電動(dòng)自行車裝飾性非金屬材料燃燒特性對(duì)標(biāo)準(zhǔn)符合性研究

高君 劉華民 費(fèi)坤 黑長浩

摘要：電動(dòng)自行車裝飾性非金屬材料是車輛重要組成部分，與安全行車息息相關(guān)，本文具體針對(duì)裝飾性非金屬材料，從燃燒特性的標(biāo)準(zhǔn)要求、取樣要求、試驗(yàn)設(shè)備這三個(gè)方面進(jìn)行闡述，對(duì)目前電動(dòng)自行車裝飾性非金屬材料燃燒特性法規(guī)提出建議。

關(guān)鍵詞：裝飾性非金屬材料;燃燒特性

1前言

電動(dòng)自行車在給人們帶來交通便利同時(shí)，也帶來了不可忽視的安全隱患。數(shù)據(jù)顯示，80%的電動(dòng)自行車火災(zāi)是在充電時(shí)發(fā)生。火災(zāi)時(shí)，3min內(nèi)火溫可高達(dá)千度，30s內(nèi)有毒氣體可覆蓋整個(gè)房間。造成火災(zāi)的其中一個(gè)主要因素就是阻燃性能較差的非金屬材料，這些裝飾材料大多是易燃性的紡織品、纖維、塑料、人造革以及合成物等，主要分布在電動(dòng)自行車的鞍座、前泥板、后泥板、裝飾性塑料件等部位。在使用過程中，由于電路短路、機(jī)械故障或者交通事故等原因都會(huì)引起火災(zāi)，造成駕乘人員受傷或者財(cái)物損失。而這些裝飾材料由于具有易燃性更會(huì)加重事故的嚴(yán)重程度。

2018年5月15日，國家市場監(jiān)管總局和中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員聯(lián)合發(fā)布GB 17761-2018《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》。2018年7月19日，國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)發(fā)布CNCA-C11-16：2018《強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證實(shí)施規(guī)則電動(dòng)自行車》，并于2018年8月1日起實(shí)施，標(biāo)志著電動(dòng)自行車產(chǎn)品開始實(shí)施強(qiáng)制性認(rèn)證。2019年5月，為了規(guī)范電動(dòng)自行車產(chǎn)品認(rèn)證檢測過程，統(tǒng)一試驗(yàn)室對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理解，保證檢驗(yàn)尺度一致性，TC12電動(dòng)自行車專業(yè)組秘書處特制定GB17761-2018《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》檢驗(yàn)規(guī)范，其中裝飾性非金屬材料的燃燒特性作為主要檢測項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)按照GB 8410-2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》“執(zhí)行。

2技術(shù)要求

2.1標(biāo)準(zhǔn)要求

試驗(yàn)要求從被測樣品中取下5件材料進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)前放入恒溫恒濕試驗(yàn)箱內(nèi)，將溫度設(shè)為23℃±2℃，濕度設(shè)為45%～55%，狀態(tài)調(diào)節(jié)至少24h，但不超過168h后將樣品取出，把表面起毛或簇絨的試樣平放在平整的臺(tái)面上，用金屬梳在起毛面上沿絨毛相反方向梳兩次。在燃?xì)鉄舻目諝膺M(jìn)口關(guān)閉狀態(tài)下點(diǎn)燃燃?xì)鉄?，將火焰按火焰高度?biāo)志板調(diào)整，使火焰高度為38mm。在開始第一次試驗(yàn)前，火焰應(yīng)在此狀態(tài)下至少穩(wěn)定地燃燒1mln，然后熄滅;將試樣暴露面朝下裝入試樣支架。安裝試樣使其兩邊和一端被U形支架夾住，自由端與U形支架開口對(duì)齊。當(dāng)試樣寬度不足，U形支架不能夾住試樣，或試樣自由端柔軟和易彎曲會(huì)造成不穩(wěn)定燃燒時(shí)，才將試樣放在帶耐熱金屬線的試樣支架上進(jìn)行燃燒試驗(yàn)。

將試樣支架推進(jìn)燃燒箱，試樣放在燃燒箱中央，置于水平位置。選用熱量約為35～38MJ的可燃性氣體進(jìn)行燃燒，在燃?xì)鉄艨諝膺M(jìn)口關(guān)閉狀態(tài)下點(diǎn)燃燃?xì)鉄簦⑹够鹧娓叨葹?8mm，使試樣自由端處于火焰中引燃15s，然后熄掉火焰（關(guān)閉燃?xì)鉄糸y門）。

若樣件燃燒速度超過100mm/min或在15s內(nèi)達(dá)到第一標(biāo)線，則判定不合格，反之按照公式：燃燒速度V=60×L/T[式中V：燃燒速度（mm/min），L：燃燒距離（mm），T：燃燒距離，L：所用時(shí)間（s）]計(jì)算燃燒時(shí)間長短判定樣件的合格等級(jí)，如表1所示。

2.2取樣要求

提供試驗(yàn)樣品5件，部件樣品應(yīng)制成標(biāo)準(zhǔn)試樣，其尺寸要求見圖1，試樣的厚度為零件厚度但不超過13mm，當(dāng)零件尺寸不足以制成標(biāo)準(zhǔn)試樣時(shí)，應(yīng)保證下列最小尺寸試樣，并記錄：

零件寬度介于3～60mm，長度應(yīng)至少為356mm，并且盡量做成接近零件的寬度。

零件寬度大于60mm，長度應(yīng)至少為138mm，此時(shí)，可能的燃燒距離相當(dāng)于從第一標(biāo)線到火焰熄滅時(shí)的距離，或從第一條標(biāo)線開始至試樣末端的距離。

以某鞍座為例，鞍座分別由海綿（聚氨酯發(fā)泡）、皮革（PVC+針織布料）、底板（PP注塑件）組合拼接而成。按照取樣要求，應(yīng)分別在海綿、皮革、底板上制作試驗(yàn)樣條5件，如圖2所示。

2.3試驗(yàn)設(shè)備要求

按照GB 8410-2006要求，試驗(yàn)所需燃燒箱結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，試驗(yàn)裝置及器具的概述及部分相關(guān)指標(biāo)，如表2所示。

考慮到上述試驗(yàn)參數(shù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，燃燒燈、秒表、溫度計(jì)、鋼板尺、微風(fēng)儀、恒溫恒溫試驗(yàn)箱、測厚儀/千分尺與標(biāo)準(zhǔn)要求條件密切相關(guān)，因此實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)儀器送往有資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行周期性校準(zhǔn)，以滿足相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。燃燒箱尺寸、金屬梳、試樣支架3個(gè)項(xiàng)目在設(shè)備生產(chǎn)完成后參數(shù)已經(jīng)固定，定期對(duì)參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)。

3標(biāo)準(zhǔn)建議

（1）適用范圍：GB 8410-2006規(guī)定了內(nèi)飾材料水平燃燒特性的技術(shù)要求及試驗(yàn)方法。但從實(shí)際情況考慮，電動(dòng)自行車裝飾性非金屬材料的燃燒主要分為水平燃燒和垂直燃燒，其中鞍座、前軟板等少量產(chǎn)品屬于水平燃燒，前后泥板、左右護(hù)板或其他類似的懸掛材料等很多零件更是幾乎完全垂直布置，相比水平燃燒，此類產(chǎn)品垂直燃燒可能更加劇烈，速度更快，垂直燃燒方法更貼合實(shí)際。因此法規(guī)應(yīng)該針對(duì)具體產(chǎn)品的部位、布置方法、使用條件選擇相適應(yīng)的燃燒方法進(jìn)行判定，而非統(tǒng)一采取水平燃燒特性的技術(shù)要求對(duì)電動(dòng)自行車非金屬材料的燃燒特性進(jìn)行判定。

（2）燃燒計(jì)時(shí)方法：GB 8410-2006燃燒時(shí)間起始判定參考火焰根部通過第一計(jì)時(shí)標(biāo)線，終止判定參考火焰通過第二計(jì)時(shí)標(biāo)線，前后計(jì)時(shí)參考標(biāo)準(zhǔn)不一致容易引起偏差。另外由于燃燒時(shí)引起的煙霧、火焰跳動(dòng)及實(shí)驗(yàn)人員主觀因素的存在，計(jì)時(shí)也存在偏差。建議統(tǒng)一參考標(biāo)準(zhǔn)，在支架標(biāo)線處設(shè)置棉線，起始終止判定以標(biāo)線處棉線燒斷為參考。

（3）燃燒速度判斷：GB 8410-2006燃燒速度等于燃燒距離除以燃燒時(shí)間，每個(gè)試樣的燃燒速度只有一個(gè)。在實(shí)際試驗(yàn)中，試樣燃燒時(shí)，燃燒速度幾乎隨著時(shí)間增加越來越快，因此單一的燃燒速度無法完全代表此試樣真實(shí)燃燒水平，同時(shí)生產(chǎn)過程中阻燃劑混料不均也會(huì)造成不同階段的試樣燃燒速度的不同。因此建議燃燒速度采用分段計(jì)算，每個(gè)試樣都有多個(gè)燃燒速度，取其中最大值作為試樣的燃燒速度。

（4）預(yù)處理要求：試樣應(yīng)在溫度23℃±2℃和相對(duì)濕度45%～55%的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下調(diào)節(jié)至少24h，但不超過168h。材料因受陽光照射、溫度變化、風(fēng)吹雨淋等外界條件的影響，外觀會(huì)發(fā)生變化，相應(yīng)的內(nèi)在質(zhì)量和性能也會(huì)受到自然氣候的影響而有所變化。標(biāo)準(zhǔn)要求至少24h，但不超過168h，預(yù)處理也會(huì)造成相應(yīng)的阻燃劑揮發(fā)，時(shí)間選取的不同會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的不同，建議統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

（5）燃燒特性評(píng)定：電動(dòng)自行車非金屬材料燃燒時(shí)其危害不僅在于燃燒速度的快慢，還在于短時(shí)間內(nèi)釋放大量煙霧和有毒氣體。建議有關(guān)部門借鑒別的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如紡織業(yè)、建筑業(yè)、化工業(yè)增加燃燒特性判定要求，將燃燒過程中氧指數(shù)、煙密度、產(chǎn)煙特性、煙氣毒性做等級(jí)要求。同時(shí)燃燒過程會(huì)形成高溫滴燃物，滴落會(huì)引起其他非金屬材料或人體衣物燃燒，建議在試驗(yàn)方法中增加是否引燃樣品下方脫脂棉。

4結(jié)束語

目前我國電動(dòng)自行車非金屬材料燃燒特性較差，可能原因一般包括三方面：一是關(guān)鍵原材料質(zhì)量較差;二是企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的檢測、控制和管理關(guān)注不夠;三是技術(shù)水平落后，造成阻燃劑混料不均，局部燃燒速度過快?？紤]到電動(dòng)自行車使用情況，特別是在充電過程中存在嚴(yán)重安全隱患，要消除此類安全隱患，需要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)及提高產(chǎn)品品質(zhì)。

非金屬材料的燃燒標(biāo)準(zhǔn)可借鑒其他行業(yè)成熟燃燒檢測方法。目前現(xiàn)行的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)檢測項(xiàng)目較少，隨著電動(dòng)自行車產(chǎn)品強(qiáng)制性認(rèn)證的實(shí)施，相關(guān)的燃燒項(xiàng)目會(huì)逐步完善，電動(dòng)自行車非金屬材料的燃燒標(biāo)準(zhǔn)會(huì)更加完善，評(píng)估更加合理，電動(dòng)自行車產(chǎn)品也會(huì)更加安全。