邊亞微，楊樹(shù)娥，陳崢，劉素芹

（天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司，天津 300450）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，電動(dòng)自行車成了人民群眾的日益增長(zhǎng)的生活需求,電動(dòng)自行車的大量使用,使該行業(yè)迅速崛起。由于生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)制造階段的水平良莠不齊以及消費(fèi)者在維護(hù)、使用等方面的諸多問(wèn)題，造成的火災(zāi)事故也日益增多[1，2]。

2018 年5 月15 日，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布了新修訂的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17761-2018 《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》，并于2019 年4 月15 日正式實(shí)施。規(guī)范中新增了對(duì)于電動(dòng)自行車的防火性能和阻燃性能的內(nèi)容：防火性能要求車身材質(zhì)在發(fā)生短路等電氣故障時(shí)不易起火；阻燃性能要求車身材質(zhì)不能是易燃助燃材料，在遇到內(nèi)部或外部明火時(shí)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(dòng)自行車的高分子的防火阻燃性能具有了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，在安全意識(shí)不斷增強(qiáng)的今天，對(duì)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(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》的出臺(tái)將助推電動(dòng)自行車高分子材料的更新?lián)Q代。因此，隨著人們安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，以及對(duì)電動(dòng)自行車材料防火性能和阻燃性能要求的不斷提高，研發(fā)電動(dòng)自行車專用阻燃材料是發(fā)展的必然趨勢(shì)。本研究采用熔融共混法，制備出電動(dòng)自行車專用前擋泥板阻燃PP 復(fù)合材料以及后擋泥板阻燃PC/ABS、PC/ASA 合金材料。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

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

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

TE-35 型雙螺桿擠出機(jī)；SA600 注塑機(jī)；萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)；缺口制樣機(jī)；簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)機(jī)；水平垂直燃燒儀；熔融指數(shù)儀。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

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

2 注塑與檢測(cè)

將所得粒料產(chǎn)品經(jīng)海天SA600 注塑機(jī)制備標(biāo)準(zhǔn)樣條，注塑條件與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1 與表2。

表1 注塑條件

利用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、缺口制樣機(jī)、簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)機(jī)、水平垂直燃燒儀等，對(duì)注塑機(jī)制備的樣條進(jìn)行檢測(cè)，并利用粒料產(chǎn)品進(jìn)行熔指檢測(cè)，檢測(cè)方法和國(guó)標(biāo)依據(jù)如表2。

表2 樣品的檢測(cè)方法和依據(jù)

3 結(jié)果與討論

3.1 電動(dòng)自行車前擋泥板阻燃PP 復(fù)合材料

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

將阻燃PP 母粒進(jìn)行注塑得到樣條，并在常溫和低溫條件下進(jìn)行各項(xiàng)性能的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表3 所示。

表3 阻燃PP 復(fù)合材料產(chǎn)品性能表

通過(guò)對(duì)比表3 中數(shù)據(jù)可知：本研究制備的阻燃PP 復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到19MPa 左右，缺口沖擊強(qiáng)度在低溫條件下略有所降低可達(dá)12KJ/m2左右，阻燃性能可達(dá)到V2 級(jí)，基本滿足電動(dòng)自行車性能要求。

3.2 電動(dòng)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(shù)脂作為增容劑，考察當(dāng)雙螺桿擠出機(jī)在熔融、擠出、造粒條件固定式時(shí)，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(xué)性能和阻燃性能。如表4 所示：PC/ABS 合金的拉伸強(qiáng)度可達(dá)52MPa，缺口以及非缺口沖擊強(qiáng)度較純PC 有所提高、阻燃性能達(dá)到V2 級(jí)。

表4 阻燃PC/ABS 合金材料產(chǎn)品性能表

3.3 電動(dòng)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(shù)脂作為增容劑，考察當(dāng)雙螺桿擠出機(jī)在熔融、擠出、造粒條件固定式時(shí)，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(xué)性能和阻燃性能。如表5 所示：PC/ABS 合金的拉伸強(qiáng)度可達(dá)57MPa，缺口以及非缺口沖擊強(qiáng)度較純PC有所提高、阻燃性能達(dá)到V2 級(jí)。

表5 阻燃PC/ASA 合金材料產(chǎn)品性能表

4 結(jié)論

1)本研究制備的電動(dòng)自行車前擋泥板PP 復(fù)合材料，當(dāng)阻燃劑添加量為2%～4%時(shí)，其力學(xué)性能和阻燃性能可達(dá)到電動(dòng)自行車性能要求。

2)本研究制備的電動(dòng)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(shí)，其力學(xué)性能和阻燃性能可達(dá)到電動(dòng)自行車性能要求。

3)本研究制備的電動(dòng)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(shí)，其力學(xué)性能和阻燃性能可達(dá)到電動(dòng)自行車性能要求。

本研究順應(yīng)國(guó)家“新國(guó)標(biāo)”倡導(dǎo)的輕便、智能、綠色的發(fā)展理念及新材料、新技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用，滿足《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》提出的技術(shù)指標(biāo)，符合社會(huì)發(fā)展需要，更加促進(jìn)了我公司的技術(shù)創(chuàng)新，提升公司競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。