阻燃剂对汽车内饰常用塑料性能的影响

阻燃剂对汽车内饰常用塑料性能的影响

邵方方;张阳;殷雪亚;刘茜;代玉堂;陈萌;蔡青

【摘要】采用十溴二苯乙烷/三氧化二锑作为阻燃剂改性PP+EPDM-T20,结果表明阻燃剂的加入使得PP+EPDM-T20的阻燃性能明显提高,冲击强度、拉伸强度和弯曲模量降低,耐刮擦性能提高,气味和VOC释放变差;采用三溴苯基三嗪/三氧化二锑作为阻燃剂改性ABS材料,结果表明阻燃剂的加入使得ABS的阻燃性能明显提高,冲击强度降低,拉伸强度和弯曲模量基本维持不变,气味和VOC变差;采用间苯二酚一双(磷酸二苯酯)作为阻燃剂改性PC/ABS材料,研究表明阻燃剂的加入使得PC/ABS的阻燃性能明显提高,冲击强度降低,拉伸强度、弯曲模量和气味维持不变,VOC释放变差.

【期刊名称】《汽车实用技术》

【年(卷),期】2019(000)006

【总页数】5页(P175-179)

【关键词】阻燃剂;内饰常用塑料;性能;气味和VOC

【作者】邵方方;张阳;殷雪亚;刘茜;代玉堂;陈萌;蔡青

【作者单位】上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海200438;上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海200438;上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海200438;上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海200438;上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海200438;普利特复合材料股份有限公司,上海201707;普利特复合材料股份有限公司,上海201707

【正文语种】中文

【中图分类】U465

前言

随着社会对人身安全的重视程度越来越高，客车这种载客量很大的交通工具的安全性得到了广泛关注。客车内饰材料的种类多、数量大，一旦发生火灾，火焰蔓延速度快，并伴有大量浓烟，短时间内就导致乘客缺氧、窒息，是恶性安全事故的隐患。近年来，国家法规对客车内饰材料的燃烧性能逐渐加严，目前国家法规要求客车内部绝大多数非金属材料水平燃烧要达到GB 8410。

阻燃剂又称难燃剂、耐火剂或防火剂，其功能是使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性，分添加型阻燃剂和反应型阻燃剂两种。添加型阻燃剂直接与树脂或胶料混配，主要包括磷系、氮系、硅系、卤系、膨胀型和无机填料等。反应型阻燃剂为阻燃剂作为单体键合到聚合物链中，对制品性能影响小且阻燃效果持久，主要为含反应性官能团的有机卤素和有机磷单体。此外，具有抑烟作用的钼化合物、锡化合物和铁化合物等也被列为阻燃剂的范畴[1]。

气味和VOC（Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物），是近年来

汽车行业广泛关注的两项性能指标。其中，不好的气味影响乘驾人员的成驾体验，而 VOC主要指内饰非金属材料在使用过程中释放出的小分子挥发性有机化合物，直接影响驾乘人员的身体健康，本文中的 VOC特指苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等8种物质。

PP（聚丙烯）类塑料具有质量轻、易加工等特点，成为汽车用塑料中用量最大、

发展速度最快的品种，汽车内饰件包括仪表板、副仪表板、门板、立柱上使用了大量 PP类塑料[3]。ABS材料即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，具有耐热、表面硬

度高、尺寸稳定、易于成型和机械加工等优异的性能，在汽车内饰件中广泛作为装饰件使用，如门板嵌饰板、仪表板和副仪表板上的饰条、高档轿车包覆立柱本体等。PC/ABS材料综合了PC和ABS的优良性能，提高了ABS的耐热性、抗冲击性和

拉伸强度，降低了PC的熔体粘度，改善加工性能，减少了冲击强度对制品厚度敏感性，在汽车内饰中得到广泛的应用。未添加阻燃剂的PP类材料、ABS材料和PC/ABS材料的水平燃烧性能可以达到GB 8410 D-100的要求，但无法达到GB 8410 A-0级要求，垂直燃烧也无法达到UL94 V-0的要求。

为了达到比较好的阻燃效果，需要向其中加入大量阻燃剂。目前行业内关于阻燃剂的加入对于汽车内饰常用非金属材料的物理性能、力学性能、气味、VOC的影响

研究较少，本文旨在研究不同阻燃剂的加入对于某牌号 PP、ABS、PC/ABS的燃

烧性能、物理性能、力学性能、气味和VOC的影响。

1 实验

1.1 实验原料及仪器

1.1.1 实验原料

（1）某牌号不同阻燃规格PP+EPDM-T20-1、PP+EPDMT20-2、PP+EPDM-

T20-3、PP+EPDM-T20-4材料，阻燃剂十溴二苯乙烷/三氧化二锑的加入量分别

为 0%、8%、16%和24%，上海普利特复合材料股份有限公司；

（2）某牌号不同阻燃规格 ABS-1、ABS-2、ABS-3、ABS-4材料，阻燃剂三溴苯基三嗪/三氧化二锑的加入量分别为0%、7%、13%、20%，上海普利特复合材料股份有限公司；

（3）某牌号不同阻燃规格 PC/ABS-1、PC/ABS-2、PC/ABS-3材料，阻燃剂间

苯二酚—双（磷酸二苯酯）的加入量分别为0%、4%、8%，上海普利特复合材料股份有限公司；

（4）Accustandard 14种醛酮DNPH标准浓度衍生液，甲醛-DNPH衍生物浓度

4 μg/mL，百灵威科技有限公司；

（5）AccuStandard Group17-Volatiles，Non-Halogenated 7种苯系物混标，百灵威科技有限公司；

（6）HPLC级四氢呋喃，分析纯，Honeywell上海分公司；

（7）HPLC级乙腈，分析纯，Honeywell上海分公司。

1.1.2 实验仪器

（1）QCS-2汽车内饰材料燃烧试验箱，南京市江宁区分析仪器厂；

（2）CZF-3水平垂直燃烧试验箱，南京市江宁区分析仪器厂；

（3）GT-7045-MDL摆锤冲击试验机，高特威尔检测仪器有限公司；

（4）Erichsen 430P-I十字划格仪，德国仪力信；

（5）CM-2500c色差仪，柯尼卡美能达；

（6）ZTH100L高低温交变湿热试验箱，上海增达环境试验设备有限公司；

（7）V-BIR-24步入式袋式法环境舱，东莞市明驰（昇微）科技有限公司；

（8）TD-100热脱附仪，英国Markes；

（9）Agilent气相色谱7890B，Agilent质谱5977A热脱附气质联用仪，安捷伦科技有限公司；

（10）Agilent1260高效液相色谱仪，安捷伦科技有限公司；

（11）Zeiss EVO18钨灯丝扫描电镜，德国ZEISS；

（12）1L气味瓶，上海五一玻璃仪器厂；

（13）50L特氟龙采样袋，大连德霖气体包装有限公司；

（14）DNPH管，博纳艾杰尔科技有限公司；

（15）TENAX管，英国Markes。

1.1.3 性能测试

（1）水平燃烧按照GB 8410进行测定，垂直燃烧按照UL 94进行测定；密度按