透紅外材料在家用電器中的應用研究

江敬強 劉剛

廣東美的制冷設備有限公司 廣東佛山 528311

1 引言

目前家用電器的外觀件主要使用HIPS或者ABS，能在保證外觀美觀的前提下，同時保證家用電器的機械強度。為保證一定的機械強度和制件穩定性，要求外觀件壁厚一般為3mm左右。黑色的外觀件對紅外吸收嚴重，遙控功能更容易失效，普通黑色的HIPS或者黑色ABS，不能滿足遙控接收的要求。目前市場越來越流行黑色的外觀，因此為了保證機械強度和外觀的同時，還要滿足遙控接收的需求，那么如何能使黑色外觀實現遙控接收功能，已成為亟待解決的問題。我們經過研究，成功開發出了一種能夠透紅外的黑色材料。

圖1 材料1-8的典型紅外特征圖譜

2 材料驗證

根據家用電器外觀件的使用要求，采用透紅外材料制作外觀件，材料1至材料8為不同廠家的透紅外材料。首先對材料的拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、彎曲模量、常溫缺口沖擊強度等力學性能進行摸底測試，按照相關國際標準進行測試，結果如表1-5。

從表中可以看出，透紅外材料的拉伸強度范圍在39～50MPa，斷裂伸長率范圍在11.6%～38.5%，彎曲強度范圍在54.10～72.24MPa，彎曲模量范圍在1738～2204MPa，常溫缺口沖擊強度范圍在8.67～15.44kJ/m2。

對材料1至材料8分別進行了紅外光譜、DSC、TG測試，材料的典型特征圖譜如圖1～3。

圖1是紅外透光材料的典型紅外特征圖譜。遙控紅外波長在940cm-1處，從圖中看出材料對紅外波段的940cm-1為弱吸收，因此此材料對此波段的透過性良好，從而材料具有良好的紅外透光特性。圖2和圖3是紅外透光材料的DSC-TG曲線。其玻璃化轉變溫度約為105.4℃，在380℃前后全部燒蝕。

3 方案設計

將各種材料制作的外觀件安裝在待測試樣機上，進行遙控接收距離測試實驗，測試方案如下：

表1 拉伸強度測試結果

圖2 材料1-8的典型DSC特征圖譜

圖3 材料1-8的典型TG特征圖譜

圖4 安裝及測試角度

表2 斷裂伸長率測試結果

表3 彎曲強度測試結果

表4 彎曲模量測試結果

表5 常溫缺口沖擊強度測試結果

表6 整機遙控功能測試結果

圖5 測試角度說明

3.1 測試條件

3.1.1 試驗環境條件

環境溫度-5℃～40℃，相對濕度RH40%～95%，海拔高度、大氣壓不作特別規定，試驗空間：長寬高（15m*6m*2.5m）以上，且遙控器和被測機間無障礙物，周圍無強干擾源、熱源，無強反射面。

3.1.2 試驗電壓

被測機工作電壓為額定電壓的±20%，且無重大干擾源；遙控器的工作電壓為DC3.0±0.1V。

3.2 試驗方法

（1）測試樣品數量通常為2臺成品測試樣機，如遇特殊情況可測試1臺成品測試樣機（具體按測試方案）。檢查樣機的外觀，確保遙控器接收頭部件無損壞或碎裂，上電后能正常工作。找出與樣機相匹配的遙控器，裝上新電池，確保遙控器能正常使用。

（2）移動空調和抽濕機要求按使用時的狀態豎放在地面，接收頭中心垂直位置正對測試場地的原點位置。

（3）遙控器離地面1.0米的高度，遙控器發射頭朝向樣機的接收頭，在樣機的前方，分別在與原點夾角為0°、左側30°、左側45°、左側60°、右側30°、右側45°和右側60°的位置進行遙控器接收距離測試。

3.3 判定要求

（1）水平位置最大接收距離必須大于8m；

（2）左側30°、右側30°位置最大接收距離必須大于5m；左側45°、右側45°位置最大接收距離必須大于4m。左側60°、右側60°位置最大接收距離必須大于3m。

4 整機驗證

整機測試采用ABS材料和透紅外材料進行驗證。材料的厚度為3mm，顏色為S1025黑色。

裝入整機后（以移動式空調器為例），進行遙控功能測試，測試結果如表6所示。

表6的數據表明，S1022白色ABS材料面板（3mm厚度）符合遙控接收距離功能要求，即在水平、30°、45°和60°測試條件下，遙控接收距離分別達到10.0m、5.0m、4.0m和3.5m。當面板使用ABS、S3025黑色的材料時，遙控接收距離僅為3.0m、2.0m、1.5m和1.0m，不符合遙控接收距離的要求，主要原因是在此紅外波段范圍內，ABS材料，S3025黑色材料強烈吸收紅外波長，導致紅外線透過外觀件后，強度損失嚴重。

透紅外材料在S3025黑色外觀條件下，遙控接收距離分別達到10.0m、5.0m、4.0m、3.5m要求，表明這種透紅外材料能夠滿足遙控接收距離的要求，用于家用電器黑色外觀的面板。

5 結論

透紅外材料具有優異的結構強度、外觀美觀，同時能夠滿足家用電器的遙控功能要求，成功解決了家電行業常用的HIPS和ABS材料做黑色外觀的遙控接收問題，在家用電器外觀件具有廣泛的應用前景。

[1] GB 4343.2-2009 電磁兼容 家用電器、電動工具和類似器具的要求 第2部分：抗擾度-產品類標準.

[2] QB/T 2263-1996 房間空氣調節器電子控制器.

[3] SJ/T 10523-1994 電視廣播接收機用紅外遙控接收放大器技術要求和實驗方法.