新材料加持,3C行业焕然一新(上)
新材料及多技术集成将对绿色家电的发展产生重要影响,这一点已经成为众多行业人士的共识。来自上海大学国家大学科技园的总经理施利毅先生从安全、环保、节能和智慧四个方面介绍了创新材料在家电行业的应用。其中,他着重介绍了免喷涂金属质感材料、柔性显示材料、基于中空陶瓷微珠的绝热保温涂料、超疏水涂层材料等多种材料及其应用。
目前,免喷涂金属质感产品正以其环保和降本优势而越来越多替代传统喷涂、电镀方式。新一代的免喷涂工艺,在塑料基材中直接添加经过特殊处理的金属颜料,使产品通过注塑、挤塑流程后一次成型,直接产出色彩靓丽和金属光泽的产品,省却了喷涂、电镀的表面处理环节,节约成本、低碳环保,且美观耐用,是绿色家电的一个重要发展趋势。目前国内塑料行业的知名企业如锦湖日丽、会通、金发、明园新材料等,都在积极推广免喷涂材料的应用,而戴森、伊莱克斯、LG、格力、海尔、九阳等一大批家电企业已经在部分产品上采用了免喷涂材料和工艺。
柔性显示材料由柔软的材料制成,目前可实现柔性显示的有电子纸技术及OLED技术。电子纸技术实际上是一类技术的统称,其显示效果接近自然纸张效果,免于阅读疲劳,具有像纸一样阅读舒适、超薄轻便、可弯曲、超低耗电的显示特点,目前实现电子纸技术的途径主要包括有胆固醇液晶显示技术、电泳显示技术(EPD)以及电润湿显示技术等。而OLED(有机发光显示器)是一种以有机薄膜作为发光体的自发光显示器件,它具有多重优势,如自发光(无需背光源),可实现软屏显示、更加轻薄;高亮度、高效发光;宽温范围、快速响应、低成本等。
特殊的中空陶瓷气球效果使涂料拥有多种功能,由于表面附有陶瓷,会形成非常坚固的涂层,这个中空状的涂层会形成绝热层。实验证明,中空陶瓷层的高反射率、高放热性、低热传导性、小比热容量四种性能的组合可以非常有效地抑制热的移动。
超疏水现象由低表面能的蜡质和微纳米的乳突共同作用引起,所以超疏水的两个基本条件就是微纳米结构和低表面能。近十年来学者发表的有关超疏水方面的文章呈逐年递增态势,目前主要应用在自清洁、防腐、抗冰、减阻、防雾、油水分离等领域。比如,冰箱/冰柜通过使用超疏水内胆,小水滴就会很容易滑落,不会沉积,因此有效抗结冰/结霜。又如,卫星天线若使用超疏水表面,就能有效抗积雪/结冰,不会影响电视节目质量。
透明材质正在影响着消费电子产品和多媒体类产品市场的发展。作为透明塑料的代表材料之一,聚碳酸酯(PC)及其合金材料由于具有优异的耐热性能、抗冲击性能和阻燃性能,而广泛用于家用电器和消费电子市场。
科思创聚碳酸酯事业部的技术开发经理郑家胜先生带来"聚碳酸酯在家电设计及智能应用解决方案"的主题演讲。他认为,中国中产阶级的壮大、家庭小型化及老龄化社会的到来都在加速高端家电市场的发展,而高端家电其中几个典型特点就是智能化、模块化、轻量化和交互式升级,由此对材料提出了更高的要求。在智能化方面,材料必须具有良好的信号穿透性,科思创在这方面已经有一些研究;同时,高端家电也要满足移动、快速充电等要求,这就要求材料需具有轻薄、阻燃、抗冲击等特性;交互式升级的一个基础要求即人机互动,因此材料良好的触感和抗化性也必不可少。
郑家胜也分享了他眼中的家电设计趋势:第一是时尚的外观,这对材料的设计自由度提出了很高的要求,然后要求材料具备个性化的色彩,还要满足一些特殊的表面加工工艺。第二,家电设计要满足安全的设计规范要求,对材料的要求则表现在耐高温、抗水解、无卤阻燃等,有食品接触需求的还要达到食品接触的等级,以及满足高效加工工艺的需求。
让我们把视线转到弹性体材料。来自四川大学高分子研究所高分子材料合成理论与技术研究室的张爱民教授详细介绍了热塑性弹性体在家电产品中的应用,据介绍,弹性体在家用电器中的应用领域相对较少,主要集中在家电外壳材料的改性、洗衣机等的减震阻尼部件、冰箱/冰柜&洗衣机等的密封条、热水器等的软管、胶粘剂、家电外层涂料以及电线电缆的护套/绝缘层等方面。
但随着我国对家电各项性能指标的要求越来越严格,对材料也在不断提出新的要求,未来弹性体材料在家电领域将大有可为。张爱民教授现场介绍了弹性体在家电领域的种种应用,并预测了家电用弹性体材料的发展趋势。
在家电的外壳材料中,PP将会逐渐取代其他材料成为主流,为改善其冲击韧性,热塑性弹性体增韧改性PP被证实是简单易行的物理改性方法。