透红外材料在家用电器中的应用研究

2018-03-06江敬强刘刚

家电科技 2018年2期

江敬强刘刚

广东美的制冷设备有限公司广东佛山 528311

1 引言

目前家用电器的外观件主要使用HIPS或者ABS，能在保证外观美观的前提下，同时保证家用电器的机械强度。为保证一定的机械强度和制件稳定性，要求外观件壁厚一般为3mm左右。黑色的外观件对红外吸收严重，遥控功能更容易失效，普通黑色的HIPS或者黑色ABS，不能满足遥控接收的要求。目前市场越来越流行黑色的外观，因此为了保证机械强度和外观的同时，还要满足遥控接收的需求，那么如何能使黑色外观实现遥控接收功能，已成为亟待解决的问题。我们经过研究，成功开发出了一种能够透红外的黑色材料。

图1 材料1-8的典型红外特征图谱

2 材料验证

根据家用电器外观件的使用要求，采用透红外材料制作外观件，材料1至材料8为不同厂家的透红外材料。首先对材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、常温缺口冲击强度等力学性能进行摸底测试，按照相关国际标准进行测试，结果如表1-5。

从表中可以看出，透红外材料的拉伸强度范围在39～50MPa，断裂伸长率范围在11.6%～38.5%，弯曲强度范围在54.10～72.24MPa，弯曲模量范围在1738～2204MPa，常温缺口冲击强度范围在8.67～15.44kJ/m2。

对材料1至材料8分别进行了红外光谱、DSC、TG测试，材料的典型特征图谱如图1～3。

图1是红外透光材料的典型红外特征图谱。遥控红外波长在940cm-1处，从图中看出材料对红外波段的940cm-1为弱吸收，因此此材料对此波段的透过性良好，从而材料具有良好的红外透光特性。图2和图3是红外透光材料的DSC-TG曲线。其玻璃化转变温度约为105.4℃，在380℃前后全部烧蚀。

3 方案设计

将各种材料制作的外观件安装在待测试样机上，进行遥控接收距离测试实验，测试方案如下：

表1 拉伸强度测试结果

图2 材料1-8的典型DSC特征图谱

图3 材料1-8的典型TG特征图谱

图4 安装及测试角度

表2 断裂伸长率测试结果

表3 弯曲强度测试结果

表4 弯曲模量测试结果

表5 常温缺口冲击强度测试结果

表6 整机遥控功能测试结果

图5 测试角度说明

3.1 测试条件

3.1.1 试验环境条件

环境温度-5℃～40℃，相对湿度RH40%～95%，海拔高度、大气压不作特别规定，试验空间：长宽高（15m*6m*2.5m）以上，且遥控器和被测机间无障碍物，周围无强干扰源、热源，无强反射面。

3.1.2 试验电压

被测机工作电压为额定电压的±20%，且无重大干扰源；遥控器的工作电压为DC3.0±0.1V。

3.2 试验方法

（1）测试样品数量通常为2台成品测试样机，如遇特殊情况可测试1台成品测试样机（具体按测试方案）。检查样机的外观，确保遥控器接收头部件无损坏或碎裂，上电后能正常工作。找出与样机相匹配的遥控器，装上新电池，确保遥控器能正常使用。

（2）移动空调和抽湿机要求按使用时的状态竖放在地面，接收头中心垂直位置正对测试场地的原点位置。

（3）遥控器离地面1.0米的高度，遥控器发射头朝向样机的接收头，在样机的前方，分别在与原点夹角为0°、左侧30°、左侧45°、左侧60°、右侧30°、右侧45°和右侧60°的位置进行遥控器接收距离测试。

3.3 判定要求

（1）水平位置最大接收距离必须大于8m；

（2）左侧30°、右侧30°位置最大接收距离必须大于5m；左侧45°、右侧45°位置最大接收距离必须大于4m。左侧60°、右侧60°位置最大接收距离必须大于3m。

4 整机验证

整机测试采用ABS材料和透红外材料进行验证。材料的厚度为3mm，颜色为S1025黑色。

装入整机后（以移动式空调器为例），进行遥控功能测试，测试结果如表6所示。

表6的数据表明，S1022白色ABS材料面板（3mm厚度）符合遥控接收距离功能要求，即在水平、30°、45°和60°测试条件下，遥控接收距离分别达到10.0m、5.0m、4.0m和3.5m。当面板使用ABS、S3025黑色的材料时，遥控接收距离仅为3.0m、2.0m、1.5m和1.0m，不符合遥控接收距离的要求，主要原因是在此红外波段范围内，ABS材料，S3025黑色材料强烈吸收红外波长，导致红外线透过外观件后，强度损失严重。

透红外材料在S3025黑色外观条件下，遥控接收距离分别达到10.0m、5.0m、4.0m、3.5m要求，表明这种透红外材料能够满足遥控接收距离的要求，用于家用电器黑色外观的面板。