中外汽车内饰材料燃烧特性标准的比较

　　摘要

　　燃烧特性是汽车内饰材料的重要特性指标之一，本文对目前我国汽车内饰材料燃烧特性评价方法的强制性国家标准和美国、欧洲、日本相应的测试标准进行比较，接着又结合汽车企业相关标准对汽车内饰材料燃烧性能的评价方式进行了比较。

　　关键词：汽车；内饰材料；燃烧特性；标准

　　1国内外汽车内饰材料燃烧特性标准及技术法规概况

　　1.1美国

　　在美国《国家交通及机动车安全法》的授权下，由美国运输部国家公路交通安全管理局具体制定美国汽车安全技术法规FMVSS (Federal Motor Vehicle Safety Standards and Regulations)，该法规被收录在“联邦法规集”第49篇第571部分。其中，FMVSS 571.302《汽车内饰材料的燃烧特性》规定了在美国销售客车、多功能乘用车、卡车和公共汽车的汽车内饰材料燃烧速度不能超过102mm/min或内饰材料的燃烧时间不超过60s，且燃烧的长度从计时点到停止点不超过51 mm。

　　美国机动工程师协会于1969年制定了SAE J369《汽车内饰材料阻燃测试——水平燃烧法》。此方法可看做行业标准，它对汽车内饰材料燃烧性能测试时所用的设备、测试时的环境和内饰材料燃烧速度的表示作了详细规定。该标准经过数次修订，最新的版本为SAE J369—2007。

　　1.2欧盟

　　在一些企业汽车内饰材料性能标准所引用的标准中，欧洲主要有两个标准被引用，分别是ISO 3795《农业和林业用道路车辆、拖拉机和机具内部装饰材料燃烧性能的测定》和DIN75200《机车内饰材料燃烧性能的判定》。但是，从20世纪80年代后这两份标准都未再进行修订，最新的版本分别是ISO 3795—1989和DIN 75200—1980。

　　两个标准的适用范围都比较广，ISO 3795适用于道路乘用车辆(如客车、卡车、货车、旅行车、长途汽车等)以及拖拉机和农业、林业机械；DIN7 5200适用于轿车、卡车、多功能乘用车和公共汽车。两个标准没有对合格产品需要达到的技术指标作出规定。在1995年，欧盟发布了指令95/28/EC《汽车内饰材料阻燃测试，防火测试》，对客车内饰材料的燃烧性有一个认证体系和评价标准。

　　1.3日本

　　日本在1973年制定了JIS D1021，为汽车内饰材料的水平燃烧法标准，该方法经过3次修改，最新的版本为JIS D1021—1998。标准JIS D1021—1998是等同采用ISO3795—1989，对合格产品需要达到的技术指标则是在法规TRIAS 48《机动车内饰材料阻燃特性试验规程》作出规定。

　　1.4中国

　　中国于1987年制定了有关汽车内饰材料燃烧特性的标准GB 8410—1987，在1994年和2006年分别对该标准进行了修改，现用的GB 8410—2006标准参照美国联邦法规FMVSS 571.302，属于国家强制性标准之一。GB 8410—2006对汽车内饰材料的技术要求是“燃烧速度不大于100mm/mim”。

　　标准GB 8410—2006对应于美国联邦机动车辆安全标准FMVSS 571.302，但与FMVSS 571.302一致性程度为非等效。

　　2国内外汽车内饰材料燃烧特性标准及技术法规的比较

　　将标准FMVSS 571.302、SAE J369—2007、ISO 3795—1989和GB 8410—2006进行比较，主要存在如下区别。

　　2.1取样

　　4个标准都规定了厚度大于13mm、层积复合材料以及由若干层叠合而成的材料的取样要求。而GB 8410—2006和ISO3795—1989还规定了厚度不均匀的材料、零件形状和尺寸不符合取样要求的材料以及叠合而成材料的取样方式。此外，GB 8410—2006还增加了弯曲无法制得平整试样的材料的取样要求。可以看出GB 8410—2006力图将特殊试样的取样要求都包括进去，提高了试验的可操作性。

　　2.2样品预处理

　　与普通纺织产品调湿的湿度不同，汽车内饰材料测试前的调湿湿度一般在相对湿度50%左右。FMVSS 571.302规定试样测试前在温度21℃、相对湿度50%的条件下调湿24h，而SAE J369—2007规定的调湿温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%，在调湿24h后需放在密闭聚乙烯袋中1h再测试。而GB 8410—2006和ISO 3795—1989的调湿温湿度为温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%，但是，调节时间至少24h却不能超过168h。

　　2.3火源

　　4个标准都对使用的燃气没有明确规定，只是要求使用可燃性气体，但是标准GB 8410—2006中推荐使用液化气。

　　FMVSS 571.302没有规定燃气燃烧后热值，只规定测试使用的燃气应与天然气有等同的燃烧温度。而其余标准规定的燃气燃烧后热值分别是：SAE J369—2007为(37±1)MJ/m3，ISO3795—1989为38 MJ/m3，GB 8410—2006为35MJ/m3~38MJ/m3。

　　4个标准对燃气使用的要求不同，但是通过试验可以发现，只要将火焰高度控制在38mm，燃烧时间15s，不同的燃气都能将试样点燃部分加热到分解温度以上(内饰材料的分解温度大多为200℃～450℃)，材料被点燃后，燃烧与否取决于材料本身的特性，即材料燃烧后释放的热量要大于加热材料到燃烧状态所需的热量。所以，对燃气要求的不同并不会影响测试结果。

　　2.4装置

　　GB 8410—2006和ISO 3795—1989的燃烧箱尺寸相同，而FMVSS 571.302和SAE J369—2007的燃烧箱尺寸基本一致，前后两者的燃烧箱尺寸在宽度和底座的高度上略有不同。此外，在燃气灯部分，燃气灯的内径尺寸分别为：FMVSS 571.302为10mm，SAE J369—2007为(9.5±0.3)mm，ISO 3795—1989和GB 8410—2006为9.5mm。

　　2.5试验环境

　　FMVSS 571.302对具体的燃烧试验环境没有规定，而SAE J369—2007规定试验应在密闭的通风橱中进行，试验时，通风橱中的风速不超过0.4m/s，而燃烧箱中的温度在15℃~35℃之间，相对湿度在45%~75%之间。ISO 3795—1989和GB 8410—2006规定燃烧箱应放置在通风橱中，试验时，空气流过通风橱的垂直速度应在0.10m/s~0.30m/s，而燃烧箱内，样品支架温度不超过30℃。

　　可以看出ISO 3795—1989和GB 8410—2006的试验环境更加容易达到和控制。

　　2.6测量工具

　　因为对样品支架的温度有所要求，所以GB 8410—2006规定了使用量程150℃以上、准确度1℃以上的温度计，而其余标准并没有规定使用温度计。

　　在测量燃烧距离时，标准GB 8410—2006规定使用量程400mm以上、准确度1mm以上的钢尺，其余标准并没有对燃烧距离的测量工具有所规定。而标准SAE J369—2007规定了测量距离应精确到0.1mm。

　　对于测量燃烧时间的秒表，标准SAE J369—2007规定了精确到0.1s，而ISO 3795—1989和GB 8410—2006规定秒表的准确度不低于0.5s。

　　2.7试样快速燃烧定义

　　标准GB 8410—2006和SAE J369—2007都提到一种燃烧情况，那就是试样快速燃烧，试样快速燃烧是无法记录燃烧速度的，且GB 8410—2006认为试样快速燃烧是不符合汽车内饰材料要求的。但是两个标准对试样快速燃烧的定义不同。

　　GB 8410—2006中4.6.5写明，如果出现试样在火焰引燃15s内已经燃烧，并达到第一标记线(第一标记线为距试样自由端边缘38mm处)，则认为试样不能满足燃烧速度的要求。

　　SAE 369—2007中6.8所说的则是当火焰刚超过38mm的标记线就燃烧了51mm，由于火焰蔓延太快无法计时、计算燃烧速度，则材料的燃烧速度记为RB。

　　通过比较可以看出GB 8410—2006更好操作，但是SAE 369—2007对试样快速燃烧而无法记录燃烧速度的说明更加准确。

　　因为燃烧箱和燃气灯的制造尺寸所限，试样并不一定在自由端的边缘处被火焰引燃，所以试样在15s内的燃烧距离要远远低于38mm，就会出现在GB 8410—2006认为属于快速燃烧的燃烧速度是可以计算并且燃烧速度并不快的情况。

　　3目前各汽车生产商的汽车内饰燃烧性能标准的比较

　　对应于各国的汽车内饰材料燃烧性能的技术法规，汽车生产商都制定了相应的汽车内饰材料燃烧测试企业标准，比如通用标准GMW 3232—2011、大众标准TL 1010—2008[1]和丰田标准TSM 0500G—2010。企业标准涵盖了所针对的汽车消费国的汽车内饰材料燃烧性能技术法规，更新较为频繁。由于针对的是原材料的测试，企业标准在测试数量和样品预处理的方式方面都有所增加，此外对燃烧特性的技术指标也综合了各国的技术法规要求，并更加严格。

　　3.1样品预处理时间

　　汽车在使用中，内饰材料因阳光照射、温度变化、风吹雨淋等外界条件的影响，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而有所变化。所以，企业标准一般会对内饰材料进行人工老化试验，并对老化试验后的产品进行燃烧性能测试。但是人工老化的试验条件却各不相同。

　　GMW 3232—2011是将样品放置在温度(40±3)℃、相对湿度(93±5)%的条件下48h再放置在(90±3)℃的条件下168h。TSM 0500G—2010是将样品放置温度(70±2)℃下366h，再在温度(20±5)℃、相对湿度(50±5)%条件下调湿24h后试验。而现代企业标准则是将样品放在80℃下168h作为老化条件。可以看出企业标准对于燃烧性能老化试验的条件并不统一。

　　3.2燃烧情况表示方式

　　GB 8410—2006和SAE J369—2007对燃烧试验后的不燃烧、燃烧后自熄和样品完全燃烧等情况都作了类似的划分，但两者的表示情况并不相同，而对燃烧情况的表示方式企业标准也各不相同，具体情况见表1。

　　3.3技术指标

　　企业标准对燃烧性能的技术指标则更为严格。主要表现在两个方面，分别是加量测试和对燃烧速度的限制更加严格。

　　标准规定燃烧测试都是材料不同的方向(对于纺织材料就是经纬向)分别测试5块样品。但是GMW 3232—2011规定在仲裁试验的情况下要至少测试20块样品，而在普通测试时，5块样品中有3块的燃烧情况可以记录数据计算出燃烧速度，而这3块样品的燃烧速度有一块超过75mm/min，则要在此方向加做5块试样。TSM 0500G—2010则规定每个方向测试5块样品，若其中有样品的燃烧速度超过60mm/min而未到80mm/min，则加做5块样品，若加做的5块样品中有样品的燃烧速度超过80mm/min，则再加做20块样品；若初始测试的5块样品中有样品的燃烧速度超过80mm/min，则直接加做25块样品。

　　对于燃烧速度的限制，企业标准基本是综合了各个国家的技术法规要求后进行了更严格的控制。TL 1010—2008规定样品不燃烧、自熄不用记录燃烧速度，或者样品的燃烧速度小于100mm/min都是合格。GMW 3232—2011除了规定样品的最大燃烧速度小于100mm/min，还考虑到异常值出现的情况，规定样品燃烧速度的平均值加3倍标准偏差的数值也需要小于100mm/min。TSM 0500G—2010标准未对燃烧性能提出要求，是在不同的汽车内饰件的技术标准中对燃烧速度有限制。

　　(作者单位：贵州省纤维检验局）