家电行业技术破圈（四）：隐形的力量
来源：
中国家电网
日期：2021-12-06
责编：
殷绪江
纵观家电行业近些年的发展变化，无论在产品的质量、外观还是性能上，都以不断地技术创新和功能提升，为人们生活的便捷舒适提供着保障。然而，除这些看得见的提升外，还有一个不易被消费者感知到的“隐形力量”，也在不断地进步变革中，推动着家电行业发展的进程，这个“看不见的隐形力量”就是构成家电产品的原材料。
家电产品所涉及的材料十分广泛，从金属材料钢、铁、铝、铜，到非金属材料玻璃、树脂、塑料、陶瓷，再到复合型材料等等，每一类材料的应用和创新，都加速家电产品的革新。
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近两年，原材料的涨价潮让家电企业集体承压，陡然上升的成本压力不断压缩着企业的利润空间。家电企业一方面从产品技术功能、销售策略模式上发力，来缓解企业的经营压力;另一方面，寻求更质优价廉的替代材料，从源头上降低企业的生产成本、以更高效的材料来提升产品的使用能效，也是关键。
在材料替代方面，早期以5mm铜管替代空调原本换热器中7mm、9.52mm铜管，通过换热器小型化，在保持铜管优秀传热品质的同时，更能节省约30%-40%的铜材料，大幅降低了空调的成本压力。
压缩机的小型化同样是当下各厂商研发的重点，通过技术创新研发出小体积压缩机。例如，1.5HP机型空调由早前的15KG定速机发展为现在的7KG变频机、冰箱已研发出整机重量仅3.5kg的变频压缩机，可覆盖100L~300L中小规格冰箱的变频化趋势等等，在增加了压缩机能量密度、提升产品性能的同时、又降低了企业生产成本的压力，同时，更可节省产品的占地空间，实现多赢。
铜替代一直是材料创新的重点之一。作为制冷产品重要材料之一的铜，是现阶段分体式空调安装中最常见的室外机冷媒连接管，但我国是铜进口大国，铜资源紧缺，铜连接管的使用不仅会造成企业的成本压力，也会对铜资源造成消耗。使用树脂铝复合连接管来代替铜管，就可很好的解决以上问题，既降低了企业的生产成本，更减少了铜资源的损耗。
不仅如此，通过复配添加剂配方的树脂铝复合连接管，还有着超强的韧性，将高性能树脂涂覆在金属铝管外表上，使两者之间紧密结合，在弯折过程中可确保涂层不开裂、不剥离，其耐高温可达150℃，耐低温达-40℃，户外有效寿命长达10年以上，满足用户的使用需求。
这些新材料的应用，都使产品更具竞争力，增长了企业的经济效益，更推动了行业的发展。
节能环保，绿色发展
现在，随着工业、贸易、经济等日益的繁荣，环境污染成为全球共同的问题，我们在经济创新发展的同时，更要协调好人类与环境的关系，实现对生态环境的保护。在全球气温变暖确定性增强的背景下，减排控温势在必行。2020年，我国宣布了碳达峰和碳中和的目标愿景，将双碳政策上升为国家战略，积极推动可持续循环发展。
而这，也给广大的家电企业提出了更高的要求，不仅要关注生产过程中用电、能源等所产生的二氧化碳，也要关注产品在后期使用过程中带来的温室气体的减排。我们可以看到，家电企业们对于实现双碳目标，已经开始从产业链上下游协同推进，以达成家电产品从企划研发、生产制造、购买使用、回收处理等全生命周期的绿色化。
目前，节能减排和采购可再生电力是家电企业减少范围一和范围二碳排放的主要方式。在范围三的减碳排放上，上游原材料端的碳排放是推进低碳的重要一环。(范围一：直接排放，在实体控制范围之内的排放;范围二：间接排放，实体控制之下的耗电量所产生的排放，但发电不是;范围三：其他间接排放，涉及使用生产的产品等所产生的排放。)
具有隔热作用的聚氨酯，在冰箱产品上的应用十分广泛。众所周知，我国是冰箱制造大国，2020年总产量约1.2亿台，全年消耗聚氨酯原材料70-90万吨，所以通过创新突破来实现聚氨酯的升级换代，达到节能环保的目标，尤为关键。
“我们打算将相当大比例的可再生原料(如植物废料、残余脂肪、植物油)用于生产碳足迹更低的MDI/TDI。”科思创聚合物(中国有限公司)可持续发展和公共事务部经理郭辉表示说，这些低碳聚氨酯材料原料份额达60%，可替代部分化石资源，帮助提升终端应用的可持续性，助力实现碳中和。目前，该材料已经被应用在冰箱产品上，在第4届中国国际进口博览会上，海尔推出的“博观650”冰箱，就是行业内首款低碳聚氨酯材料冰箱。
除双碳目标外，用创新材料做替代，减少材料的污染也是实现绿色家电的关键步骤。在企业不断地探索研究下，这些新型材料，不仅可以实现在材料的生产和加工时，就很大程度上减少污染物的排放，更可以实现在后续材料的回收利用上，更具环保属性。
如前文提到的树脂铝复合材料代替铜材料，不仅可减少重金属铜对自然环境及人体所带来的一定的影响，还可减少铜连接管在安装过程中，所采用的钎焊方式进行加长，给环境造成的污染。
又如，传统制作冰箱门封的PVC树脂材料，在其合成的过程中，具有高能耗、高排放、高污染的三高弊端，而创新型材料新效TPE密封条，在挤出和焊接时，均无有害气体的释出，不仅如此，因其在制品时无需硫化或化学法交联，故其边角余料以及废旧回收料在粉碎后可100%直接重复使用，具有突出的环保特性，而这些，是PVC类材料所达不到的。据了解，目前TPE密封条在冰箱上的应用占比仅为4%，未来有着广阔的发展空间。
提升颜值，美学升级
当下，随着消费者对品质生活追求的越发提升，其对家电的要求已不仅仅是简单的功能使用上的需求，而是向着个性化、高颜值等极具生活美学层面发展，比如近两年格外火爆的时尚小家电品类，走俏背后的一大主要原因就是其在外观色彩、形态设计上给消费者带来了极大的欣赏价值，精准契合了现代消费者对高颜值、个性化的追求。
基于此，将材料与美学融合，使产品有更美观的外形，更好地匹配居家环境，满足消费者的审美需求，是当下上游原材料厂商和各家电企业共同努力的方向。
追求外观的色彩靓丽是家电材料的一大趋势，家电的CMF(色彩、材料、工艺、纹理)外观经历了从喷粉到彩板的发展，色彩从单一的白色逐渐演变至金属色再到深色，从强调单品逐渐发展到家居环境的整体搭配化。
以冰箱为例，现在各品牌在面板的选择上，早已摒弃了传统单一刻板的外观材料，而是采用更独特美观的材料给消费者带来高级的品质感。如西门子零度Plus冰箱的陶瓷面板、COLMO冰箱TURING系列的皓石蓝色面板、容声冰箱晶钻系列的莫兰迪色面板等等，都营造出了不俗的视觉观感。
又如，青岛河钢新材的涂覆钢板创新复合材料，其三大主题“幻象之影”、“秩序之变”和“本源之旅”，将自然元素融入到现代元素中，使其在颜色的映衬下给消费者带来仿佛身处自然中的真实感;更将当下年轻人最为追捧的“赛博朋克风”的视觉艺术风格，运用到钢板色彩上，营造出未来世界科技感的奇妙氛围，吸引年轻人的目光。
除钢板外，塑料在家电产品上的应用也十分广泛，从产品的外观到产品的内衬，都离不开塑料材质，通过改善塑料外观进而提升家电产品的颜值也是行业趋势。免喷涂塑料的诞生，让产品更具美感和辨识度，越发受到市场的青睐。
在塑胶原料中通过熔融共混的方式加入具有不同显色效果的颜色，如金属粉、珠光粉、陶瓷粉等，这些制件自带特殊的色彩效果，无需再进行后续喷涂处理，可实现多种质感的美学外观，为产品提供更多、更自由的设计选择。
目前，免喷涂塑料在液晶电视面框、空调和洗衣机面板、吸尘器外壳等产品上得以广泛应用，给消费者带来了良好的视觉体验，将家电产品的颜值，从内到外的进行了全方位的改变与提升。
抗菌安全，创新应用
后疫情时代，健康成为全民热议的话题，消费者对家电产品在抗菌功能上的需求越发明显，各厂商们也都在此方向上深耕加码，家电企业从功能上做创新研发，上游供应链企业则从材料上着手研究，致力于为更健康洁净的家居环境提供保障。
“病原微生物附着在产品上，那用户接触到这个产品，就会有一定的危害，我们要想办法去控制这种风险。”抗菌新材料产业技术创新联盟秘书长张迎增这样说到，而这些微生物所带来的潜在风险不仅仅是对人体的，也会给产品、材料造成腐蚀，降低工业产品理化性能，缩短其使用寿命。所以，探索材料本身的抗菌性，成为很多材料企业研究的课题。
譬如，金发科技在高分子材料领域的研究，就很大程度上避免了这种情况的出现，通过在高分子材料中添加特殊成分来破坏细菌，达到消灭细菌的目的。与此同时，也将材料外观变色度问题考虑在内，为应对当下家电产品主要以UVC杀菌的特性，将抗菌材料的耐候性做高，这样在接受UVC照射杀菌时，就不会产生较大的黄变，对产品的美观程度不会造成影响。
不仅如此，现在家电材料还实现了跨圈突破，载人航天器用抗菌材料已经在家电产品上落地。这些抗菌塑料制品、PU、UV、水性漆、硝基漆用抗菌等材料，都具有高效广谱的抗菌性，能有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见的有害细菌，抗菌率达99%以上。值得一提的是，微晶蓝纳米银抗菌颗粒经特殊工艺制备而成的抗菌玻璃体，具有超强的缓溶特性，在水体进行冲刷后，使水体带有杀菌作用，抗菌有效时间20000-30000小时，可应用在扫地机器人等清洁产品上。
除抗菌健康外，家电的安全性问题也是消费者和行业人士关注的重点。作为与人们生活密不可分的产品，安全是最基本的底线，也是最高要求的防护，因此，高阻燃材料被广泛应用。我们看到，现在已经有陶瓷阻燃材料100s烧不穿，在进行燃烧测试后，正面形成坚固的陶瓷层，背面也保持形状完好，阻燃等级达5VA&乙炔焰不穿。
在新电热材料领域上，纳米复合材料比传统半导体氧化物材料，更坚硬而致密，所制成的纳米膜加热器不仅升温快，每秒可升温50-300℃，电热效率达95%，更能做到精准控温，防止低温烫伤给人体带来的伤害。
材料的进步与技术的发展息息相关，在科技力量如此强大的今天，人们在材料的研究上，无论从广度还是深度，都向着更深层次进发，在消费者不易察觉的地方，掀起一场“产业的革命”，为家电行业的创新发展提供支撑，也为人们的舒适生活增添助力。
