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

高君 刘华民 费坤 黑长浩

摘要：电动自行车装饰性非金属材料是车辆重要组成部分，与安全行车息息相关，本文具体针对装饰性非金属材料，从燃烧特性的标准要求、取样要求、试验设备这三个方面进行阐述，对目前电动自行车装饰性非金属材料燃烧特性法规提出建议。

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交通便利同时，也带来了不可忽视的安全隐患。数据显示，80%的电动自行车火灾是在充电时发生。火灾时，3min内火温可高达千度，30s内有毒气体可覆盖整个房间。造成火灾的其中一个主要因素就是阻燃性能较差的非金属材料，这些装饰材料大多是易燃性的纺织品、纤维、塑料、人造革以及合成物等，主要分布在电动自行车的鞍座、前泥板、后泥板、装饰性塑料件等部位。在使用过程中，由于电路短路、机械故障或者交通事故等原因都会引起火灾，造成驾乘人员受伤或者财物损失。而这些装饰材料由于具有易燃性更会加重事故的严重程度。

2018年5月15日，国家市场监管总局和中国国家标准化管理委员联合发布GB 17761-2018《电动自行车安全技术规范》。2018年7月19日，国家认证认可监督管理委员会发布CNCA-C11-16：2018《强制性产品认证实施规则电动自行车》，并于2018年8月1日起实施，标志着电动自行车产品开始实施强制性认证。2019年5月，为了规范电动自行车产品认证检测过程，统一试验室对标准理解，保证检验尺度一致性，TC12电动自行车专业组秘书处特制定GB17761-2018《电动自行车安全技术规范》检验规范，其中装饰性非金属材料的燃烧特性作为主要检测项目，应当按照GB 8410-2006《汽车内饰材料的燃烧特性》“执行。

2技术要求

2.1标准要求

试验要求从被测样品中取下5件材料进行试验，试验前放入恒温恒湿试验箱内，将温度设为23℃±2℃，湿度设为45%～55%，状态调节至少24h，但不超过168h后将样品取出，把表面起毛或簇绒的试样平放在平整的台面上，用金属梳在起毛面上沿绒毛相反方向梳两次。在燃气灯的空气进口关闭状态下点燃燃气灯，将火焰按火焰高度标志板调整，使火焰高度为38mm。在开始第一次试验前，火焰应在此状态下至少稳定地燃烧1mln，然后熄灭;将试样暴露面朝下装入试样支架。安装试样使其两边和一端被U形支架夹住，自由端与U形支架开口对齐。当试样宽度不足，U形支架不能夹住试样，或试样自由端柔软和易弯曲会造成不稳定燃烧时，才将试样放在带耐热金属线的试样支架上进行燃烧试验。

将试样支架推进燃烧箱，试样放在燃烧箱中央，置于水平位置。选用热量约为35～38MJ的可燃性气体进行燃烧，在燃气灯空气进口关闭状态下点燃燃气灯，并使火焰高度为38mm，使试样自由端处于火焰中引燃15s，然后熄掉火焰（关闭燃气灯阀门）。

若样件燃烧速度超过100mm/min或在15s内达到第一标线，则判定不合格，反之按照公式：燃烧速度V=60×L/T[式中V：燃烧速度（mm/min），L：燃烧距离（mm），T：燃烧距离，L：所用时间（s）]计算燃烧时间长短判定样件的合格等级，如表1所示。

2.2取样要求

提供试验样品5件，部件样品应制成标准试样，其尺寸要求见图1，试样的厚度为零件厚度但不超过13mm，当零件尺寸不足以制成标准试样时，应保证下列最小尺寸试样，并记录：

零件宽度介于3～60mm，长度应至少为356mm，并且尽量做成接近零件的宽度。

零件宽度大于60mm，长度应至少为138mm，此时，可能的燃烧距离相当于从第一标线到火焰熄灭时的距离，或从第一条标线开始至试样末端的距离。

以某鞍座为例，鞍座分别由海绵（聚氨酯发泡）、皮革（PVC+针织布料）、底板（PP注塑件）组合拼接而成。按照取样要求，应分别在海绵、皮革、底板上制作试验样条5件，如图2所示。

2.3试验设备要求

按照GB 8410-2006要求，试验所需燃烧箱结构图如图3所示，试验装置及器具的概述及部分相关指标，如表2所示。

考虑到上述试验参数对试验结果的影响，燃烧灯、秒表、温度计、钢板尺、微风仪、恒温恒温试验箱、测厚仪/千分尺与标准要求条件密切相关，因此实验室应对仪器送往有资质的计量机构进行周期性校准，以满足相关技术指标要求。燃烧箱尺寸、金属梳、试样支架3个项目在设备生产完成后参数已经固定，定期对参数进行确认。

3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及试验方法。但从实际情况考虑，电动自行车装饰性非金属材料的燃烧主要分为水平燃烧和垂直燃烧，其中鞍座、前软板等少量产品属于水平燃烧，前后泥板、左右护板或其他类似的悬挂材料等很多零件更是几乎完全垂直布置，相比水平燃烧，此类产品垂直燃烧可能更加剧烈，速度更快，垂直燃烧方法更贴合实际。因此法规应该针对具体产品的部位、布置方法、使用条件选择相适应的燃烧方法进行判定，而非统一采取水平燃烧特性的技术要求对电动自行车非金属材料的燃烧特性进行判定。

（2）燃烧计时方法：GB 8410-2006燃烧时间起始判定参考火焰根部通过第一计时标线，终止判定参考火焰通过第二计时标线，前后计时参考标准不一致容易引起偏差。另外由于燃烧时引起的烟雾、火焰跳动及实验人员主观因素的存在，计时也存在偏差。建议统一参考标准，在支架标线处设置棉线，起始终止判定以标线处棉线烧断为参考。

（3）燃烧速度判断：GB 8410-2006燃烧速度等于燃烧距离除以燃烧时间，每个试样的燃烧速度只有一个。在实际试验中，试样燃烧时，燃烧速度几乎随着时间增加越来越快，因此单一的燃烧速度无法完全代表此试样真实燃烧水平，同时生产过程中阻燃剂混料不均也会造成不同阶段的试样燃烧速度的不同。因此建议燃烧速度采用分段计算，每个试样都有多个燃烧速度，取其中最大值作为试样的燃烧速度。

（4）预处理要求：试样应在温度23℃±2℃和相对湿度45%～55%的标准状态下调节至少24h，但不超过168h。材料因受阳光照射、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。标准要求至少24h，但不超过168h，预处理也会造成相应的阻燃剂挥发，时间选取的不同会影响试验结果的不同，建议统一标准。

（5）燃烧特性评定：电动自行车非金属材料燃烧时其危害不仅在于燃烧速度的快慢，还在于短时间内释放大量烟雾和有毒气体。建议有关部门借鉴别的行业标准，如纺织业、建筑业、化工业增加燃烧特性判定要求，将燃烧过程中氧指数、烟密度、产烟特性、烟气毒性做等级要求。同时燃烧过程会形成高温滴燃物，滴落会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引燃样品下方脱脂棉。

4结束语

目前我国电动自行车非金属材料燃烧特性较差，可能原因一般包括三方面：一是关键原材料质量较差;二是企业生产质量的检测、控制和管理关注不够;三是技术水平落后，造成阻燃剂混料不均，局部燃烧速度过快。考虑到电动自行车使用情况，特别是在充电过程中存在严重安全隐患，要消除此类安全隐患，需要改进生产技术及提高产品品质。

非金属材料的燃烧标准可借鉴其他行业成熟燃烧检测方法。目前现行的强制性标准检测项目较少，随着电动自行车产品强制性认证的实施，相关的燃燒项目会逐步完善，电动自行车非金属材料的燃烧标准会更加完善，评估更加合理，电动自行车产品也会更加安全。