化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
淺談汽車內(nèi)飾阻燃材料的安全標(biāo)準(zhǔn)評價及阻燃測試
閱讀：1630 發(fā)布時間：2022-10-20淺談汽車內(nèi)飾阻燃材料的安全標(biāo)準(zhǔn)評價及阻燃測試
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,，人們停留在車內(nèi)的時間越來越長,，車內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量將更大限度地影響著人們的健康，也因此越來越受到關(guān)注,。車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的重要污染源是汽車內(nèi)飾材料,，這主要是由紡織品、皮革和塑料等汽車內(nèi)飾材料在生產(chǎn)加工時殘留的有機(jī)溶劑造成的,，包括苯,、甲醛、二甲苯等揮發(fā)性化合物,，這種原因引起的污染在剛購買的新車中尤其突出,。
一、汽車內(nèi)飾材料安全性能評價指標(biāo)
現(xiàn)有的汽車內(nèi)飾材料安全性能評價指標(biāo)主要有霧化值阻燃性,、氣味,、甲醛含量,、揮發(fā)性化合物散發(fā)氣體。國內(nèi)由于沒有適用的車內(nèi)環(huán)境污染物控制標(biāo)準(zhǔn),，一些企業(yè)對車內(nèi)環(huán)境污染沒有引起足夠的重視并未采取相應(yīng)的措施,。缺乏標(biāo)準(zhǔn)限值的污染物，如多環(huán)芳烴等致癌物質(zhì)將很有可能造成污染物“黑洞",。因此,，加強(qiáng)對車內(nèi)環(huán)境的監(jiān)督和檢測，增加車內(nèi)污染物的監(jiān)測項目,，制定車內(nèi)污染物限值,，以客觀反映車內(nèi)空氣質(zhì)量狀況，推動車內(nèi)環(huán)境污染的防治,，保障消費(fèi)者的身心健康已迫在眉睫,。
1.1車內(nèi)空氣質(zhì)量評價
（1）車內(nèi)空氣污染物的來源車內(nèi)污染物
一是來源于汽車主體材料中所含有害物質(zhì)的釋放,；二是來源于車內(nèi)裝飾材料中所含有害物質(zhì)的釋放,；
三是來源于外界污染物的進(jìn)入；四是來源于車內(nèi)駕乘人員的生活習(xí)慣,。
汽車主體用塑料,、橡膠和化學(xué)纖維等高分子物質(zhì)中未參加聚合的小分子物質(zhì)如苯乙烯、醋酸乙烯,、丙烯,、酚醛類及聚合度較小的分子的釋放；車內(nèi)裝飾材料自身及其使用的各種膠粘劑中都會含有污染物并造成車內(nèi)空氣的二次污染,，污染物主要有甲醛,、苯、甲苯,、氯仿,、丙酮、二甲苯,、烯烴,、氯代烴和芳香烴等；
外界污染物主要有一氧化碳,、碳?xì)浠衔?、氫氧化物等，汽車尾氣及車?nèi)空調(diào)蒸發(fā)器長期使用后管道內(nèi)積累的污染物也會進(jìn)入車內(nèi),；駕乘人員為改善新車的氣味所噴的空氣清新劑,、甲醛清除劑、車用香料等也是車內(nèi)空氣的二次污染源,，駕乘人員在車內(nèi)吸煙也會增加揮發(fā)性有害物質(zhì)和塵埃之類的空氣污染物水平,。
ZR-QCS-3型汽車內(nèi)飾材料燃燒測試儀
北京鑫生卓銳科技有限公司,、天津循煜科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)的此款QCS-3型汽車內(nèi)飾材料燃燒測試儀，根據(jù)GB8410-2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》的規(guī)定技術(shù)要求而設(shè)計的,，同時符合汽車安全技術(shù)法規(guī)FMVSS 571.302等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模擬燃燒性能安全試驗項目,、德標(biāo)DIN7520《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》及TL1010《汽車內(nèi)飾材料燃燒特性》的相關(guān)要求，用于鑒別轎車,、多用乘客車,、載貨汽車和客車內(nèi)飾材料水平燃燒特性。
?。?）車內(nèi)空氣污染的危害
汽車在行駛過程中,，車內(nèi)是一個相對封閉的環(huán)境，駕乘人員長期處于受污染嚴(yán)重的車內(nèi)環(huán)境中,，會出現(xiàn)頭痛,、乏力等癥狀，嚴(yán)重時會出現(xiàn)皮炎,、哮喘,、免疫力低下，甚至是白細(xì)胞減少,。因此,，必須建立的測試標(biāo)準(zhǔn)以評價車內(nèi)環(huán)境的污染程度。
1.2阻燃性能
汽車內(nèi)飾材料必須要有很好的延燒和阻燃性能,，為駕乘人員提供一定的生存和逃生時間,。發(fā)達(dá)國家對此制定了嚴(yán)格的法規(guī)，如：聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 571.302,、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 3795以及歐洲會議理事會指令95/28/EC針對汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性均有規(guī)定,。
我國于1987年也制定了相應(yīng)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 8410—1987，經(jīng)1994年和2006年先后兩次修訂,，形成了GB 8410—2006,，該標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)于FMVSS 571.302。我準(zhǔn)GB 8410—2006對阻燃性能要求太低,，不足以有效防止和延緩火災(zāi)的發(fā)生,，其中對所有汽車內(nèi)飾材料的阻燃性能只有一個簡單要求，就是在相關(guān)測試條件下水平燃燒速度不大于100 mm/min,。這道門檻非常低，以至于大多數(shù)塑料,，特別是熱塑性塑料幾乎不用經(jīng)過任何阻燃處理就能滿足要求,。這樣的內(nèi)飾材料在發(fā)生火災(zāi)時，實際上卻成了“助燃材料",。因此,，可同時考慮加入汽車內(nèi)飾材料的阻燃等級,、氧指數(shù)和煙密度等指標(biāo)。
ZR-QCS-3型汽車內(nèi)飾材料燃燒測試儀
北京鑫生卓銳科技有限公司,、天津循煜科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)的此款QCS-3型汽車內(nèi)飾材料燃燒測試儀,，根據(jù)GB8410-2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》的規(guī)定技術(shù)要求而設(shè)計的，同時符合汽車安全技術(shù)法規(guī)FMVSS 571.302等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模擬燃燒性能安全試驗項目,、德標(biāo)DIN7520《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》及TL1010《汽車內(nèi)飾材料燃燒特性》的相關(guān)要求,，用于鑒別轎車、多用乘客車,、載貨汽車和客車內(nèi)飾材料水平燃燒特性,。
1.3霧化性能
霧化性能是汽車內(nèi)飾材料至關(guān)重要的指標(biāo)。汽車內(nèi)飾材料如皮革,、塑料,、紡織物以及粘結(jié)材料的膠粘劑等，都含有一些揮發(fā)性物質(zhì),，在一定條件下會揮發(fā)出來在汽車窗戶或擋風(fēng)玻璃上凝結(jié),，嚴(yán)重影響駕駛者的視線和行車安全。目前國內(nèi)尚未有對霧化性能的統(tǒng)一要求,，部分汽車標(biāo)準(zhǔn)化組織和汽車品牌生產(chǎn)商對汽車內(nèi)飾用皮革的霧化值要求一般為≤2mg～5mg,。
1.4其他指標(biāo)
1.4.1多環(huán)芳烴
近年來，媒體多次報道國內(nèi)多款汽車被檢出強(qiáng)致癌物多環(huán)芳烴（PAHs）,，由于PAHs的危害,，多個國家和地區(qū)對其進(jìn)行了限制，如：歐盟指令2005/69/EC（76/769/EEC指令之第27次修訂版）要求添加油和輪胎中的苯并（a）芘(BaP)含量＜1 mg/kg或者8種多環(huán)芳烴（PAHs）的總含量＜10mg/kg,，環(huán)境署則要求優(yōu)先評估的16種PAHs不得含有,，GS認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)ZEK 01.4-08要求BaP限值為1 mg/kg或者18種PAHs總含量限值為10 mg/kg（第二類材料）。國內(nèi)對車內(nèi)空氣質(zhì)量有所限定的,，如GB/T 27630—2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》,、GB/T17729—2009《長途客車內(nèi)空氣質(zhì)量要求》，卻未涵蓋這項致癌物,。因此,，多環(huán)芳烴含量作為汽車內(nèi)裝飾材料安全評價的指標(biāo)也是必要的。
1.4.2禁用阻燃劑
目前,，我國汽車塑料配件在汽車總量份額中的比例已經(jīng)達(dá)到10%左右,，特別是汽車塑料內(nèi)飾件一般都要求阻燃。阻燃性是汽車內(nèi)飾材料最重要的安全特性,，利用阻燃劑進(jìn)行整理可以賦予一定的阻燃性能[3],，而現(xiàn)用阻燃劑中有些品種本身有毒，或燃燒時產(chǎn)生有毒物質(zhì)，部分阻燃劑具有生物累積性和致癌性,。因此,，此類阻燃劑的也應(yīng)成為評價汽車內(nèi)飾材料安全性能的指標(biāo)之一。此外,，一些常規(guī)的指標(biāo)如偶氮染料,、可萃取重金屬、等也應(yīng)列入汽車內(nèi)裝飾材料安全評價的范疇,。其測定可按照相應(yīng)材料的檢測方法進(jìn)行,。
二、指標(biāo)測試方法
2.1車內(nèi)空氣污染物含量測定
根據(jù)污染物來源,，分別對非金屬材料,、零部件和整車進(jìn)行空氣污染物的檢測。車內(nèi)空氣污染物的測試主要有三類：氣味評價,，主要靠人的感官嗅覺進(jìn)行等級評價（VDA270）,，也可采用電子鼻測定（SAE J351）；揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOC）定量分析,，包括頂空氣相色譜法,、熱脫附法、高效液相色譜法等,；碳氮氧化物含量測定,，可采用不分光紅外線氣體測定法（GB/T 28370）。
目前,，國內(nèi)對整車VOC的檢測已發(fā)布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),，而對非金屬零部件的VOC檢測尚無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)對非金屬零部件的VOC檢測方法不統(tǒng)一,。關(guān)于零部件及材料的檢測標(biāo)準(zhǔn)包括：ISO 12219,、VDA 270、DIN 13130,、DIN EN 13725,、VDA 275、VDA277,、VDA 278,、SAE J351等多項標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于整車的測試方法及有機(jī)污染物限值要求,，主要依據(jù)HJ/T 400—2007和GB/T 27630—2011進(jìn)行測試并評價,。
2.2阻燃性測試
阻燃性測試就是被測物推遲火焰延續(xù)、蔓延,、擴(kuò)散等能力的試驗方法,。經(jīng)過多年的發(fā)展，阻燃性測試已經(jīng)形成多種標(biāo)準(zhǔn),，成為相關(guān)業(yè)界非常重點的檢測項目,。大多數(shù)的車用內(nèi)飾材料燃燒性能測試都要求在苛刻的試驗環(huán)境下，采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的火源,，對試驗材料進(jìn)行不同的火源撞擊,，然后觀察和評價材料的燃燒現(xiàn)象。如,，GB 8410—2006中規(guī)定了汽車內(nèi)飾材料燃燒特性的試驗方法和評價指標(biāo),。阻燃性測試還可參照下列標(biāo)準(zhǔn)：DIN 75200、ISO 3795,、ASTM D 5132,、FMVSS 302、JIS D1201,、UL 94等,。
2.3霧化性能
通過對汽車內(nèi)裝飾材料進(jìn)行霧化試驗，實現(xiàn)對這些材料中可揮發(fā)性物質(zhì)的控制,，以有效地降低車內(nèi)環(huán)境污染,，已經(jīng)成為汽車及汽車內(nèi)飾材料生產(chǎn)企業(yè)控制產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要手段。
目前,，汽車內(nèi)飾材料的霧化試驗方法,，包括重量法、光澤度法和霧度法,，其成霧原理相同,，都是利用物質(zhì)的揮發(fā)—冷凝這一原理來實現(xiàn)成霧的過程，區(qū)別在于測量的參數(shù)是冷凝組分,、成霧值還是霧度,。可參照的標(biāo)準(zhǔn)有標(biāo)準(zhǔn)DIN 75201,，標(biāo)準(zhǔn)SAE J1756,、ASTM D5393，英準(zhǔn)BS EN 14288,，國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 6452,。
2.4其他性能測定
2.4.1多環(huán)芳烴
多環(huán)芳烴測試原理為：將代表性樣品剪碎，用合適溶劑（如甲苯,、環(huán)己烷等）超聲或索氏萃取,，凈化后用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀或高效液相色譜進(jìn)行分析。GS認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)ZEK 01.4-08明確規(guī)定了多環(huán)芳烴的和測試方法,，用該法測定的每種PAH的檢出限為0.2 mg/kg,。此外，可參照的標(biāo)準(zhǔn)還有：ISO/TC 45/SC 3、EPA-TO-13A,、NF X43-404-12-2009,、VDI 4300 Blatt 2等。
2.4.2禁用阻燃劑
雖然阻燃劑能使易燃物質(zhì)燃燒減慢,、終止或難以燃燒,，但因其對人體和環(huán)境都會造成危害，部分阻燃劑（如含溴阻燃劑）已被列入禁用名單,，如歐盟76/769/EEC指令明確規(guī)定禁用溴系阻燃劑,。禁用阻燃劑的測試過程一般為：樣品用溶劑超聲萃取，過濾濃縮萃取液,，GC-MS/LCMS/GC-NPD檢測,。可參照GB/T 30512—2014《汽車禁用物質(zhì)要求》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測,。
ZR-QCS-3型汽車內(nèi)飾材料燃燒測試儀
北京鑫生卓銳科技有限公司,、天津循煜科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)的此款QCS-3型汽車內(nèi)飾材料燃燒測試儀，根據(jù)GB8410-2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》的規(guī)定技術(shù)要求而設(shè)計的,，同時符合汽車安全技術(shù)法規(guī)FMVSS 571.302等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模擬燃燒性能安全試驗項目,、德標(biāo)DIN7520《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》及TL1010《汽車內(nèi)飾材料燃燒特性》的相關(guān)要求，用于鑒別轎車,、多用乘客車,、載貨汽車和客車內(nèi)飾材料水平燃燒特性。
三,、車內(nèi)污染物應(yīng)對措施
據(jù)調(diào)查,，車內(nèi)環(huán)境污染是車外的10倍以上，想要從根本上遏制它,，可通過源頭控制和末端處理兩種途徑進(jìn)行,。
3.1源頭控制
目前，國內(nèi)針對汽車內(nèi)飾材料環(huán)保安全的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 27630—2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》,、GB/T30512—2014《汽車禁用物質(zhì)要求》等,，標(biāo)準(zhǔn)中要求的指標(biāo)不全面，部分指標(biāo),，如阻燃性,，要求太低，國家或行業(yè)應(yīng)出臺更全面,、更嚴(yán)格的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),，避免污染物“黑洞的出現(xiàn)"。另外,，各生產(chǎn)廠家應(yīng)該執(zhí)行更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),，選用環(huán)保型材料,，從源頭上控制污染物的產(chǎn)生。
3.2末端處理
對車內(nèi)環(huán)境空氣污染物的末端處理,，建議如下：多開窗通風(fēng),；在車內(nèi)放置活性炭、竹炭等吸附性凈化材料,；安裝車載空氣凈化器,，如汽車氧吧,、光觸媒車載空氣凈化器,、太陽能車載空氣凈化器等；使用生物酶分解有害物質(zhì),。
鑫生卓銳