最近，冰箱在美国“火了”。


由于美国一家拥有2200名工人的肉类加工厂近日被查出570人被确诊了新冠肺炎，不得不关闭，因此，美国多个地区出现肉类供应紧张，不少美国民众为了囤积更多肉类食物，开始大量采购冰箱。一时间，冰箱销售量飙升。


那么，在美国“卖爆了”的冰箱销量上升，会影响到哪些塑料材料呢？那就要看看冰箱里面使用的塑料材质有哪些了。


对于冰箱企业而言，生产过程中所涉及的材料和部件主要包括四大类：塑料类、钣金类，制冷系统类和电气控制类，而一般情况下，塑料所参与制造的部件数量最多。以某型号中等容积的主流冰箱产品为例，塑料材质的部件占整个冰箱部件的近70％，塑料总质量占冰箱总重40％左右。


冰箱内部结构图示



五种冰箱常用塑料原料



 一、聚氨酯——PU


在聚氨酯产品中，其发泡材料约占总量的80％以上，具有导热系数低和加工性能好的特点，非常适合用于隔热保温，因此被广泛用于冰箱门体和箱体的隔热层。


隔热层是冰箱的关键部件，冰箱生产厂家大多采取现场发泡的工艺，以多元醇、异氰酸酯及环戊烷为主要原料，充填至冰箱的门体和箱体隔热层，在一定的高温下发泡成型，并通过调节原料间的不同配比，控制发泡的速度和泡孔效果，以获得理想的保温效果。


在所需的塑料成本中，PU大约占据了40~50％的成本比重。


二、聚苯乙烯——PS


冰箱生产中常用的聚苯乙烯包括通用型聚苯乙烯（GPPS）、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及可发性聚苯乙烯（EPS）。


聚苯乙烯是冰箱生产中用量最大的塑料品种，其用量占冰箱塑料总用量的60％以上。


GPPS：尺寸稳定性好、收缩率低，主要用于注塑成型制造冰箱中透明、硬质的部件，如果菜盒、瓶座等部件。


HIPS：是一种增韧改性的聚苯乙烯，具有良好的抗冲击性能，加热后延展性能良好。主要用于制造冰箱的内胆和门衬，所采取的加工工艺是真空吸附成型法。


EPS：减震性能好，主要用于制造冰箱成品包装和运输过程中的减震辅助材料。


三、聚丙烯——PP


生产工艺简单、价格低廉，注塑制品具有较高的韧性和表面光洁度，同时具备良好的耐化学腐蚀性能，在冰箱生产中主要用于制造冰箱抽屉。


四、丙稀腈-丁二烯-苯乙烯——ABS


强度高、光泽度好、易加工、制品收缩率低等优异的综合性能，主要用于加工外观零部件，如：门把手和各类装饰条。


五、聚乙烯——PE


无臭、无味、无毒，具有良好的抗冲击性能和耐化学品性，透水率低。主要用于各种管材的制造，冰箱企业通常采用吹塑方式成型的工艺来进行加工。


六、其他塑料


除了上述5类材料之外，聚氯乙稀(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及聚酰胺(PA)也是冰箱生产中的常见塑料，主要用于门封条、灯罩、铰链、显示面板及轴套等部件。


冰箱上关键塑料件成型工艺



主要塑料工艺应用情况


1、内胆


内胆采用ABS或HIPS材料经真空成型而成。

ABS三种组分对性能的贡献是不一样的，


A：主要贡献耐化学性和耐热性；

B：主要贡献耐冲击性和韧性；

S：主要贡献加工性和刚性。


一般来说：橡胶含量增加，冲击强度增加，但加工流动性和光老化性能则有所下降；丙烯腈含量增加，则耐化学性和耐热性增加，这也是ABS与HIPS的最大差别。


冰箱内胆的吸塑成型主要有以下几种形式：阳模成型、阴模成型、压空真空成型工艺等。压空真空成型工艺可以成型局部更清晰的结构及节省材料。


吸塑设备：主要有直线式和旋转式多工位吸塑机、单工位吸塑机，现在主要是直线式多工位吸塑机。


2、门封


门封通常用软质PVC挤出成型，其典型的生产工艺是：


PVC粉料、助剂混合→造粒→挤出成型→切角→穿磁芯→焊接


对门封结构和材料的研究是要保证门封密封隔热效果，实现节能，并且确保门封在使用过程中防霉抗菌，此外，新型门封也有采用弹性体压铸工艺生产。


3、聚氨酯保温层


硬质PU泡沫塑料用于冰箱保温层，是关系到冰箱性能、结构及生产工艺的关键材料，主要是以异氰酸酯和聚醚多元醇为主要原料，再添加各种助剂，在冰箱生产现场灌注发泡而成，发泡剂主要有R11、R141b、CO2、水等。


不同的发泡剂的不同的导热系数，是决定聚氨酯保温层的关键性能，无氟发泡技术的主要研究方向是降低泡沫导热系数，实现节能。


冰箱箱体发泡设备主要有：直线式和地环式；冰箱门体发泡设备型式主要有：履带式和旋转式，箱体灌注方式有后板注泡和后底板注泡。


4、门拉手


冰箱门拉手通常采用ABS材料经注塑而成，拉手的结构型式体现了冰箱门体造型，因此，注塑后的拉手通常经过表面装饰工艺覆塑钢板结构示意以满足消费者对冰箱外观装饰的追求。


表面装饰工艺主要有：电镀、热转印、烫印、移印、罩光喷涂、模内装饰。模内装饰是迄今最先进的表面装饰工艺，将表面装饰等二次加工工艺与注塑一次完成，而且质量大幅度提高，模内装饰工艺与普通注塑工艺有如下不同：


①有一套自动送箔精密定位装置，成型时依靠夹具或配有真空吸附使箔与模具贴合；

②模具顶针设计与浇口在同一侧。


5、冰箱门面


冰箱门面板现在大多以覆塑钢板取代了过去的喷漆或喷粉的金属面板，覆塑钢板是以冷轧钢板(CRS)或镀锌钢板(EG或GI)为基材，复合PVC膜而成，PVC花纹薄膜可以印刷各种花纹图案适应消费者的需求，由于加工工艺和材料不同，覆塑钢板和喷粉板性能上有一些区别，典型的加工工艺如下：


基材→预处理→涂胶→复合PVC膜→贴保护膜→剪切


6、其他


普通压缩机罩采用PP注塑。近年来，PP在冰箱上的应用呈不断增长的趋势，在一些场合被用来注塑顶盖、抽屉盒、控制板、隔板、搁架等。


由于其密度低，有利于降低零部件重量和材料消耗，并且由于聚合工艺的改进及共混改性提高了PP的加工性能和物理力学性能，使PP在冰箱上的应用在一些场合有取代PS、ABS的趋势。