受金属原材料价格持续波动、海外贸易关税调整及国内“双碳”政策持续收紧等多重因素共同影响,家电行业面临着降本增效、品质升级与低碳转型的三重压力。在此背景下,材料替代成为家电产业转型升级的核心突破口。一方面,家电行业掀起“以塑代金属”变革,替代场景从传统管路延伸至结构件、功能件、外观件,且覆盖范围从小家电逐步渗透至大家电领域。另一方面,家电材料替代已突破单一的塑料代金属模式,迈入金属代水泥、新型塑料替代传统涂层、陶瓷替代传统材质等多元的跨界材料替代新阶段。
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以塑代金属全面进阶:从基础件到核心件,从小家电到大家电
近两年,电解铜、铝、钛合金等价格持续高位运行,加剧了家电企业的成本压力。同时,传统金属部件易腐蚀、成型难度大、工艺繁琐等问题,倒逼家电企业加速探索塑料替代方案。如今,家电行业以塑代金属应用范围持续拓宽,不再局限于单一的基础配件,实现了管路、散热件、结构功能件、外观装饰件的全场景覆盖,同时完成了从小家电到大家电的跨越。
在水处理、卫浴管路领域,传统三通、管道、阀门、接头等铜制部件,现已被多款特种工程塑料批量替代,实现降本、轻量化、耐腐蚀的多重优势。
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其中,巴斯夫Ultrason P PPSU材料具备优异的耐腐蚀、耐化学、耐应力开裂性能,且通过涉水安全认证,适配各类家电水路系统;宝理塑料夺钢DURACOM POM材料机械性能突出,拥有完善的涉水认证与FDA食品级认证,广泛应用于净水机管道;中化PPE材质可制作三通阀,适配家电水路调控场景;金水道分水器采用特种尼龙H2系列,实现以塑代钢的轻量化升级;Delrin均聚甲醛凭借优秀的自润滑性、低磨损、低摩擦特性和稳定的尺寸精度,成为卫浴管路接头的核心替代材料;金发科技推出多款替代方案,PPSU可替代前置过滤器部分铜材,PPA、PPE材料可制作阀芯及阀芯配件,由PPA制成的分集水器可实现铜材局部替代。
除了管路,家电的结构件、功能件也越来越多实现以塑料对金属的替代,之前主要集中在咖啡机、空气炸锅等小家电领域,近两年已全面延伸至空调、冰箱、洗衣机、清洁电器等大家电品类。
在洗衣机领域,传统小功率洗衣机多采用铝合金皮带轮,金发科技研发出了由包金属的工程塑料替代,减重降本的同时力学性能也达标。冰箱领域也实现了多项塑代金属突破,传统金属开关门锁扣由金属制成,现已大量地改用塑料材质,冰箱后部铝板外壳正积极探索铝塑组合替代方案。在清洁电器领域,会通新材料研发的PA合金导电探针,成功替代扫地机传统钛合金材质,在实现产品轻量化的同时,大幅压缩生产成本,达成性能与成本的双重优化。
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长纤维增强热塑性材料凭借优异的刚性和抗蠕变性,成为大家电核心结构件的优选材料,可广泛应用于洗衣机滚筒内胆、空调风扇、微波炉支架、智能扫地机器人等产品的内部结构件,全面替代传统金属材料。例如,南通星辰玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇PBT、中化PBT材料,具备低析出、耐制冷剂、尺寸稳定性优、电绝缘性好等特点,可适配冰箱消音器、空调及冰箱压缩机骨架等核心结构部件。
除此以外,以塑代金属技术持续迭代,已突破外观质感短板,在家电高端外观件领域实现规模化应用。LG化学哑光ABS材料拥有极致的哑光质感与亲肤触感,光泽度稳定控制在10°~20°,可完美替代洗碗机等家电的铝合金装饰条,兼顾颜值与实用性。Delrin均聚甲醛凭借出色的耐污、防霉性能,以及优异的强度与刚性,可用于冰箱门助吸器,替代传统金属配件,提升家电外观精致度与使用寿命。
食品加工类小家电以塑代金属已进入成熟规模化阶段。据了解,用于食品加工类小家电的特种塑料不仅可以满足食品接触安全标准,同时具备耐高温、绝缘、易加工、工序精简等优势。例如,北京化工研究院的耐高温PA66材料(UL94 V0级),可替代微波炉变频器金属冲压磁芯骨架,绝缘耐高温、尺寸稳定性强,既能降低生产成本,又能减少组装工序,提升生产效率。VICTREX PEEK基材料适配商用咖啡机刺针,可满足多样化产品设计需求。世索科Omnix PPA应用于空气炸锅集油器,性能可媲美金属材质。杜邦Delrin POM均聚甲醛制作的绞肉机齿轮,摩擦系数稳定,力学强度优异,保障设备长期稳定运行。巴斯夫Ultrason材料耐高温性能突出,可长期承受180℃高温,短时最高耐受温度达220℃,同时韧性、耐冲击性等机械性能优异,可广泛应用于电热水壶、榨汁机、食物料理机等小家电,不仅能替代金属材料,还可替代玻璃、陶瓷材质,应用场景极为广泛。
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随着长玻纤增强、碳纤维复合、高导热改性等核心技术不断突破,工程塑料、高分子复合材料的性能将持续提升。塑料将逐步从家电边缘部件、常规功能件,向大功率电机、高端空调压缩机等重载、核心精密部件渗透,推动家电产业向高端化、轻量化、高效化深度升级。
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多元材料替代新格局:跨界融合,重构家电产业价值体系
实际上,家电行业材料替代不仅仅是单一的“以塑代金属”,而是迈入多材质跨界替代的全新阶段。近年来,金属替代金属、金属代替其他材料、新型塑料涂料替代传统涂层、陶瓷替代常规材质等多路径方案集中落地,彻底打破传统材料应用边界。
今年,铜价已经站到10万元/吨的高位,高位波动的铜价加速“铝代铜”的技术迭代。据了解,为了减小铝与铜之间的性能差,业内研发出微通道全铝换热器,通过增加流道长度、优化翅片结构,大幅弥补了铝导热系数的不足。在防腐蚀方面,企业通过喷锌、纳米涂层、稀土铝合金等工艺,显著提升了铝材的抗腐蚀能力。随着技术的持续优化,微通道换热器在空调行业的应用边界有望逐步打开。
在洗衣机配重领域,高强度金属材料正在逐步替代传统水泥。例如,海尔洗衣机公布的专利ZL201820324476.4显示,洗衣机配重构件由水泥+金属结合而成,可以兼顾洗衣机的内部空间和生产制造成本。松下最新的四筒全热泵洗烘护一体机NA-G5也摒弃传统水泥平衡块,采用金属材质打造,显著提升产品环保性能,同时强化设备结构稳定性与长期耐用性。
功能性塑料涂料替代传统涂层,成为家电材料轻量化、环保化升级的重要路径。在CHINA PLAS2026国际橡塑展上,万华化学、会通新材料都展示了应用于洗碗机碗篮的塑料涂层。其中,万华化学的PA12材料耐化学腐蚀、耐磨、易涂覆,可用于洗碗机碗篮表面涂覆,长效保护金属结构免受腐蚀损坏;会通新材料展示的聚烯烃类粉末材料PA1012,具备优良的耐化学腐蚀性能,可替代长链尼龙应用于洗碗机领域,耐受热水和洗涤剂长期洗涤。电饭煲领域,威格斯推出的VICTREX FG系列PEEK涂料,可用于电饭煲内胆涂层,具备优异的耐化学性、耐磨性、抗刮擦性,且符合全球主流食品接触法规标准,兼顾安全与耐用性。
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此外,在高端家电细分领域,陶瓷等新型材质逐步替代传统金属与塑料,凭借优异的物理性能与美学质感,助力产品溢价升级。例如,氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷耐高温、耐磨、耐腐蚀,使用寿命是传统金属部件的5倍,可广泛应用于电烤箱发热盘、电饭煲内胆等高温、高频使用部件。
总体来说,多元化的材料替代既有效破解了家电产品成本、环保、性能难以兼顾的行业痛点,也推动家电产业从单一功能制造向“材料美学+低碳生态”双重升级,但现阶段,家电行业多元材料替代仍存在诸多挑战。
某业内人士指出,在性能层面,现有改性塑料在大功率、高转速核心部件应用中,强度、耐热性仍不及传统金属材料,同时高端工程塑料、复合材质的质感、精细度与金属材质仍存在一定差距。在成本层面,PPSU、PEEK、高端PPA等特种工程塑料原材料价格偏高,增加高端材料替代方案的应用成本。不过,他也强调,材料替代的趋势不会改变。未来,材料替代仍将持续重构家电产业的成本体系与价值体系,推动家电行业摆脱传统材料局限,迈向绿色低碳、高效节能、多元高端的全新发展阶段。
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