家電行業(yè)技術(shù)破圈（四）：隱形的力量
來(lái)源：
中國(guó)家電網(wǎng)
日期：2021-12-06
責(zé)編：
殷緒江
縱觀家電行業(yè)近些年的發(fā)展變化，無(wú)論在產(chǎn)品的質(zhì)量、外觀還是性能上，都以不斷地技術(shù)創(chuàng)新和功能提升，為人們生活的便捷舒適提供著保障。然而，除這些看得見(jiàn)的提升外，還有一個(gè)不易被消費(fèi)者感知到的“隱形力量”，也在不斷地進(jìn)步變革中，推動(dòng)著家電行業(yè)發(fā)展的進(jìn)程，這個(gè)“看不見(jiàn)的隱形力量”就是構(gòu)成家電產(chǎn)品的原材料。
家電產(chǎn)品所涉及的材料十分廣泛，從金屬材料鋼、鐵、鋁、銅，到非金屬材料玻璃、樹(shù)脂、塑料、陶瓷，再到復(fù)合型材料等等，每一類(lèi)材料的應(yīng)用和創(chuàng)新，都加速家電產(chǎn)品的革新。
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近兩年，原材料的漲價(jià)潮讓家電企業(yè)集體承壓，陡然上升的成本壓力不斷壓縮著企業(yè)的利潤(rùn)空間。家電企業(yè)一方面從產(chǎn)品技術(shù)功能、銷(xiāo)售策略模式上發(fā)力，來(lái)緩解企業(yè)的經(jīng)營(yíng)壓力;另一方面，尋求更質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的替代材料，從源頭上降低企業(yè)的生產(chǎn)成本、以更高效的材料來(lái)提升產(chǎn)品的使用能效，也是關(guān)鍵。
在材料替代方面，早期以5mm銅管替代空調(diào)原本換熱器中7mm、9.52mm銅管，通過(guò)換熱器小型化，在保持銅管優(yōu)秀傳熱品質(zhì)的同時(shí)，更能節(jié)省約30%-40%的銅材料，大幅降低了空調(diào)的成本壓力。
壓縮機(jī)的小型化同樣是當(dāng)下各廠商研發(fā)的重點(diǎn)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)出小體積壓縮機(jī)。例如，1.5HP機(jī)型空調(diào)由早前的15KG定速機(jī)發(fā)展為現(xiàn)在的7KG變頻機(jī)、冰箱已研發(fā)出整機(jī)重量?jī)H3.5kg的變頻壓縮機(jī)，可覆蓋100L~300L中小規(guī)格冰箱的變頻化趨勢(shì)等等，在增加了壓縮機(jī)能量密度、提升產(chǎn)品性能的同時(shí)、又降低了企業(yè)生產(chǎn)成本的壓力，同時(shí)，更可節(jié)省產(chǎn)品的占地空間，實(shí)現(xiàn)多贏。
銅替代一直是材料創(chuàng)新的重點(diǎn)之一。作為制冷產(chǎn)品重要材料之一的銅，是現(xiàn)階段分體式空調(diào)安裝中最常見(jiàn)的室外機(jī)冷媒連接管，但我國(guó)是銅進(jìn)口大國(guó)，銅資源緊缺，銅連接管的使用不僅會(huì)造成企業(yè)的成本壓力，也會(huì)對(duì)銅資源造成消耗。使用樹(shù)脂鋁復(fù)合連接管來(lái)代替銅管，就可很好的解決以上問(wèn)題，既降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，更減少了銅資源的損耗。
不僅如此，通過(guò)復(fù)配添加劑配方的樹(shù)脂鋁復(fù)合連接管，還有著超強(qiáng)的韌性，將高性能樹(shù)脂涂覆在金屬鋁管外表上，使兩者之間緊密結(jié)合，在彎折過(guò)程中可確保涂層不開(kāi)裂、不剝離，其耐高溫可達(dá)150℃，耐低溫達(dá)-40℃，戶外有效壽命長(zhǎng)達(dá)10年以上，滿足用戶的使用需求。
這些新材料的應(yīng)用，都使產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)力，增長(zhǎng)了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，更推動(dòng)了行業(yè)的發(fā)展。
節(jié)能環(huán)保，綠色發(fā)展
現(xiàn)在，隨著工業(yè)、貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)等日益的繁榮，環(huán)境污染成為全球共同的問(wèn)題，我們?cè)诮?jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展的同時(shí)，更要協(xié)調(diào)好人類(lèi)與環(huán)境的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。在全球氣溫變暖確定性增強(qiáng)的背景下，減排控溫勢(shì)在必行。2020年，我國(guó)宣布了碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)愿景，將雙碳政策上升為國(guó)家戰(zhàn)略，積極推動(dòng)可持續(xù)循環(huán)發(fā)展。
而這，也給廣大的家電企業(yè)提出了更高的要求，不僅要關(guān)注生產(chǎn)過(guò)程中用電、能源等所產(chǎn)生的二氧化碳，也要關(guān)注產(chǎn)品在后期使用過(guò)程中帶來(lái)的溫室氣體的減排。我們可以看到，家電企業(yè)們對(duì)于實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，已經(jīng)開(kāi)始從產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同推進(jìn)，以達(dá)成家電產(chǎn)品從企劃研發(fā)、生產(chǎn)制造、購(gòu)買(mǎi)使用、回收處理等全生命周期的綠色化。
目前，節(jié)能減排和采購(gòu)可再生電力是家電企業(yè)減少范圍一和范圍二碳排放的主要方式。在范圍三的減碳排放上，上游原材料端的碳排放是推進(jìn)低碳的重要一環(huán)。(范圍一：直接排放，在實(shí)體控制范圍之內(nèi)的排放;范圍二：間接排放，實(shí)體控制之下的耗電量所產(chǎn)生的排放，但發(fā)電不是;范圍三：其他間接排放，涉及使用生產(chǎn)的產(chǎn)品等所產(chǎn)生的排放。)
具有隔熱作用的聚氨酯，在冰箱產(chǎn)品上的應(yīng)用十分廣泛。眾所周知，我國(guó)是冰箱制造大國(guó)，2020年總產(chǎn)量約1.2億臺(tái)，全年消耗聚氨酯原材料70-90萬(wàn)噸，所以通過(guò)創(chuàng)新突破來(lái)實(shí)現(xiàn)聚氨酯的升級(jí)換代，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，尤為關(guān)鍵。
“我們打算將相當(dāng)大比例的可再生原料(如植物廢料、殘余脂肪、植物油)用于生產(chǎn)碳足跡更低的MDI/TDI。”科思創(chuàng)聚合物(中國(guó)有限公司)可持續(xù)發(fā)展和公共事務(wù)部經(jīng)理郭輝表示說(shuō)，這些低碳聚氨酯材料原料份額達(dá)60%，可替代部分化石資源，幫助提升終端應(yīng)用的可持續(xù)性，助力實(shí)現(xiàn)碳中和。目前，該材料已經(jīng)被應(yīng)用在冰箱產(chǎn)品上，在第4屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)上，海爾推出的“博觀650”冰箱，就是行業(yè)內(nèi)首款低碳聚氨酯材料冰箱。
除雙碳目標(biāo)外，用創(chuàng)新材料做替代，減少材料的污染也是實(shí)現(xiàn)綠色家電的關(guān)鍵步驟。在企業(yè)不斷地探索研究下，這些新型材料，不僅可以實(shí)現(xiàn)在材料的生產(chǎn)和加工時(shí)，就很大程度上減少污染物的排放，更可以實(shí)現(xiàn)在后續(xù)材料的回收利用上，更具環(huán)保屬性。
如前文提到的樹(shù)脂鋁復(fù)合材料代替銅材料，不僅可減少重金屬銅對(duì)自然環(huán)境及人體所帶來(lái)的一定的影響，還可減少銅連接管在安裝過(guò)程中，所采用的釬焊方式進(jìn)行加長(zhǎng)，給環(huán)境造成的污染。
又如，傳統(tǒng)制作冰箱門(mén)封的PVC樹(shù)脂材料，在其合成的過(guò)程中，具有高能耗、高排放、高污染的三高弊端，而創(chuàng)新型材料新效TPE密封條，在擠出和焊接時(shí)，均無(wú)有害氣體的釋出，不僅如此，因其在制品時(shí)無(wú)需硫化或化學(xué)法交聯(lián)，故其邊角余料以及廢舊回收料在粉碎后可100%直接重復(fù)使用，具有突出的環(huán)保特性，而這些，是PVC類(lèi)材料所達(dá)不到的。據(jù)了解，目前TPE密封條在冰箱上的應(yīng)用占比僅為4%，未來(lái)有著廣闊的發(fā)展空間。
提升顏值，美學(xué)升級(jí)
當(dāng)下，隨著消費(fèi)者對(duì)品質(zhì)生活追求的越發(fā)提升，其對(duì)家電的要求已不僅僅是簡(jiǎn)單的功能使用上的需求，而是向著個(gè)性化、高顏值等極具生活美學(xué)層面發(fā)展，比如近兩年格外火爆的時(shí)尚小家電品類(lèi)，走俏背后的一大主要原因就是其在外觀色彩、形態(tài)設(shè)計(jì)上給消費(fèi)者帶來(lái)了極大的欣賞價(jià)值，精準(zhǔn)契合了現(xiàn)代消費(fèi)者對(duì)高顏值、個(gè)性化的追求。
基于此，將材料與美學(xué)融合，使產(chǎn)品有更美觀的外形，更好地匹配居家環(huán)境，滿足消費(fèi)者的審美需求，是當(dāng)下上游原材料廠商和各家電企業(yè)共同努力的方向。
追求外觀的色彩靚麗是家電材料的一大趨勢(shì)，家電的CMF(色彩、材料、工藝、紋理)外觀經(jīng)歷了從噴粉到彩板的發(fā)展，色彩從單一的白色逐漸演變至金屬色再到深色，從強(qiáng)調(diào)單品逐漸發(fā)展到家居環(huán)境的整體搭配化。
以冰箱為例，現(xiàn)在各品牌在面板的選擇上，早已摒棄了傳統(tǒng)單一刻板的外觀材料，而是采用更獨(dú)特美觀的材料給消費(fèi)者帶來(lái)高級(jí)的品質(zhì)感。如西門(mén)子零度Plus冰箱的陶瓷面板、COLMO冰箱TURING系列的皓石藍(lán)色面板、容聲冰箱晶鉆系列的莫蘭迪色面板等等，都營(yíng)造出了不俗的視覺(jué)觀感。
又如，青島河鋼新材的涂覆鋼板創(chuàng)新復(fù)合材料，其三大主題“幻象之影”、“秩序之變”和“本源之旅”，將自然元素融入到現(xiàn)代元素中，使其在顏色的映襯下給消費(fèi)者帶來(lái)仿佛身處自然中的真實(shí)感;更將當(dāng)下年輕人最為追捧的“賽博朋克風(fēng)”的視覺(jué)藝術(shù)風(fēng)格，運(yùn)用到鋼板色彩上，營(yíng)造出未來(lái)世界科技感的奇妙氛圍，吸引年輕人的目光。
除鋼板外，塑料在家電產(chǎn)品上的應(yīng)用也十分廣泛，從產(chǎn)品的外觀到產(chǎn)品的內(nèi)襯，都離不開(kāi)塑料材質(zhì)，通過(guò)改善塑料外觀進(jìn)而提升家電產(chǎn)品的顏值也是行業(yè)趨勢(shì)。免噴涂塑料的誕生，讓產(chǎn)品更具美感和辨識(shí)度，越發(fā)受到市場(chǎng)的青睞。
在塑膠原料中通過(guò)熔融共混的方式加入具有不同顯色效果的顏色，如金屬粉、珠光粉、陶瓷粉等，這些制件自帶特殊的色彩效果，無(wú)需再進(jìn)行后續(xù)噴涂處理，可實(shí)現(xiàn)多種質(zhì)感的美學(xué)外觀，為產(chǎn)品提供更多、更自由的設(shè)計(jì)選擇。
目前，免噴涂塑料在液晶電視面框、空調(diào)和洗衣機(jī)面板、吸塵器外殼等產(chǎn)品上得以廣泛應(yīng)用，給消費(fèi)者帶來(lái)了良好的視覺(jué)體驗(yàn)，將家電產(chǎn)品的顏值，從內(nèi)到外的進(jìn)行了全方位的改變與提升。
抗菌安全，創(chuàng)新應(yīng)用
后疫情時(shí)代，健康成為全民熱議的話題，消費(fèi)者對(duì)家電產(chǎn)品在抗菌功能上的需求越發(fā)明顯，各廠商們也都在此方向上深耕加碼，家電企業(yè)從功能上做創(chuàng)新研發(fā)，上游供應(yīng)鏈企業(yè)則從材料上著手研究，致力于為更健康潔凈的家居環(huán)境提供保障。
“病原微生物附著在產(chǎn)品上，那用戶接觸到這個(gè)產(chǎn)品，就會(huì)有一定的危害，我們要想辦法去控制這種風(fēng)險(xiǎn)。”抗菌新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)張迎增這樣說(shuō)到，而這些微生物所帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)不僅僅是對(duì)人體的，也會(huì)給產(chǎn)品、材料造成腐蝕，降低工業(yè)產(chǎn)品理化性能，縮短其使用壽命。所以，探索材料本身的抗菌性，成為很多材料企業(yè)研究的課題。
譬如，金發(fā)科技在高分子材料領(lǐng)域的研究，就很大程度上避免了這種情況的出現(xiàn)，通過(guò)在高分子材料中添加特殊成分來(lái)破壞細(xì)菌，達(dá)到消滅細(xì)菌的目的。與此同時(shí)，也將材料外觀變色度問(wèn)題考慮在內(nèi)，為應(yīng)對(duì)當(dāng)下家電產(chǎn)品主要以UVC殺菌的特性，將抗菌材料的耐候性做高，這樣在接受UVC照射殺菌時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生較大的黃變，對(duì)產(chǎn)品的美觀程度不會(huì)造成影響。
不僅如此，現(xiàn)在家電材料還實(shí)現(xiàn)了跨圈突破，載人航天器用抗菌材料已經(jīng)在家電產(chǎn)品上落地。這些抗菌塑料制品、PU、UV、水性漆、硝基漆用抗菌等材料，都具有高效廣譜的抗菌性，能有效抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等常見(jiàn)的有害細(xì)菌，抗菌率達(dá)99%以上。值得一提的是，微晶藍(lán)納米銀抗菌顆粒經(jīng)特殊工藝制備而成的抗菌玻璃體，具有超強(qiáng)的緩溶特性，在水體進(jìn)行沖刷后，使水體帶有殺菌作用，抗菌有效時(shí)間20000-30000小時(shí)，可應(yīng)用在掃地機(jī)器人等清潔產(chǎn)品上。
除抗菌健康外，家電的安全性問(wèn)題也是消費(fèi)者和行業(yè)人士關(guān)注的重點(diǎn)。作為與人們生活密不可分的產(chǎn)品，安全是最基本的底線，也是最高要求的防護(hù)，因此，高阻燃材料被廣泛應(yīng)用。我們看到，現(xiàn)在已經(jīng)有陶瓷阻燃材料100s燒不穿，在進(jìn)行燃燒測(cè)試后，正面形成堅(jiān)固的陶瓷層，背面也保持形狀完好，阻燃等級(jí)達(dá)5VA&乙炔焰不穿。
在新電熱材料領(lǐng)域上，納米復(fù)合材料比傳統(tǒng)半導(dǎo)體氧化物材料，更堅(jiān)硬而致密，所制成的納米膜加熱器不僅升溫快，每秒可升溫50-300℃，電熱效率達(dá)95%，更能做到精準(zhǔn)控溫，防止低溫燙傷給人體帶來(lái)的傷害。
材料的進(jìn)步與技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，在科技力量如此強(qiáng)大的今天，人們?cè)诓牧系难芯可?，無(wú)論從廣度還是深度，都向著更深層次進(jìn)發(fā)，在消費(fèi)者不易察覺(jué)的地方，掀起一場(chǎng)“產(chǎn)業(yè)的革命”，為家電行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供支撐，也為人們的舒適生活增添助力。
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