汽车外饰材料火灾燃烧特性研究

赵金月 贾莉敏

摘要：汽车作为主要的交通工具，数量日益增多，人们对其安全性的也来越重要，本文通过实验针对汽车外饰材料火灾燃烧特性进行研究，通过实验证明，汽车的外部材料极易燃烧具有较高的火灾危险性。

关键词：汽车；外饰材料；火灾近年来我国频频发生汽车火灾，针对这一下现象我国相关工作人员对汽车外饰材料进行了相关研究，但是研究内容都主要集中在汽车外饰中的塑料制品及汽车发生火灾宏观上的研究，但在对汽车外饰饰品火灾研究燃烧也行的研究却很少。

一、基于汽车外饰材料火灾燃烧特性的实验

（一）实验仪器。（1）锤形热量仪。主要由排烟系统、锥形加热器、激光测烟器、以及一些其它传感器组成。（2）氧指数仪。主要由环境气源、点火器、氧指数仪及然后组成。在测试过程中要依照GB／T 2406—93《塑料燃烧性能试验方法氧指数法》中要求进行。

（二）实验概况。（1）实验样品。实验过程中选取，最典型车辆，在车辆上获取需要使用的外部材料，材料主要有：车门外饰板、叶子板内衬、下护板。从车上取下的外饰材料。上面采取的几种实验材料都由纤维化所料制成。其成分主要为环氧树脂、聚酯、酚醛树脂等。根据树脂材料不同我们这些材料分为环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢、酚醛玻璃钢。（2）氧指数测试。在进行氧指数测试时我们选取样品中的3号（下护板、门外饰板、轮眉）。式样尺寸：120mm×5mm×2mm。在试验前需将样品在测试环境中放置30小时，避免湿度、温度差异影响试验结果。试验印在25摄氏度下进行。分别依照操作规程对1-3号样品进行测试，并对中样品测试的氧指数进行记录。

（三）锥形量热仪测试。选用样品中的4-9号进行测试，将试验中使用的材料统一制成200mm×200mm的正方体试样，在测试时用铝箔纸对正方体进行包裹，只讲正方体的上方裸露在外，将试验使用样品防止燃烧盒中。进行试验时，将燃烧盒放到锥形加热下电子称之上，然后通过试验现象对试验中材料性能进行分析。在试验时可选用55KW/M2、35KW/M2、25KW/M2、三种功率的锥型加热其进行试验，试验中不同功率锥形加热器温度数据见表1

表1不同功率加热器对应的温度

（四）火焰垂直蔓延测试。实验中采用酒精喷灯最为火源，将事先准备好的样品材料放在酒精喷灯的火焰上加热4秒，然后立即将酒精喷灯移开，在实验过沉重使用录像机对实验现象进行记录，当实验样品燃烧结束后，通过反复观看录像来分析实验想象。实验样品尺寸为125mm×12mm×3mm。每个进行4次重复测量。选用数据较好的结果进行处理。

二、基于汽车外饰材料火灾燃烧特性的实验结果与讨论

（一）氧指数测试。 对1-3样品进行养指数测试，测试结果依次为20.9、21.2、20.4.通过实验数据我们可以看出三种样品中氧的指数都较低，足以说明1-3号样品在空气中极易燃烧，如果在加上火源作用，容易被火源引燃，导致火灾发生。因爆竹碎片而引起的汽车火灾可以利用此实验结果进行解释。因此，对汽车外饰品材料的阻燃性做适当的提高可以降低汽车火灾发生概率。

（二）锥形量热仪测试。图1（1）、3（2）、3（3）为4-9样品在不同功率的锤形加热下散热速度曲线变化图。有图我们可以看出4-9号六种样品在不同功率下的曲线图都相似，都是先随着时间增加而增加，当达到一定温度后又逐渐减小。主要区别在于，不同材料样本达到峰值时间存在较大差异。在25KW/M2辐射功率下，（图1（1））8号样样品达到峰值的时间与其他5中样品存在明显的差异，根据这种差异我们可以分析燃料燃烧的难以程度，如8号样品，它峰值到来源晚于其它样品材料，说明8号样品阻火性要好于其它样品材料。根据图1（2）图3（3）可以看出即使辐射功率增加，8号样品阻火星也员好于其它5中样片材料。

图1（1）25KW/M2辐射下4-9号材料散热曲线图

图2（2）35KW/M2辐射下4-9号材料散热曲线图

图3（3）55KW/M2辐射下4-9号材料散热曲线图

通过图3(1)、3（2）、3（3）不难看出，加热功率的增加，明显使样品材料燃烧时间明显缩短，热释放速率增减显著。对其进行分析不难发现，当材料受到较大热辐射作用时，材料人界速率会明显加快，燃烧速率也会随之变大，这时候后材料的放热速率也就会有所提升，导致散热曲线值有了明显提升。同一种材料会，当作用在它身上的辐射率时，它的热释放速率也会有所增加。相对的燃烧时间将会有所减小，点燃时间也会发生明显变化。我们以8号样品材料为例，其它25KW/M2辐射下其点燃时间大约为250秒；在55KW/M2、辐射作用下，点燃时间大约为102秒。由此可知环境对点燃时间影响较大。

（三）质量损失。根据实验观察25KW/M2辐射功率下质量变化去曲线变化，以及35KW/M2辐射功率下质量变化去曲线变化和55KW/M2辐射功率下质量变化去曲线变化显示，不同材料在不同辐射功率作用下样品的质量随时间的变化规律根据实验结果我们看出材料质量损失受辐射功率影响较大。对于同种样品材料来说，随着辐射功率增高其质量损失也会随之变大，如在55KW/M2辐射功率各样品质量损失达到最大值的时间，约为同种样品在25KW/M2辐射功率下质量损失达到最大值时间的一半。

（四）平均热释放速率。通过实验结果可知，所有材料的平均热释放速率都受加热辐射功率影响，随着加热辐射功率增样品材料平均释放速率也将会有所增加。

(五) 火焰垂直蔓延实验结果。经测试，各材料垂直燃烧所需时间都在80秒左右。这主要是由于材料本身特性所致，一部分样品材料可以完全燃烧，另一部分样品材料在燃烧过程中有明显滴落、融化现象。并会因滴落而带走大量能量，使火焰熄灭。

三、结束语

近年来汽车火灾频繁发生，这引起了各界人士对汽车安全性的重视，本文通过实验对汽车外饰材料耐火性进行分析。得知现在汽车外饰使用的材料的阻火性普遍较低，应适当提高汽车外饰材料阻火性来降低汽车火灾发生概率，同时也可以使用一些燃烧过程中会伴随滴落现象的材料降低汽车在发生火灾时产生的危害。

参考文献：

[1] 杜贤明、赵兰明、秦俊汽车外饰材料火灾燃烧特性研究[J];消防科学与技术；2014年第3期.