我国与美国材料燃烧技术标准比较研究

陈文青 ,管 杰 ,匡 龙 ,朱 剑

(广东省深圳市计量质量检测研究院,广东深圳518000)

1 引言

近年来,我国建筑材料与制品、纺织品、家具等遭遇贸易摩擦的一个重要原因,是因为目前我国绝大多数企业对国外有关产品技术法规、标准等了解甚少,难以跨越国外相关产品技术性贸易壁垒。因此,研究发达国家的标准技术法规,在相关产品国际贸易中所实施的技术性贸易措施具有十分重要的意义。

由于经济发展水平、政治环境、标准体制以及政府、企业和消费者对燃烧安全的重视程度等方面的不同,我国材料燃烧标准的制定主要是参考欧洲标准或国际标准,并在此基础上等同采用或者根据我国国情修改采用,因此在技术原理上我国与欧盟标准是一致的,只是在细节上作一些修改。随着国外标准的不断修订和更新,我国标准也随之更新,但在时间上总是落后于西方发达国家。

我国与美国标准在覆盖范围、技术原理、测试方法和性能要求等方面存在很大差异。两国标准对同一类产品的测试方法和评价标准可能有所不同,而且对于同一类产品,两国标准的实施要求也可能有差别,如美国在强制性技术法规中规定的的测试标准在我国标准体系中则可能是自愿性的。美国的燃烧技术法规和标准比较健全,我国在这方面与美国相比还比较落后,需要进一步完善和缩小差距。国内的出口企业应该清楚认识中美对燃烧安全性能不同的要求,以避免因阻燃性能方面的问题而影响出口。

2 我国与美国建筑材料与制品燃烧技术标准差异

我国建筑材料与制品燃烧性能分级依据GB 8624-2006,将建筑材料及制品的燃烧性能分为7个等级即 ：A 1、A 2 、B、C 、D、E 、F,并且在部分级别中以附加分级方式附加了燃烧滴落物、产烟能力和烟气毒性大小的信息。GB 8624-2006对3大类材料进行分级,总体分级结构一致,但以级别下标方式区分出铺地材料和管状隔热材料,铺地材料没有燃烧滴落物附加分级要求。铺地材料的分级为A 1 fl、A 2fl、Bfl、Cfl、Dfl、Efl、Ffl,管状隔热材料的分级为A 1L 、A 2L 、BL 、CL 、DL 、EL 、FL[1]。

美国对建筑材料表面燃烧特性的主要试验方法是ASTM E 84,7.6m的Steiner隧道炉试验。该试验是在样品的一末端施加长1.35m的火焰作为燃烧源,来观察材料表面的火焰传播特性和燃烧过程的烟密度。根据所观察的火焰传播,通过计算火焰传播距离——时间曲线下的面积得到相对无因次火焰传播指数(Flame Spread Index,FSI)。根据ASTM E 84的FSI测试结果,将内装饰材料分为3个等级：A级要求FSI值不大于25;B级要求FSI值在26～75之间;C级要求FSI值在76～200之间。如果材料的FSI值超过了C级的上限值,则判定材料不达等级,该材料就不能在对材料燃烧性能有一定要求的场所使用。以上3个等级的SDI值都要求不大于450[2]。

3 我国与美国家具燃烧技术标准差异

我国现行关于床垫阻燃性的标准GB 17927-1999《软体家具弹簧软床垫和沙发抗引燃特性的评定》,适用于供宾馆、家庭等场合使用的弹簧软床垫和沙发等软体家具。在本标准中规定,在温度为15～25℃,相对湿度为40%～70%,空气流动速率在(0.02～0.2)m/s的试验环境中,将点燃的香烟沿着试件立面和水平面结合部位,且紧贴立面(或者其他最有可能引燃床垫的部位,如缝边内侧和诸如线束的凹坑等局部凹陷处),同时开始计时。在1h内,若观察到检测部位有阴燃或有焰燃烧现象,则试件未通过测试;若未发现上述现象,则在新位置重复试验;若仍未观察到上述现象,则进行最后检查,立即拆开试件,检查试件内部是否有阴燃现象出现。若无阴燃现象,则试件通过测试,否则未通过测试。

在2006年6月19日,我国还发布了强制性的国家标准GB 20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》,并在2007年3月1日正式实施,标准对公共场所室内使用的床、床垫、沙发等家具及组件的燃烧性能提出了要求,阻燃1级软垫家具的明火判定标准为热释放速率峰值≤150kW,5min内放出的总能量≤30M J,最大烟密度≤75%;阻燃2级软垫家具的明火判定标准为热释放速率峰值≤250kW,5min内放出的总能量≤40M J,试件为整体燃烧[3]。

美国标准中对床垫阻燃性的要求是由两部分组成：床垫和床垫套可燃性标准16 CFR 1632和床垫和床架易燃性要求16CFR 1633。在可燃性标准16 CFR 1632中要求利用没有过滤嘴的天然烟草作为点火源,每个床垫至少进行18次香烟阻燃试验,9个“Baremattress tests”和 9 个“Two sheets tests” 。该项法规要求,床垫6个面必须全部通过测试,否则该床垫不合格[4]。

16CFR 1633《床垫和床架易燃性要求》设定了2个指标来限定火焰在床垫或床垫套装上的蔓延,这两项指标是利用2个 T型喷燃器,在指定的位置,把一个喷燃器火焰喷到床垫的上部表面,另一个喷燃器火焰喷到床垫和床底架的侧面。一是,在丙烷气体喷燃器内自由燃烧30m in的峰值热,释放率不得超过200kW;二是最初10m in内热释放总量不得超过15M J[5]。据统计,床垫标准的生效,可以减少84%的伤害事故。

4 我国与美国纺织织物燃烧技术标准差异

4.1 阻燃织物方面

我国纺织品产品标准主要有GB 17591《阻燃机织物》,该标准规定了阻燃机织物的产品分类、技术要求、实验方法、检验规则及包装和标志,适用于装饰用、交通工具(包括飞机、火车、汽车和轮船)内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物。其它阻燃纺织品的燃烧性能可参照该标准执行。标准将阻燃机织物的阻燃性能分为2个级别：1)B1级：损毁长度≤150mm,续燃时间≤5s,阴燃时间≤5s;2)B2级：损毁长度≤200mm,续燃时间≤15s,阴燃时间≤10s。阻燃性能的测试方法按照GB/T 5455。此外,我国GB 20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》对公共场所使用的装饰墙布(毡)、窗帘 、帷幕、装饰包布(毡)、床罩、家具包布等阻燃织物的燃烧性能分为阻燃1级(织物)和阻燃2级(织物)。

美国纺织品阻燃标准覆盖全面,且要求严格。16 CFR 1610服装纺织阻燃标准对服装用纺织品(不包含：帽子、鞋袜、手套、夹层),将服装纺织品分为三个等级,规定燃烧性能为1级及2级的纺织品可用于服装。而燃烧性能为3级的纺织品由于燃烧迅速且猛烈,存在较大安全隐患,故不适用于服装。

儿童睡衣裤方面,16 CFR 1615和1616对儿童睡衣裤或用于儿童睡衣裤的织物和相关材料的阻燃性能作了规定,这两个法规规定的试验方法、试验原理及技术指标都相同。所检测样品需同时满足以下两个指标才能符合标准要求：①5个样品的平均炭化长度≤17.8cm;②没有单个样品的炭化长度达到25.4cm。

美国联邦法规16CFR 1611乙烯基塑料阻燃标准还对乙烯基塑料的阻燃性能作了规定。16 CFR 1611的目的是为服从《易燃织物法案》,为乙烯基塑料薄膜颁布的最低标准。法规要求5个纵向和5个横向样品的平均燃烧速率不得超过1.2cm/s。

美国纺织品阻燃标准具有法规的强制性强、标准的适用性强、标准的覆盖面广、检测方法的多样性的特点,比较适应市场经济发展的要求。我国标准基本为生产和贸易型体系,更多在指导生产方面作用较大,在贸易方面的主导作用明显处于劣势。我国阻燃性标准目前以强制性标准和推荐性标准为主,没有法规上的要求。在标准水平方面,我国也应不断提高。我国在方法标准的内容上还不够详尽,涉及产品分类较笼统模糊,专用性差。标准的更新速度和制定上还比较缓慢。如GB 8965-1998阻燃防护服至今已有近10年未做修订,对一些纺织品、服装的阻燃性能标准至今仍然空白(如儿童服装的阻燃标准)。

4.2 地毯方面

我国GB/T 14252-2008《机织地毯》对地毯类燃烧性能试验采用GB/T 11049《地毯燃烧性能室温片剂试验方法》标准,试验原理与16 CFR 1630、16 CFR 1631类似,都是采用六亚甲基四胺作为引燃剂,观察燃烧的长度。但是我国GB 20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》和GB 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》对铺地材料包括地毯采用的燃烧性能试验方法采用GB/T 11785-2005《铺地材料的燃烧性能测定 辐射热源法》(等同采用 ISO 9239-1：2002),该方法是在试验燃烧箱中,用小火焰点燃水平放置并暴露于倾斜的热辐射场中的铺地材料,评估其火焰传播能力和产烟特性,报告参数为临界辐射通量、烟气总值和最大光衰减。GB/T 11785-2005与ASTM E 648-2009在试验原理上是一致的,但是在具体的操作程序上会有细微的差别。

美国联邦法规中对地毯阻燃性标准由两部分组成：家庭、办公室或宾馆里使用的单向尺寸大于1.83m、表面积大于2.23m2的地毯16CFR 1630和单向尺寸小于1.83m、表面积小于2.23m2的地毯16CFR 1631,这两个标准都采用内径为20.32cm的扁平框架压在样品上,将六亚甲基四胺置于样品中心,用火柴引燃六亚甲基四胺,观察燃烧长度。两项标准的要求基本相同,在8个给定进行测试的地毯或垫子中至少有7个满足该标准的要求,单个样本在测试中炭化部分的尺寸在2.54cm范围以内为合格。美国标准ASTM E 648-2009将水平安装的隔材试样置于(30±5)°倾斜空气-燃气辐射热源板下面,短暂预热后,用校准小火焰点燃试样最热端,测量火焰前进的最远距离,按预先准备好的辐射通量曲线图转换成千瓦每平方米,报告为临界辐射通量[6]。

我国关于地毯的燃烧性能标准试验方法既有与美国相同的采用六亚甲基四胺作为引燃剂测试方法,也有等同采用 ISO 9239-1：2002的辐射热源法。美国标准ASTM E 648-2009也采用辐射热源法对铺地材料进行测试,方法原理与我国、欧盟标准一致,但是在试验程序上有一定差异。

5 结语

法律法规在国际贸易中成为维护本国利益的基本依据。我国企业出口商品受阻的一个重要原因,就是目前我国绝大多数企业获取国外有关标准、技术法规等的信息渠道不畅,对进口国的各种技术限制知之不多,与贸易有关的标准、法规难以收集,或缺乏最新版本,贻误了成交机会。因此,研究发达国家在国际贸易中所实施的技术法规、标准、合格评定等状况具有十分重要的意义。收集有关进口国/地区的技术法规、标准、合格评定程序的相关信息,并提供切实有效的咨询服务,已是当前一项刻不容缓的、帮助企业扩大产品出口的重要的基础性技术工作。同时,深入细致地对其研究,对建立我们的技术法规和标准能起到事半功倍的效果。

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 8624-2006建筑材料及制品燃烧性能分级[S].北京：中国标准出版社,2007.

[2]美国防火协会.NFPA 703-2009 Standard for Fire Retardant-Treated W ood and Fire-Retardant Coatings for Building M aterials[S].Washington DC：美国防火协会,2009.

[3]消费品安全委员会.公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识[S].Washington DC：消费品安全委员会,2008.

[4]消费品安全委员会.16 CFR 1632 Standard for the Flammability of Mattresses and M attress Pads[S].Washington DC：消费品安全委员会,2006.

[5]消费品安全委员会.16 CFR 1633 Standard for the Flammability(Open Flam e)of Mattress Sets[S].W ashington DC：消费品安全委员会,2006.

[6]美国试验与材料学会国际组织.ASTM E 648-2009 Standard Test M ethod for Critical Radiant Flux of Floor-Covering Systems Using a Radiant Heat Energy[S].W ashington DC：美国试验与材料学会国际组织,2009.