电动自行车装饰性非金属材料燃烧特性对标准符合性研究

高刘华民费坤黑长浩

电动自行车的装饰非金属材料是车辆的重要组成部分，与安全驾驶密切相关。摘要:阐述了电动自行车装饰用非金属材料燃烧特性的标准要求、取样要求和试验设备，并对现行电动自行车装饰用非金属材料燃烧特性法规提出了建议。

关键词:装饰性非金属材料；燃烧特性

1前言

电动自行车在给人们带来便利的同时，也带来了不容忽视的安全隐患。数据显示，80%的电动自行车火灾发生在充电时。3发生火灾时，3分钟内火温可高达1000度，30秒内有毒气体可覆盖整个房间。引起火灾的主要因素之一是非金属材料的阻燃性差。这些装饰材料多为易燃纺织品、纤维、塑料、人造革、复合材料等，主要分布在电动自行车的车座、前泥板、后泥板、装饰塑料件等部位。在使用中，短路、机械故障、交通事故等原因都会引起火灾，造成驾乘人员受伤或财产损失。这些装饰材料由于易燃，会加重事故的严重程度。

2018年5月15日，国家市场监督管理总局和中国国家标准化管理委员会联合发布GB 17761-2018《电动自行车安全技术规范》。2018年7月19日，国家认监委发布CNCA-C11-16: 2018《强制性产品认证实施细则》，并于2018年8月1日起施行，标志着电动自行车产品强制性认证工作开始。2019年5月，为规范电动自行车产品认证和检测流程，统一实验室对标准的理解，保证检测尺度的一致性，TC12电动自行车专业组秘书处专门制定了GB17761-2018《电动自行车安全技术规范》的检测规范，其中作为主要检测项目的装饰非金属材料的燃烧特性应按GB 8410-2006《汽车内饰材料燃烧特性》执行。

2技术要求

2.1标准要求

要求从测试样品中抽取五件材料进行测试。试验前，将其放入恒温恒湿试验箱中，设定温度为23℃±2℃，湿度为45% ~ 55%，调整状态至少24h，但不超过168h后，取出样品，将表面有绒毛或簇绒的样品放在平板上，用金属梳沿绒毛相反方向在有绒毛的表面梳理两遍。打开煤气灯，关闭空进气口，根据火焰高度标志牌调节火焰，使火焰高度为38毫米。开始第一次试验前，火焰应在此状态下稳定燃烧至少1分钟，然后熄灭；将样品的暴露表面向下安装到样品架中。安装样品，使其两侧和一端被U形支架夹住，自由端与U形支架的开口对齐。当样品宽度不足，U形支架夹不住样品，或样品自由端较软易弯曲，会造成燃烧不稳定时，将样品用耐热金属丝放在样品支架上进行燃烧试验。

将样品架推入燃烧室，并将样品水平放置在燃烧室的中心。选择热量约为35 ~ 38 MJ的可燃气体进行燃烧，在关闭煤气灯空的进气口时点燃煤气灯，火焰高度为38mm，使试样的自由端在火焰中点燃15秒，然后熄灭火焰(关闭煤气灯阀门)。

如果样品的燃烧速度超过100mm/min或在15s内达到第一个标记，则判定为不合格；否则将根据公式判断样品:燃烧速度V=60×L/T[其中V:燃烧速度(mm/min)，L:燃烧距离(mm)，T:燃烧距离，L:时间(s)]。

2.2取样要求

提供5个测试样品，组分样品应制成标准样品。有关其尺寸要求，请参见图1。样品的厚度为零件的厚度，但不超过13毫米。当零件的尺寸不足以制作标准样品时，应保证并记录以下最小尺寸的样品:

零件的宽度在3~60mm之间，长度至少要有3 ~ 60mm，而且要尽量做到接近零件的宽度。

该部分的宽度大于60毫米，长度至少应为138毫米。在这种情况下，可能的燃烧距离相当于从第一个标记到火焰熄灭的距离，或从第一个标记到样品末端的距离。

以一个鞍座为例，鞍座由海绵(聚氨酯泡沫)、皮革(PVC+针织布)和底板(PP注塑件)组成。根据取样要求，应分别在海绵、皮革和底板上制作五个试样，如图2所示。

2.3测试设备要求

根据GB 8410-2006的要求，试验所需的燃烧室结构图如图3所示，试验装置和仪器概况及相关指标见表2。

考虑到上述试验参数对试验结果的影响，燃灯、秒表、温度计、钢直尺、微风计、恒温试验箱、测厚仪/千分尺与标准要求密切相关。因此，实验室应将仪器送至有资质的计量机构进行周期校准，以满足相关技术指标的要求。燃烧箱尺寸、金属梳和样品架的参数在设备生产后已经确定，并定期确认这些参数。

3项标准建议

(1)适用范围:GB 8410-2006规定了内饰材料水平燃烧特性的技术要求和试验方法。但考虑到实际情况，电动自行车的装饰非金属材料燃烧主要分为水平燃烧和垂直燃烧，其中车座、前软板等少部分产品属于水平燃烧，前后泥板、左右护板或其他类似悬挂材料等很多部件几乎完全垂直布置。与水平燃烧相比，这类产品的垂直燃烧可能更剧烈、更快，垂直燃烧方式更实用。因此，法律法规应当根据具体产品的位置、布置方式和使用条件来判断燃烧方式，而不是采用水平燃烧特性的技术要求来判断电动自行车非金属材料的燃烧特性。

(2)燃烧计时法:GB 8410-2006燃烧时间开始时，参考火焰根部经过第一计时线，参考火焰结束时，经过第二计时线。燃烧时间前后的参考标准不一致容易导致偏差。此外，由于烟雾、火焰跳动和实验者的主观因素，计时也有偏差。建议统一参考标准，在支架标记处设置棉线，以标记处棉线燃烧情况作为起止判断的参考。

(3)燃烧速度的测定:GB 8410-2006燃烧速度等于燃烧距离除以燃烧时间，每个样品只有一个燃烧速度。在实际测试中，样品在燃烧时，燃烧速度几乎随着时间的推移越来越快，因此单一的燃烧速度并不能完全代表该样品的真实燃烧水平。同时，生产过程中阻燃剂的不均匀混合也会造成不同阶段样品的燃烧速度不同。因此，建议分段计算燃烧率。每个样品有多个燃烧速率，取最大值作为样品的燃烧速率。

(4)前处理要求:样品应在标准温度23℃±2℃，相对湿度45% ~ 55%下调整至少24h，但不超过168h。由于阳光、温度变化、风雨等外界条件的影响，材料的外观会发生变化，相应的内在质量和性能也会受到自然气候的影响。标准要求至少24h，但不超过168h。预处理也会导致相应的阻燃剂挥发。不同的时间选择会影响不同的测试结果。建议统一标准。

(5)燃烧特性评价:电动自行车非金属材料燃烧时，其危害不仅在于燃烧速度，还在于短时间内释放出大量的烟雾和有毒气体。建议相关部门借鉴其他行业标准，如纺织行业、建筑行业、化工行业，增加对燃烧特性判断的要求，对燃烧过程中的氧指数、烟密度、产烟特性、烟气毒性等做出等级要求。同时燃烧过程会形成高温燃烧液滴，引起其他非金属材料或人体衣物燃烧。建议在试验方法中增加是否点燃样品下的脱脂棉。

4结束语

目前我国电动自行车非金属材料燃烧特性差，可能的原因一般包括三个方面:一是关键原材料质量差；二是对企业生产质量的检查、控制和管理重视不够；三是技术水平落后导致阻燃剂混合不均匀，局部燃烧速度过快。考虑到电动自行车的使用，尤其是在充电过程中，存在严重的安全隐患。要消除这种安全隐患，就必须提高生产技术和产品质量。

非金属材料的燃烧标准可以借鉴其他行业成熟的燃烧检测方法。目前强制性标准检测项目很少。随着电动自行车产品强制性认证的实施，相关燃烧项目将逐步完善，电动自行车非金属材料燃烧标准将更加完善，评价将更加合理，电动自行车产品将更加安全。