電動自行車裝飾性非金屬材料燃燒特性對標準符合性研究

高君 劉華民 費坤 黑長浩

摘要：電動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，本文具體針對裝飾性非金屬材料，從燃燒特性的標準要求、取樣要求、試驗設備這三個方面進行闡述，對目前電動自行車裝飾性非金屬材料燃燒特性法規提出建議。

關鍵詞：裝飾性非金屬材料;燃燒特性

1前言

電動自行車在給人們帶來交通便利同時，也帶來了不可忽視的安全隱患。數據顯示，80%的電動自行車火災是在充電時發生。火災時，3min內火溫可高達千度，30s內有毒氣體可覆蓋整個房間。造成火災的其中一個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、機械故障或者交通事故等原因都會引起火災，造成駕乘人員受傷或者財物損失。而這些裝飾材料由于具有易燃性更會加重事故的嚴重程度。

2018年5月15日，國家市場監管總局和中國國家標準化管理委員聯合發布GB 17761-2018《電動自行車安全技術規范》。2018年7月19日，國家認證認可監督管理委員會發布CNCA-C11-16：2018《強制性產品認證實施規則電動自行車》，并于2018年8月1日起實施，標志著電動自行車產品開始實施強制性認證。2019年5月，為了規范電動自行車產品認證檢測過程，統一試驗室對標準理解，保證檢驗尺度一致性，TC12電動自行車專業組秘書處特制定GB17761-2018《電動自行車安全技術規范》檢驗規范，其中裝飾性非金屬材料的燃燒特性作為主要檢測項目，應當按照GB 8410-2006《汽車內飾材料的燃燒特性》“執行。

2技術要求

2.1標準要求

試驗要求從被測樣品中取下5件材料進行試驗，試驗前放入恒溫恒濕試驗箱內，將溫度設為23℃±2℃，濕度設為45%～55%，狀態調節至少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面上，用金屬梳在起毛面上沿絨毛相反方向梳兩次。在燃氣燈的空氣進口關閉狀態下點燃燃氣燈，將火焰按火焰高度標志板調整，使火焰高度為38mm。在開始第一次試驗前，火焰應在此狀態下至少穩定地燃燒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形支架開口對齊。當試樣寬度不足，U形支架不能夾住試樣，或試樣自由端柔軟和易彎曲會造成不穩定燃燒時，才將試樣放在帶耐熱金屬線的試樣支架上進行燃燒試驗。

將試樣支架推進燃燒箱，試樣放在燃燒箱中央，置于水平位置。選用熱量約為35～38MJ的可燃性氣體進行燃燒，在燃氣燈空氣進口關閉狀態下點燃燃氣燈，并使火焰高度為38mm，使試樣自由端處于火焰中引燃15s，然后熄掉火焰（關閉燃氣燈閥門）。

若樣件燃燒速度超過100mm/min或在15s內達到第一標線，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：所用時間（s）]計算燃燒時間長短判定樣件的合格等級，如表1所示。

2.2取樣要求

提供試驗樣品5件，部件樣品應制成標準試樣，其尺寸要求見圖1，試樣的厚度為零件厚度但不超過13mm，當零件尺寸不足以制成標準試樣時，應保證下列最小尺寸試樣，并記錄：

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

零件寬度大于60mm，長度應至少為138mm，此時，可能的燃燒距離相當于從第一標線到火焰熄滅時的距離，或從第一條標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，應分別在海綿、皮革、底板上制作試驗樣條5件，如圖2所示。

2.3試驗設備要求

按照GB 8410-2006要求，試驗所需燃燒箱結構圖如圖3所示，試驗裝置及器具的概述及部分相關指標，如表2所示。

考慮到上述試驗參數對試驗結果的影響，燃燒燈、秒表、溫度計、鋼板尺、微風儀、恒溫恒溫試驗箱、測厚儀/千分尺與標準要求條件密切相關，因此實驗室應對儀器送往有資質的計量機構進行周期性校準，以滿足相關技術指標要求。燃燒箱尺寸、金屬梳、試樣支架3個項目在設備生產完成后參數已經固定，定期對參數進行確認。

3標準建議

（1）適用范圍：GB 8410-2006規定了內飾材料水平燃燒特性的技術要求及試驗方法。但從實際情況考慮，電動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、前軟板等少量產品屬于水平燃燒，前后泥板、左右護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際。因此法規應該針對具體產品的部位、布置方法、使用條件選擇相適應的燃燒方法進行判定，而非統一采取水平燃燒特性的技術要求對電動自行車非金屬材料的燃燒特性進行判定。

（2）燃燒計時方法：GB 8410-2006燃燒時間起始判定參考火焰根部通過第一計時標線，終止判定參考火焰通過第二計時標線，前后計時參考標準不一致容易引起偏差。另外由于燃燒時引起的煙霧、火焰跳動及實驗人員主觀因素的存在，計時也存在偏差。建議統一參考標準，在支架標線處設置棉線，起始終止判定以標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間，每個試樣的燃燒速度只有一個。在實際試驗中，試樣燃燒時，燃燒速度幾乎隨著時間增加越來越快，因此單一的燃燒速度無法完全代表此試樣真實燃燒水平，同時生產過程中阻燃劑混料不均也會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算，每個試樣都有多個燃燒速度，取其中最大值作為試樣的燃燒速度。

（4）預處理要求：試樣應在溫度23℃±2℃和相對濕度45%～55%的標準狀態下調節至少24h，但不超過168h。材料因受陽光照射、溫度變化、風吹雨淋等外界條件的影響，外觀會發生變化，相應的內在質量和性能也會受到自然氣候的影響而有所變化。標準要求至少24h，但不超過168h，預處理也會造成相應的阻燃劑揮發，時間選取的不同會影響試驗結果的不同，建議統一標準。

（5）燃燒特性評定：電動自行車非金屬材料燃燒時其危害不僅在于燃燒速度的快慢，還在于短時間內釋放大量煙霧和有毒氣體。建議有關部門借鑒別的行業標準，如紡織業、建筑業、化工業增加燃燒特性判定要求，將燃燒過程中氧指數、煙密度、產煙特性、煙氣毒性做等級要求。同時燃燒過程會形成高溫滴燃物，滴落會引起其他非金屬材料或人體衣物燃燒，建議在試驗方法中增加是否引燃樣品下方脫脂棉。

4結束語

目前我國電動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：一是關鍵原材料質量較差;二是企業生產質量的檢測、控制和管理關注不夠;三是技術水平落后，造成阻燃劑混料不均，局部燃燒速度過快。考慮到電動自行車使用情況，特別是在充電過程中存在嚴重安全隱患，要消除此類安全隱患，需要改進生產技術及提高產品品質。

非金屬材料的燃燒標準可借鑒其他行業成熟燃燒檢測方法。目前現行的強制性標準檢測項目較少，隨著電動自行車產品強制性認證的實施，相關的燃燒項目會逐步完善，電動自行車非金屬材料的燃燒標準會更加完善，評估更加合理，電動自行車產品也會更加安全。