新型電動自行車專用阻燃材料的研發

邊亞微，楊樹娥，陳崢，劉素芹

（天津長蘆海晶集團有限公司，天津 300450）

隨著我國經濟建設的不斷發展，電動自行車成了人民群眾的日益增長的生活需求,電動自行車的大量使用,使該行業迅速崛起。由于生產廠家在設計制造階段的水平良莠不齊以及消費者在維護、使用等方面的諸多問題，造成的火災事故也日益增多[1，2]。

2018 年5 月15 日，國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會批準發布了新修訂的強制性國家標準GB17761-2018 《電動自行車安全技術規范》，并于2019 年4 月15 日正式實施。規范中新增了對于電動自行車的防火性能和阻燃性能的內容：防火性能要求車身材質在發生短路等電氣故障時不易起火；阻燃性能要求車身材質不能是易燃助燃材料，在遇到內部或外部明火時本身材料不易燃燒或燃燒緩慢具備一定的阻燃特性。從此電動自行車的高分子的防火阻燃性能具有了強制性標準。

綜上所述，在安全意識不斷增強的今天，對高分子材料的防火性能和阻燃性能要求不斷提高，特別是《電動自行車安全技術規范》的出臺將助推電動自行車高分子材料的更新換代。因此，隨著人們安全意識的不斷增強，以及對電動自行車材料防火性能和阻燃性能要求的不斷提高，研發電動自行車專用阻燃材料是發展的必然趨勢。本研究采用熔融共混法，制備出電動自行車專用前擋泥板阻燃PP 復合材料以及后擋泥板阻燃PC/ABS、PC/ASA 合金材料。

1 實驗部分

1.1 主要原料

聚丙烯：PP；聚碳酸酯：PC；ABS 樹脂；ASA 樹脂；相容劑：接枝ABS 和MBS 樹脂；色母粒；阻燃劑；抗氧劑1098；抗氧劑168；抗滴落劑：PTFE。

1.2 實驗設備

TE-35 型雙螺桿擠出機；SA600 注塑機；萬能試驗機；缺口制樣機；簡支梁試驗機；水平垂直燃燒儀；熔融指數儀。

1.3 實驗步驟

將干燥后的物料先在高速混合機中混勻，然后再將混勻的物料在TE-35 型雙螺桿擠出機中熔融、混合、擠出、造粒、干燥。雙螺桿工作條件：加熱區T1～T10 溫度分布為180～300℃；主機轉速：200～400r/min。

2 注塑與檢測

將所得粒料產品經海天SA600 注塑機制備標準樣條，注塑條件與檢測標準見表1 與表2。

表1 注塑條件

利用萬能試驗機、缺口制樣機、簡支梁試驗機、水平垂直燃燒儀等，對注塑機制備的樣條進行檢測，并利用粒料產品進行熔指檢測，檢測方法和國標依據如表2。

表2 樣品的檢測方法和依據

3 結果與討論

3.1 電動自行車前擋泥板阻燃PP 復合材料

本研究采用PP 專用阻燃母粒作為阻燃劑，考察當雙螺桿擠出機在熔融、擠出、造粒條件固定時，在色母粒添加量為2%～6%、阻燃劑添加量2%～4%情況下，PP 復合材料的力學性能和阻燃性能。

將阻燃PP 母粒進行注塑得到樣條，并在常溫和低溫條件下進行各項性能的檢測，檢測結果如表3 所示。

表3 阻燃PP 復合材料產品性能表

通過對比表3 中數據可知：本研究制備的阻燃PP 復合材料的拉伸強度可達到19MPa 左右，缺口沖擊強度在低溫條件下略有所降低可達12KJ/m2左右，阻燃性能可達到V2 級，基本滿足電動自行車性能要求。

3.2 電動車專用后擋泥板阻燃PC/ABS 合金材料

本研究采用溴代三嗪作為PC/ABS 合金的阻燃劑，以MBS 樹脂作為增容劑，考察當雙螺桿擠出機在熔融、擠出、造粒條件固定式時，增容劑MBS 添加量為5%～7%，阻燃劑添加量為1%～3%的情況下，PC/ABS 合金材料的力學性能和阻燃性能。如表4 所示：PC/ABS 合金的拉伸強度可達52MPa，缺口以及非缺口沖擊強度較純PC 有所提高、阻燃性能達到V2 級。

表4 阻燃PC/ABS 合金材料產品性能表

3.3 電動自行車專用后擋泥板阻燃PC/ASA 合金材料

本研究采用磺酸鹽作為PC/ASA 合金的阻燃劑，以MBS 樹脂作為增容劑，考察當雙螺桿擠出機在熔融、擠出、造粒條件固定式時，增容劑MBS 添加量為5%～6%，阻燃劑添加量為0.1%～0.5%的情況下，PC/ASA 合金材料的力學性能和阻燃性能。如表5 所示：PC/ABS 合金的拉伸強度可達57MPa，缺口以及非缺口沖擊強度較純PC有所提高、阻燃性能達到V2 級。

表5 阻燃PC/ASA 合金材料產品性能表

4 結論

1)本研究制備的電動自行車前擋泥板PP 復合材料，當阻燃劑添加量為2%～4%時，其力學性能和阻燃性能可達到電動自行車性能要求。

2)本研究制備的電動自行車后擋泥板PC/ABS 合金材料，以MBS 為增容劑，溴代三嗪阻燃劑添加量為1%～3%時，其力學性能和阻燃性能可達到電動自行車性能要求。

3)本研究制備的電動自行車后擋泥板PC/ASA 合金材料，以MBS 為增容劑，磺酸鹽阻燃劑添加量為0.1%～0.5%時，其力學性能和阻燃性能可達到電動自行車性能要求。

本研究順應國家“新國標”倡導的輕便、智能、綠色的發展理念及新材料、新技術的創新性應用，滿足《電動自行車安全技術規范》提出的技術指標，符合社會發展需要，更加促進了我公司的技術創新，提升公司競爭力，實現轉型升級。