有关家电外壳所用高分子材料的研究.docx
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有关家电外壳所用高分子材料的研究
一、ABS 做家电外壳专用料的研究 ..............................................................................................1
二、ABS 的综合性能研究 ..............................................................................................................2
1. ABS 塑料（硬质）简介 ......................................................................................................2
1. HIPS 工程塑料简介 .............................................................................................................4
2. HIPS 的性能 .........................................................................................................................5
3. HIPS 的工艺特点 .................................................................................................................5
4. HIPS 用途 .............................................................................................................................5
四、高耐热高刚高抗冲 HIPS 替代耐热 ABS 在小家电上的应用 ..............................................6
五、家电外壳应用材质研究...........................................................................................................7
1. 家电用塑料的特点..............................................................................................................9
2. 家电常用塑料：
ABS、HIPS .............................................................................................9
3. 家电常用塑料：
PP ...........................................................................................................10
（1）高流动性 PP：
共聚、高抗冲 .............................................................................11
（2）中流动性 PP：
共聚、高抗冲 .............................................................................11
（3）改性 PP 的发展趋势 ............................................................................................11
4. 家电常用塑料：
PS 和 SAN .............................................................................................12
5. 家电常用塑料：
PVC ........................................................................................................12
6. 家电常用塑料：
PC...........................................................................................................12
7. 家电常用改性材料和功能塑料........................................................................................12
六、 结果分析及结论...................................................................................................................13
1. 结果分析............................................................................................................................13
2. 结论....................................................................................................................................13
参考文献：
.....................................................................................................................................14
一、ABS 做家电外壳专用料的研究
近几年，我国家电行业领域在不断的发展，中国已成为全球家电制造中心。
塑料材料
已经成为家电行业仅次于钢材的第二大类原材料，也是应用量增长速度最快的材料，年增
长速度约为 30%。
目前，中国主要家电产品中，塑料所占比例分别为：
吸尘器 60%，冰箱 38%，洗衣机
34%，电视机 23%，空调 10%。
作为世界用量最大的工程热塑性树脂，ABS 树脂在家电用工程塑料中占有 80%的消费量，
居首位。
由于 ABS 的成型加工性、尺寸稳定性、电绝缘性及耐冲击性等综合性能优异，它被广
泛用于家、汽车机械零部件等领域。
其中家电市场是中国最大的消费市场，占中国 ABS 消
费市场 75%以上。
但 ABS 为可燃性气体，氧指数仅为 17.8，离火后能继续燃烧，并释放出
大量有毒气体，因此由于当今电器工业对塑料阻燃要求日趋严格，其进一步推广应用受到
限制，尤其向国外出口受到制约[1]。
台湾奇美 ABS 制造家用电器外壳的优势
一、物美价廉
控制成本始终是所有生产商孜孜不倦研究的话题，相对于各种自然性材料，台湾台达
ABS 塑料的性价比无疑是最高的，使用台湾奇美 ABS 制作家用电器外壳，能够有效降低家
电生产成本，从而在销售与推广上拥有更大的价格优势。
二、轻巧方便
对于日常使用来说，像是一些电饭煲、电磁炉、洗衣机等会有移动需求的家电，包括
笔记本等本身就以追求轻薄纤巧为目标的电器，使用台湾奇美 ABS 塑料外壳能够大大地降
低物体重量，使电器更轻巧，在日常使用中更方便，更实用。
三、绝电抗损
静电是生活中经常会出现的一种自然现象，在季节交替时期，体质易感电的人更是可
能每天都要被各种金属电到，这无疑是一种痛苦的经历，台湾奇美 ABS 家用电器外壳完美
地解决了通电静电问题，可以让人安全接触电器，没有危险隐患，更能够防止日常中不经
意的磕碰损伤，保护电器内部机芯。
虽然台湾奇美 ABS 应用在家电行业有着很大的优势，但是，由于中国国内电视机、洗
衣机等家电市场供大于求，加之改性聚丙烯等替代物的取代，ABS 树脂在大型家电产品的
消费量正在减少。
二、ABS 的综合性能研究
1. ABS 塑料（硬质）简介
化学名称：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名称:
Acrylonitrile Butadiene
Styrene
比重：
1.05 克/立方厘米，成型收缩率：
0.4-0.7%，成型温度：
200-240℃ 干燥条件：
80-
90℃持续 2 小时。
ABS 树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将 PS，SAN，BS 的各种性能有机
地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。
ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的
三元共聚物，A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙烯。
ABS 工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，燃烧缓慢，火焰呈黄
色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。
ABS 工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐
磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。
ABS 树脂耐水、无机盐、碱和
酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
ABS 工程塑料的缺点：
热变形温度较低，可燃，耐候性较差。
2. 特点描述
1、综合性能较好、冲击强度较高、化学稳定性、电性能良好。
2、与 372 有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬、喷漆处理。
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、PC 等好，柔韧性好。
用途：
适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件，传动零件和电讯零件。
3. 成型特性
1.无定形料、流动性中等、吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干
燥 80-90 度，3 小时。
2.宜取高料温、高模温。
但料温过高易分解（分解温度为>270 度），对精度较高的塑件，模
温宜取 50-60 度，对高光泽、耐热塑件，模温宜取 60-80 度。
3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。
4、如成型耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面
发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。
4. 分类
ABS 按应用特性可分为：
（1）透明 ABS，具有高透明性、高刚性，可用作高刚性玩具、
小型电子产品、电子电器壳体等，如型号为 TR-558、TR-557 的 ABS 材料；
（2）阻燃
ABS，主要用作电子电器、小家电、开关面板、外壳、鼠标、家用电器等，如 AF-
312A、AF-312B、AF-312C 等；（3）耐热 ABS，加工性好、易着色、耐热 96℃~108℃、高
光泽度，可用作汽车内饰部件、座椅配件、仪表盘、空调等等，如 XR-401、XR-
404；（4）电镀 ABS，电镀效果好，电镀性能优异（流动性好），如 MP-220；（5）高
光 ABS。
三、HIPS 做家电外壳专用料的研究
高抗冲击型聚苯乙烯（HIPS）是苯乙烯聚合时加入弹性体聚丁二烯橡胶而得到的产品。
其产品结构是在均聚的聚苯乙烯连续相中分散着橡胶小颗粒，形成“海-岛”结构，橡胶相
粒子是由交联的橡胶、苯乙烯单体在橡胶大分子键上接枝而成的接枝聚合物，以及包藏的
苯乙烯均聚物组成，典型的 HIPS 中含有 6%-12%的弹性体，中冲击型 PS 中含有 2%-5%
的弹性体。
经过橡胶改性的聚苯乙烯（HIPS）产品，其韧性和抗冲击性得到明显改善和提高。
产
品以其加工容易、良好的尺寸稳定性、抗冲击强度和硬度、耐腐蚀性、耐热性等特点用于
家电、建筑及包装行业，而且 HIPS 具有较高的流动性和光泽度，容易注塑并获得良好的
制品外观，在家电中的应用越来越受欢迎。
下面是汕头华麟公司制作家电部件薄壁制品的
牌号为 HS-43 的 HIPS 的原料技术数据（仅供参考）：
1. HIPS 工程塑料简介
乳白色不透明颗粒，密度为 1.05g/cm3，熔融温度 150~180℃，热分解温度 300℃。
溶
于芳香烃、氯化烃、酮类（除尔酮外）和酯类。
能耐许多矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇
及其水溶液，不耐沸水。
HIPS 是最便宜的工程塑料之一，和 ABS、PC/ABS、PC 相比、材
料的光泽性比较差，综合性能也相对差一些.。
HIPS 是由 PS 加丁二烯改性而成的，因为
PS 的冲击强度很低，做出的产品很脆，而丁二烯的韧性很好，加入丁二烯后可使 PS 的冲
击性能提高 2~3 倍。
尽管 HIPS 的冲击强度比 PS 的冲击强度高出很多，但其综合性能还
是不如 ABS、PC/ABS 等。
HIPS 的冲击性能在工程塑料中是比较低的，因此我们在使用
次料时应注意对材料的冲击性能的检验。
阻燃高抗冲聚苯乙烯 HIPS 材料，HIPS 为 PS 的改性材料，它含有 5-15%橡胶成份，
其韧性比 PS 提高了四倍左右，冲击强度大大提高。
它具有 PS 具有的成型加工、着色力
强的优点。
HIPS 制品为不透明性。
HIPS 吸水性低，加工时可不需预先干燥。
因 HIPS 分
子中含有 5-15%的橡胶，在一定程度上影响了其流动性，注射压力和成型温度都宜高一些。
其冷却速度比 PS 慢，故需足够的保压压力、保压时间和冷却进间。
成型周期会比 PS 稍
长一点，其加工温度一般在 190-240℃为宜。
HIPS 制件中存在一个特殊的“白边”的问题，
通过提高模温和锁模力、减少保压压力及时间等办法来改善，产品中夹水纹会比较明显。
2. HIPS 的性能
HIPS 乳白色不透明珠粒，具有较高的冲击强度和韧性，可任意着色，成型加工性、
抗化学腐蚀性、电性能也好，经橡胶改性了聚苯乙{HotTag}烯，虽然冲击强度和韧性有很
大的提高，但拉伸强度、弯曲、硬度、耐光和热稳定性比均聚物有所下降。
抗冲级聚苯乙烯由于含有橡胶成分，其冲击强度比 GPPS 高 5~10 倍，使聚苯乙烯的
应用范围扩大了，目前已部分代替了价贵的 ABS 材料。
HIPS 为 PS 的改性材料，分子中含有 5-15%橡胶成份，其韧性比 PS 提高了四倍左右，
冲击强度大大提高（高抗冲击聚苯乙烯），已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高
冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等。
标准 HIPS 的其它重要性能:
弯曲强
度 13.8～55.1MPa；拉伸强度 13.8—41.4MPa；断裂伸长率为 15—75％；密度 1.035—
1.04 g/ml；它具有 PS 具有成型加工、着色力强的优点。
HIPS 制品为不透明性。
HIPS 吸
水性低，加工时可不需预先干燥。
3. HIPS 的工艺特点
因 HIPS 分子中含有 5-15%的橡胶，在一定程度上影响了其流动性，注射压力和成型
温度都宜高一些。
其冷却速度比 PS 慢，故需足够的保压压力、保压时间和冷却进间。
成
型周期会比 PS 稍长一点，其加工温度一般在 190-240℃为宜。
HIPS 树脂吸收水分较慢，
因此一般情况下不需干燥。
有时材料表面的水分过多会被吸收，从而影响最终产品的外观
质量。
在 160℃下干燥 2－3h 就可去掉多余的水分。
HIPS 制件中存在一个特殊的“白边”
的问题，通过提高模温和锁模力、减少保压压力及时间等办法来改善，产品中夹水纹会比
较明显。
4. HIPS 用途
通用级聚苯乙烯，可用于日用品、电气、仪表外壳、玩具、灯具、家用电器、文具、
化妆品容器、室内外装饰品、果盘、光学零件（如三棱镜、透镜）透镜窗镜和模塑、车灯、
电讯配件，电频电容器薄膜，高频绝缘材料、电视机等集装箱、波导管，化工容器等。
悬
浮聚合树脂可制成不同密度的泡沫塑料，用作绝热、隔音、防震、漂浮、包装材料，软木
代用品，预发泡体可作水过滤介质及制备轻质混凝土，低发泡塑料可制成合成木材做家具
等。
高抗冲击级聚苯乙烯（HIPS）可注塑或挤塑成各种制品，适合家电产品外壳，电器用
品、仪器仪表配件、冰箱内衬、板材、电视机、收录机、电话机壳体、文教用品、玩具、
包装容器、日用品、家具、餐具、托盘、餐具、结构泡沫制品、一次性用品、仪器仪表、
家用电器和娱乐用品以及建筑行业。
阻燃级（UL V－0 和 UL 5－V），抗冲击聚苯乙烯已
有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。
四、高耐热高刚高抗冲 HIPS 替代耐热 ABS 在小家电上的应用
小家电主要包括微波炉、电饭煲、电熨斗、电暖器、电火锅、电热水壶、电风扇、电
吹风、豆浆机、榨汁机、咖啡机、吸尘器、饮水机、空气加湿器、电动剃须刀等。
这些小
家电上的塑料部件如外壳、底座、把手、盖、开关、出风格栅、旋钮等多具有耐热的要求，
目前最常用的塑料材料为耐热 ABS、PBT/PET+CF、PBT+CF、PC/ABS、耐热 PP、PA+CF 等，
其中耐热 ABS 的用量是非常可观的。
耐热 ABS 树脂的制备一般有共聚和共混两种方法，改性厂一般是用前者，方法为在
ABS 中加入耐热剂（包括 SMA、PC、PMI、马来酰亚胺的多元共聚物等）。
近来，由于
ABS、耐热剂等原材料价格的急剧上涨，带动了耐热级 ABS 价格的急速上涨，进而导致下游
客户的成本急剧增加。
目前家电和小家电行业一个永不褪色的话题就是降本，所以开发出
一系列新的耐热材料代替高成本的耐热 ABS 迫在眉睫。
为适应市场的需求，上海锦湖日丽塑料有限公司开发出高耐热高刚高冲 HIPS 代替耐热
ABS 在小家电上的应用。
该树脂是由韩国锦湖石化特殊设计的高耐热 HIPS 与耐热树脂共混
而成，且在共混过程中添加了上海日之升精细化学定制化的相容剂，并通过优化材料配方、
调整工艺等方法使其耐热性与现有的耐热级 ABS 相当，且韧性远大于现有的耐热级 ABS，
而售价远远低于现有的耐热 ABS，从而能够为下游客户降低成本的同时，提高其产品的品
质。
与现有的耐热级 ABS 相比，锦湖日丽开发的高耐热高刚高冲 HIPS 具有很多优点：
（1）绿色环保，完全符合欧盟 Rohs 及 Reach 等指令；
（2）耐热性能优异，与耐热 ABS 相当；
牌号
通用 HIPS
HIPS485
耐热级 ABS
TS
29
44
45
FS
40
60
65
IS（1/8）
100
270
150
IS（1/4）
90
200
103
HDT
80
98
97
Vicat
90
110
110
MI（220*10）
40
8
6
（3）韧性较高，具有优异的抗跌落性能；
（4）优异的加工性能；
（5）能满足客户对各种颜色的需求；
（6）成本低，比耐热 ABS 成本降低 20%。
热、格栅等。
然而，詹建新[5]在对 HIPS 与 ABS 塑料性能的对比分析中发现，HIPS 的弯曲模量比 ABS
下降较少，但也接近 15%，在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度方面的测试中，HIPS 的性能
都要远远低于 ABS，特别是冲击强度，老化 400 小时以后，HIPS 的冲击强度在 6kJ/m2 以下，
只有 ABS 的 1/3 左右。
在应用到家用电器上，HIPS 所生产的制件在刚开始使用时，虽然能
够达到 ABS 制件相同的效果，但随着时间的延长，或反复受高温、低温的影响，HIPS 的老
化速度比 ABS 快很多，容易破碎，从而导致产品的使用寿命下降。
目前 HIPS 的生产厂家很多，不同牌号的 HIPS 性能差异很大，有的高品质 HIPS 比 ABS
性能还要好，但低品质的 HIPS 的性能则很差，因此在选择 HIPS 生产塑料制件时，应该选
用品质较好的品牌，慎用低品质的 HIPS。
五、家电外壳应用材质研究
中国已成为全球家电制造中心，因此对塑料材料的需求也在不断增大，塑料已经成
为家电行业仅次于钢材的第二类原材料，也是应用量增长速度最快的材料，近几年平均增
长速度约为 30%。
目前，中国主要家电产品中，塑料所占比例分别为：
吸尘器 60%，冰箱
38%，洗衣机 34%，电视机 23%，空调 10%[2]。
用于家电外壳制造的塑料大部分是热塑性塑料，约占 90%。
经过收集有以下几种：
HIPS 耐冲击性聚苯乙烯
ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
PC 聚碳酸酯
PPO 聚苯醚
MPPO（改良性聚苯醚）=PPO+HIPS
PVC 聚氯乙烯
在家电用工程塑料中，ABS 树脂的用量居于首位，主要用于制作冰箱的内衬，电视机、
计算机、录音录像机、空调、吸尘器、电话机、电子琴及其他小家电的壳体和内部构件等，
如家电中的外部透明件及冰箱的内部透明件就是采用透明 ABS 树脂制作的。
ABS 作为世界
用量最大的工程热塑性树脂，在中国有 80%的消费量源于家电生产。
目前国内 ABS 树脂发展的趋势呈现出仍然供不应求、进口不断下降、价格持续走低、
市场压力加大的特点。
ABS-综合性能较好，耐冲击强度较高，化学稳定性良好，表面亮度好，在亮度和韧性
上优于 HIPS。
PS 又分 GPPS、HIPS（高抗冲聚苯乙烯）等，较脆，其中 HIPS 的亮度一般，
韧性比 ABS 要逊色一点。
GPPS：
普通聚苯乙烯，似玻璃状脆性材料。
其制品具有极高的透明度，透光率达 90％
以上，电绝缘性能好，易着色，刚性好、耐化学腐蚀性好。
不足之处在于性脆，冲击强度
低，易出现应力开裂，耐热性差等。
PP：
聚丙烯，具有很好的耐低温性能、较高的冲击强度和良好的抗弯曲疲劳性
一般性的家用电器都是选用阻燃 ABS，线材中大多是 PVC，而这两种阻燃原料里都含有
氯的成份，大家都知道氯这种元素如在空气中燃烧定会产生有毒气体-氯气，所以在大家所
见的许多火灾中丧生的人都是因为火灾中大量有毒的浓烟窒息而死，于是对于更好的阻燃
材料的出现成为了许多家用电器制造商的一种期盼，那么什么材料目前阻燃材料中最好的
呢？
市场上面最常见的就是顶好阻燃 pp！
顶好阻燃 pp 热变形温度相对较高，达到 130 多度，就算在相对湿度 90 放至 24 小时之
后，在 5000-30000 伏的电压下都不会被击穿，CTI 值达到 600（相对漏电起痕指数（CTI）
是一种衡量耐电压性的参数，所经受住的不同电压值规定了三个等级，即：
I 级：
CTI 大于
600V；II 级：
CTI 在 400 到 600 之间；III 级：
CTI 在 175 到 400 之间）。
就拿膨胀型的顶
好阻燃 pp 来说，这种材料里面所含有的阻燃剂有种特定的性能，那就是达到特定的温度时，
材料中的阻燃剂就会因温度的升高而覆盖到材料的表面，这样就隔绝
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