造存在安全隐患。因此，在使用前，塑料企业必须对其进行阻燃性能、耐热性能等改性处理。而对于天然自阻燃塑料，索尔维旗下有很多产品。据张磊介绍，索尔维旗下Ryton系列的PPS、Torlon系列的PAI、Ketaspire系列的PEEK以及聚砜产品系列没有添加阻燃剂，但是可以实现UL 94 V-0级别的阻燃要求，同时具备优异的耐化学、耐高温、抗蠕变等特性。



#2

创新思路清晰

《电器》记者注意到，随着家电产品的不断升级，对阻燃塑料的需求不再是单一的阻燃，而是集阻燃及其他多种优异性能于一体的创新阻燃塑料解决方案。这里的其他优异性能包括无卤化、薄壁化、高漏电起痕、高CTI、高耐热、耐低温、高抗冲、高尺寸稳定性、耐析出、高透明、耐化学品、低噪声等。


锦湖日丽在阻燃塑料的创新上不遗余力，成果丰硕。据上海锦湖日丽有限公司塑优案TM产品线经理查超介绍，锦湖日丽的创新阻燃塑料主要包括免喷涂阻燃产品、光学阻燃产品、声学阻燃产品、以塑代钢阻燃产品、低成本阻燃产品几大类。其中，塑可丽是锦湖日丽将阻燃基材、特殊色粉以及模具结构结合起来的创新色彩和纹理相结合的免喷涂阻燃产品，精致而多样的外观效果使其在空调、吸尘器等家电产品上应用颇多。塑静静防异响材料ABS750多应用于空调行业，不仅具有阻燃性，而且可以解决开机时摩擦异响的难题。测试结果显示，普通阻燃ABS750噪声值为100dB（A），塑静静ABS噪声值为70dB（A）。塑优案新一代HIPS阻燃级K4036具有与阻燃ABS相当的强度和韧性，同时具有更低的密度、更好的耐冰醋酸性能、更高的性价比，可替代阻燃ABS。


最近，朗盛针对家电行业推出了无卤素阻燃聚酰胺6——Durethan BKV30FN34，扩大了旗下阻燃塑料的产品范围。据介绍，该新材料耐灼热丝性已经得到VDE Pruef- und Zertifizierungsinstitut GmbH（德国电气工程、电子和信息技术协会）的认证，壁厚在0.4mm~3.0mm之间的GWIT值为775℃。这种材料的另一个优点是高漏电起痕指数为600V，可减少由爬电电流引起的短路和缺陷风险。这些优势使电气和电子模块结构更加紧凑，进而减少最终产品的尺寸。此外，这种塑料由30%的短玻璃纤维加固，具有很高的断裂伸长率。


家电行业是索尔维材料事业部重要的服务领域。张磊介绍说：“针对某些厨房小家电的特殊要求，索尔维推出了Amodel系列、Kalix系列的尼龙以及一些无卤阻燃产品。”

#3

问题仍存

国家应急管理部消防救援局数据显示，2020年全年共接报火灾25.2万起，死亡1183人，直接财产损失40.09亿元。其中，因电器类产品引发的火灾占比高居不下，全年达到8.5万起，占全年火灾总数33.6%，是火灾的第一大原因。造成电器火灾的原因除了家电超期服役，还有阻燃剂应用不合理。


某业内人士指出，很多家电产品中存在没有采用阻燃剂，或者是少用阻燃剂，以及不能正确使用阻燃剂的问题，增加了家电使用过程中的安全隐患。


在2021年阻燃塑料及阻燃剂应用高峰论坛上，美的生活电器有关负责人指出，家电生产中的很多“瑕疵”都与阻燃剂的使用不当有关，包括黑点、表面气纹、表面起雾、颜色色差、光泽度低等。其中，产品气纹或局部发亮是受阻燃剂填充比例和阻燃剂的种类影响；光泽度低主要体现在无卤产品添加量大，与基材相容性差；颜色色差则是因为生产加工过程中，加工温度偏高，阻燃剂发生分解。


除了上述阻燃剂添加的问题，金发科技有关负责人还指出了目前阻燃塑料供应的问题。他说：“目前原材料涨价给材料供应商造成了很大的成本压力，溴系阻燃剂不但价格飞涨，供应也出现了不小的问题，这给阻燃塑料的稳定供应带来了一些困难。”不过对于阻燃塑料在家电行业的应用前景，他依然非常看好。该负责人进一步补充说：“这些问题可以敦促材料供应商和家电企业积极创新，研发性价比更高的阻燃塑料和集成度更好的电控设备，这些暂时的困难不会改变家电产品中阻燃塑料稳步提升的趋势。”



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