新型电动自行车专用阻燃材料的研发

2021-12-04边亚微杨树娥陈峥刘素芹

天津化工 2021年6期

边亚微，杨树娥，陈峥，刘素芹

（天津长芦海晶集团有限公司，天津 300450）

随着我国经济建设的不断发展，电动自行车成了人民群众的日益增长的生活需求,电动自行车的大量使用,使该行业迅速崛起。由于生产厂家在设计制造阶段的水平良莠不齐以及消费者在维护、使用等方面的诸多问题，造成的火灾事故也日益增多[1，2]。

2018 年5 月15 日，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布了新修订的强制性国家标准GB17761-2018 《电动自行车安全技术规范》，并于2019 年4 月15 日正式实施。规范中新增了对于电动自行车的防火性能和阻燃性能的内容：防火性能要求车身材质在发生短路等电气故障时不易起火；阻燃性能要求车身材质不能是易燃助燃材料，在遇到内部或外部明火时本身材料不易燃烧或燃烧缓慢具备一定的阻燃特性。从此电动自行车的高分子的防火阻燃性能具有了强制性标准。

综上所述，在安全意识不断增强的今天，对高分子材料的防火性能和阻燃性能要求不断提高，特别是《电动自行车安全技术规范》的出台将助推电动自行车高分子材料的更新换代。因此，随着人们安全意识的不断增强，以及对电动自行车材料防火性能和阻燃性能要求的不断提高，研发电动自行车专用阻燃材料是发展的必然趋势。本研究采用熔融共混法，制备出电动自行车专用前挡泥板阻燃PP 复合材料以及后挡泥板阻燃PC/ABS、PC/ASA 合金材料。

1 实验部分

1.1 主要原料

聚丙烯：PP；聚碳酸酯：PC；ABS 树脂；ASA 树脂；相容剂：接枝ABS 和MBS 树脂；色母粒；阻燃剂；抗氧剂1098；抗氧剂168；抗滴落剂：PTFE。

1.2 实验设备

TE-35 型双螺杆挤出机；SA600 注塑机；万能试验机；缺口制样机；简支梁试验机；水平垂直燃烧仪；熔融指数仪。

1.3 实验步骤

将干燥后的物料先在高速混合机中混匀，然后再将混匀的物料在TE-35 型双螺杆挤出机中熔融、混合、挤出、造粒、干燥。双螺杆工作条件：加热区T1～T10 温度分布为180～300℃；主机转速：200～400r/min。

2 注塑与检测

将所得粒料产品经海天SA600 注塑机制备标准样条，注塑条件与检测标准见表1 与表2。

表1 注塑条件

利用万能试验机、缺口制样机、简支梁试验机、水平垂直燃烧仪等，对注塑机制备的样条进行检测，并利用粒料产品进行熔指检测，检测方法和国标依据如表2。

表2 样品的检测方法和依据

3 结果与讨论

3.1 电动自行车前挡泥板阻燃PP 复合材料

本研究采用PP 专用阻燃母粒作为阻燃剂，考察当双螺杆挤出机在熔融、挤出、造粒条件固定时，在色母粒添加量为2%～6%、阻燃剂添加量2%～4%情况下，PP 复合材料的力学性能和阻燃性能。

将阻燃PP 母粒进行注塑得到样条，并在常温和低温条件下进行各项性能的检测，检测结果如表3 所示。

表3 阻燃PP 复合材料产品性能表

通过对比表3 中数据可知：本研究制备的阻燃PP 复合材料的拉伸强度可达到19MPa 左右，缺口冲击强度在低温条件下略有所降低可达12KJ/m2左右，阻燃性能可达到V2 级，基本满足电动自行车性能要求。

3.2 电动车专用后挡泥板阻燃PC/ABS 合金材料

本研究采用溴代三嗪作为PC/ABS 合金的阻燃剂，以MBS 树脂作为增容剂，考察当双螺杆挤出机在熔融、挤出、造粒条件固定式时，增容剂MBS 添加量为5%～7%，阻燃剂添加量为1%～3%的情况下，PC/ABS 合金材料的力学性能和阻燃性能。如表4 所示：PC/ABS 合金的拉伸强度可达52MPa，缺口以及非缺口冲击强度较纯PC 有所提高、阻燃性能达到V2 级。

表4 阻燃PC/ABS 合金材料产品性能表

3.3 电动自行车专用后挡泥板阻燃PC/ASA 合金材料

本研究采用磺酸盐作为PC/ASA 合金的阻燃剂，以MBS 树脂作为增容剂，考察当双螺杆挤出机在熔融、挤出、造粒条件固定式时，增容剂MBS 添加量为5%～6%，阻燃剂添加量为0.1%～0.5%的情况下，PC/ASA 合金材料的力学性能和阻燃性能。如表5 所示：PC/ABS 合金的拉伸强度可达57MPa，缺口以及非缺口冲击强度较纯PC有所提高、阻燃性能达到V2 级。