淺談汽車內飾阻燃材料的安全標準評價及阻燃測試
淺談汽車內飾阻燃材料的安全標準評價及阻燃測試
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們停留在車內的時間越來越長，車內的環(huán)境質量將更大限度地影響著人們的健康，也因此越來越受到關注。車內環(huán)境質量的重要污染源是汽車內飾材料，這主要是由紡織品、皮革和塑料等汽車內飾材料在生產加工時殘留的有機溶劑造成的，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、汽車內飾材料安全性能評價指標
現(xiàn)有的汽車內飾材料安全性能評價指標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。國內由于沒有適用的車內環(huán)境污染物控制標準，一些企業(yè)對車內環(huán)境污染沒有引起足夠的重視并未采取相應的措施。缺乏標準限值的污染物，如多環(huán)芳烴等致癌物質將很有可能造成污染物“黑洞"。因此，加強對車內環(huán)境的監(jiān)督和檢測，增加車內污染物的監(jiān)測項目，制定車內污染物限值，以客觀反映車內空氣質量狀況，推動車內環(huán)境污染的防治，保障消費者的身心健康已迫在眉睫。
1.1車內空氣質量評價
?。?）車內空氣污染物的來源車內污染物
一是來源于汽車主體材料中所含有害物質的釋放；二是來源于車內裝飾材料中所含有害物質的釋放；
三是來源于外界污染物的進入；四是來源于車內駕乘人員的生活習慣。
汽車主體用塑料、橡膠和化學纖維等高分子物質中未參加聚合的小分子物質如苯乙烯、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、碳氫化合物、氫氧化物等，汽車尾氣及車內空調蒸發(fā)器長期使用后管道內積累的污染物也會進入車內；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空氣的二次污染源，駕乘人員在車內吸煙也會增加揮發(fā)性有害物質和塵埃之類的空氣污染物水平。
ZR-QCS-3型汽車內飾材料燃燒測試儀
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)生產的此款QCS-3型汽車內飾材料燃燒測試儀，根據GB8410-2006《汽車內飾材料的燃燒特性》的規(guī)定技術要求而設計的，同時符合汽車安全技術法規(guī)FMVSS 571.302等標準規(guī)定的模擬燃燒性能安全試驗項目、德標DIN7520《汽車內飾材料的燃燒特性》及TL1010《汽車內飾材料燃燒特性》的相關要求，用于鑒別轎車、多用乘客車、載貨汽車和客車內飾材料水平燃燒特性。
（2）車內空氣污染的危害
汽車在行駛過程中，車內是一個相對封閉的環(huán)境，駕乘人員長期處于受污染嚴重的車內環(huán)境中，會出現(xiàn)頭痛、乏力等癥狀，嚴重時會出現(xiàn)皮炎、哮喘、免疫力低下，甚至是白細胞減少。因此，必須建立的測試標準以評價車內環(huán)境的污染程度。
1.2阻燃性能
汽車內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)達國家對此制定了嚴格的法規(guī)，如：聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 571.302、國際標準化組織ISO 3795以及歐洲會議理事會指令95/28/EC針對汽車內飾材料的燃燒特性均有規(guī)定。
我國于1987年也制定了相應的強制性標準GB 8410—1987，經1994年和2006年先后兩次修訂，形成了GB 8410—2006，該標準對應于FMVSS 571.302。我準GB 8410—2006對阻燃性能要求太低，不足以有效防止和延緩火災的發(fā)生，其中對所有汽車內飾材料的阻燃性能只有一個簡單要求，就是在相關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過任何阻燃處理就能滿足要求。這樣的內飾材料在發(fā)生火災時，實際上卻成了“助燃材料"。因此，可同時考慮加入汽車內飾材料的阻燃等級、氧指數(shù)和煙密度等指標。
ZR-QCS-3型汽車內飾材料燃燒測試儀
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)生產的此款QCS-3型汽車內飾材料燃燒測試儀，根據GB8410-2006《汽車內飾材料的燃燒特性》的規(guī)定技術要求而設計的，同時符合汽車安全技術法規(guī)FMVSS 571.302等標準規(guī)定的模擬燃燒性能安全試驗項目、德標DIN7520《汽車內飾材料的燃燒特性》及TL1010《汽車內飾材料燃燒特性》的相關要求，用于鑒別轎車、多用乘客車、載貨汽車和客車內飾材料水平燃燒特性。
1.3霧化性能
霧化性能是汽車內飾材料至關重要的指標。汽車內飾材料如皮革、塑料、紡織物以及粘結材料的膠粘劑等，都含有一些揮發(fā)性物質，在一定條件下會揮發(fā)出來在汽車窗戶或擋風玻璃上凝結，嚴重影響駕駛者的視線和行車安全。目前國內尚未有對霧化性能的統(tǒng)一要求，部分汽車標準化組織和汽車品牌生產商對汽車內飾用皮革的霧化值要求一般為≤2mg～5mg。
1.4其他指標
1.4.1多環(huán)芳烴
近年來，媒體多次報道國內多款汽車被檢出強致癌物多環(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認證標準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）。國內對車內空氣質量有所限定的，如GB/T 27630—2011《乘用車內空氣質量評價指南》、GB/T17729—2009《長途客車內空氣質量要求》，卻未涵蓋這項致癌物。因此，多環(huán)芳烴含量作為汽車內裝飾材料安全評價的指標也是必要的。
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達到10%左右，特別是汽車塑料內飾件一般都要求阻燃。阻燃性是汽車內飾材料最重要的安全特性，利用阻燃劑進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，或燃燒時產生有毒物質，部分阻燃劑具有生物累積性和致癌性。因此，此類阻燃劑的也應成為評價汽車內飾材料安全性能的指標之一。此外，一些常規(guī)的指標如偶氮染料、可萃取重金屬、等也應列入汽車內裝飾材料安全評價的范疇。其測定可按照相應材料的檢測方法進行。
二、指標測試方法
2.1車內空氣污染物含量測定
根據污染物來源，分別對非金屬材料、零部件和整車進行空氣污染物的檢測。車內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行等級評價（VDA270），也可采用電子鼻測定（SAE J351）；揮發(fā)性有機污染物（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，國內對整車VOC的檢測已發(fā)布相關標準，而對非金屬零部件的VOC檢測尚無相關標準，國內對非金屬零部件的VOC檢測方法不統(tǒng)一。關于零部件及材料的檢測標準包括：ISO 12219、VDA 270、DIN 13130、DIN EN 13725、VDA 275、VDA277、VDA 278、SAE J351等多項標準。關于整車的測試方法及有機污染物限值要求，主要依據HJ/T 400—2007和GB/T 27630—2011進行測試并評價。
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、擴散等能力的試驗方法。經過多年的發(fā)展，阻燃性測試已經形成多種標準，成為相關業(yè)界非常重點的檢測項目。大多數(shù)的車用內飾材料燃燒性能測試都要求在苛刻的試驗環(huán)境下，采用標準規(guī)定的火源，對試驗材料進行不同的火源撞擊，然后觀察和評價材料的燃燒現(xiàn)象。如，GB 8410—2006中規(guī)定了汽車內飾材料燃燒特性的試驗方法和評價指標。阻燃性測試還可參照下列標準：DIN 75200、ISO 3795、ASTM D 5132、FMVSS 302、JIS D1201、UL 94等。
2.3霧化性能
通過對汽車內裝飾材料進行霧化試驗，實現(xiàn)對這些材料中可揮發(fā)性物質的控制，以有效地降低車內環(huán)境污染，已經成為汽車及汽車內飾材料生產企業(yè)控制產品質量的一個重要手段。
目前，汽車內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?？蓞⒄盏臉藴视袠藴蔇IN 75201，標準SAE J1756、ASTM D5393，英準BS EN 14288，國際標準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-質譜聯(lián)用儀或高效液相色譜進行分析。GS認證標準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，可參照的標準還有：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《汽車禁用物質要求》中規(guī)定的方法進行檢測。
ZR-QCS-3型汽車內飾材料燃燒測試儀
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)生產的此款QCS-3型汽車內飾材料燃燒測試儀，根據GB8410-2006《汽車內飾材料的燃燒特性》的規(guī)定技術要求而設計的，同時符合汽車安全技術法規(guī)FMVSS 571.302等標準規(guī)定的模擬燃燒性能安全試驗項目、德標DIN7520《汽車內飾材料的燃燒特性》及TL1010《汽車內飾材料燃燒特性》的相關要求，用于鑒別轎車、多用乘客車、載貨汽車和客車內飾材料水平燃燒特性。
三、車內污染物應對措施
據調查，車內環(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行。
3.1源頭控制
目前，國內針對汽車內飾材料環(huán)保安全的標準主要有GB/T 27630—2011《乘用車內空氣質量評價指南》、GB/T30512—2014《汽車禁用物質要求》等，標準中要求的指標不全面，部分指標，如阻燃性，要求太低，國家或行業(yè)應出臺更全面、更嚴格的相關標準，避免污染物“黑洞的出現(xiàn)"。另外，各生產廠家應該執(zhí)行更嚴格的標準，選用環(huán)保型材料，從源頭上控制污染物的產生。
3.2末端處理
對車內環(huán)境空氣污染物的末端處理，建議如下：多開窗通風；在車內放置活性炭、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。
鑫生卓銳
