车用内饰纺织材料阻燃性能检测及标准概述

1 引言

随着经济的迅速腾飞，我国已成为世界上的汽车生产与消费大国。伴随着汽车带来的各种便利，频发的交通事故如火灾等对车内乘员的生命、财产安全威胁同样不容忽视[1]。汽车内饰用纺织材料是一类包含有汽车内饰零件所用的单一材料或层积复合材料，包括坐垫、座椅套、安全带、头枕、窗帘等，与乘员关系最为密切。因而为了避免或延缓燃烧的扩展，使乘员能够有一定时间安全地离开发生火灾的车辆，对车用内饰纺织材料阻燃性能的检测评价变得十分重要，这也使得越来越多的国家及地区重视和关注内饰材料的阻燃检测。

因此，本文尝试对我国目前存在的汽车内饰阻燃检测标准进行归纳总结，以期提供一个车用内饰纺织材料阻燃检测标准的综述。首先介绍了我国现存的相关阻燃检测标准，接着对车用内饰材料的燃烧特性检测进行了分析与比较，具体讨论了氧指数、水平/垂直燃烧、熔融性能等七大阻燃常用指标。

2 汽车内饰材料的阻燃特性测试标准

汽车内饰材料应具有良好的阻燃性能，以保证一旦汽车着火后乘客有足够时间离开。本节将先对我国目前的汽车内饰阻燃检测标准进行总结。

（1）强制国家标准。2019年10月，强制性国家标准GB 38262—2019《客车内饰材料的燃烧特性》发布，并于2020年7月1日正式实施。该标准适用于M2、M3类客车内饰材料燃烧特性的评定，同时规定了对客车内饰材料的取样要求、燃烧特性、氧指数、烟密度、烟毒性等试验。比如，水平燃烧应按GB 8410规定进行试验，而垂直燃烧按GB/T 32086规定试验。氧指数则按材料种类不同分为3种：纺织、橡胶和塑料应分别按GB/T 5454、GB/T 10707与GB/T 2406.2—2009进行试验；烟密度按GB/T 8627试验；燃烧性能等级按GB 8624—2012评定等。除了对纺织材料进行细致规定外，还规定了不同种类内饰材料的燃烧特性，比如对纺织材料和座椅用皮革材料，要求水平燃烧等级不低于B级，垂直燃速≤100mm/min，烟密度等级≤75%；对弹性软垫材料，则要求水平燃烧等级为A-0mm/min等。

（2）非强制标准。除了新实施的GB 38262—2019，2016年发布的JT/T 1095—2016《营运客车内饰材料阻燃特性》已在客车内饰评价领域广泛应用。营运客车是指用于经营性旅客运输的客车，从这一点看，JT/T 1095—2016的适用范围要小于GB 38262—2019。在检测标准上，GB 38262—2019在纺织材料方面的部分指标低于JT/T 1095—2016。比如，GB 38262—2019规定纺织材料烟密度等级≤75%，而JT/T 1095—2016则规定相关指标应≤50%；氧指数上，GB 38262—2019要求除窗帘和遮阳帘外的其他纺织材料的氧指数应≥27%，而JT/T 1095—2016要求该值应≥28%；此外，对窗帘、遮阳帘等悬挂材料的燃烧特性，新国标要求其水平燃烧速度不低于B级，垂直燃烧速度≤100mm/min，而JT/T 1095—2016规定水平燃速必须达到A-0mm/min标准，垂直燃速为0。对于座椅用塑料材料，GB 38262—2019的部分技术要求高于旧有的JT/T 1095—2016：水平燃速要求为不低于B级，氧指数≥26%。此外，GB 24407—2012《专用校车安全技术条件》也规定了一些阻燃防火要求。

结合上述讨论，GB 38262—2019的应用领域更广，阻燃指标的针对性更强，强制执行力度更大。但从具体实践上来讲，大型客车、校车应该具有更高的阻燃要求。

（3）行标或企标。除了上述标准外，不少汽车公司也单独规定了自己的检测标准。比如日产汽车NES M0094—2008《汽车内饰件燃烧性能试验》、本田汽车HES D6003—99《汽车内饰燃烧性能测试》、BMW汽车GS 97038《汽车内饰材料燃烧性能的测定》、大众汽车TL 1010—2008《内部装饰材料燃烧性状，材料技术要求》。需要注意的是在实行上述公司自定标准前，必须也满足国家强制安全标准。上述标准在测试原理与方法上均与国标相同或类似，不同之处在于预处理条件、测试条件以及结果评定与表示上。

3 汽车内饰材料的阻燃性能测试

本节将对汽车内饰材料的燃烧特性测试进行概述，具体分为氧指数、水平燃烧、垂直燃烧等七类并分别进行讨论。

（1）氧指数。氧指数是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度，以氧所占的体积百分数来表示，是评定内饰材料阻燃性能重要指标之一。汽车内饰材料氧指数试验方法按材质不同须选用不同的测试标准。对于纺织材料，一般使用GB/T 5454—1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》。测试原理为：将试样夹于试样夹上垂直于燃烧筒内，在向上流动的氧氮气流中，点燃试样上端，观察其燃烧特性、续燃时间与损毁长度。通过在不同氧浓度中一系列试样的试验，可以测得维持燃烧时氧百分含量表示的最低氧浓度值。测试要求受试试样中要有40%～60%超过规定的续燃和阴燃时间或损毁长度。此外，GB/T 2406.2—2009《塑料燃烧性能试验方法氧指数法》和GB/T 10707—2008《橡胶燃烧性能的测定》可用来分别检测塑料和橡胶的氧指数。根据GB 24407—2012《专用校车安全技术条件》，各类车用内饰材料的氧指数至少应≥22%。而在GB 38262—2019中则根据材料种类的不同，规定最低氧指数范围为≥24%～30%。除了上述标准外，ISO 4589—2:2017《塑料燃烧测定氧指数的行为 第2部分：室温测试》[2]也可推荐为塑料的氧指数测试标准，其测试原理与上述基本相同。

近期有研究表明，测试中诸多因素均会对汽车内饰材料氧指数的准确度与稳定性产生影响[3]，不同湿度时测试结果略有不同，特别是我国幅员辽阔，冬季、夏季温湿度差距较大，因此测试时要精准控制实验室环境温湿度。此外，应注意GB/T 5454—1997中规定纺织材料氧指数试验时经向、纬向应分别进行，且应以低者为最终判定依据。

（2）水平燃烧试验。GB 8410—2006《汽车内饰材料的燃烧特性》作为我国强制性国家标准，规定了汽车内饰材料的水平燃烧特性。GB 8410—2006的发布与实施是由于国内汽车消费者安全需求的变化，我国于2006年对GB 8410—1994修订的。GB 8410—2006的测试原理是：将试样水平地夹持在U形架上，在燃烧箱中点燃试样的自由端，15s后确定试样上火焰是否熄灭，试样燃烧的距离以及燃烧该距离所用时间。内饰材料的燃烧特性必须满足以下技术要求：燃烧速率≤100mm/min。最终应以所测5块样品或更多样品燃烧速度的最大值为试验结果，并结合燃烧特性值来进行表述，根据试样的燃烧长度、燃烧现象等，一共规定了A、B、C、D、E五种燃烧特性描述。其中，样品符合本标准要求的结果是：A-0mm/min或B或C-燃烧速度实测值mm/min；不符合本标准要求的结果是：D-大于100mm/min或E。

近年相关研究表明，车用内饰材料的燃烧安全性能仍存在着较高的风险，因此需要进一步提升材料的阻燃性能[4]。此外，GB 8410—2006的一个主要问题在于此标准中缺少对内饰材料沿垂直方向的燃烧特性评价，因为垂直方向的火焰传播评价实际意义要高于水平燃烧。针对这一点，我国发展了相关垂直燃烧测试标准。同时，我国针对不同车种与材料发布了更为细致的规定，比如GB 24407—2012《专用校车安全技术条件》对校车内饰材料提出了额外的技术要求：内饰材料按GB 8410—2006规定的方法进行试验时，材料的最大水平燃烧速度应不超70mm/min，氧指数OI≥22%。

（3）垂直燃烧试验。我国于2015年发布了GB 32086—2015《特定种类汽车内饰材料垂直燃烧特性技术要求和试验方法》，规定了运载超过22名乘客的特定M3类汽车内饰材料垂直燃烧的检测方法。GB 32086—2015的基本原理为：将试样垂直固定到矩形框架上，在燃烧箱中引燃试样，测定试样燃烧距离和所用时间；技术要求为燃烧速度≤100mm/min。燃烧速度的计算方法与GB 8410—2006相同。

除了GB 32086—2015，ANSI/UL 94—2013《设备和器械零件用塑料材料的易燃性安全性试验标准》[5]作为高分子塑料相关行业的一个世界性标准，也被广泛应用于车载电子电器相关的阻燃检测。

（4）汽车铺地织物燃烧性能。依据国标GB/T 14644—2014《纺织品 燃烧性能 45°方向燃烧速率的测定》和GB/T 14645—2014《纺织品 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数的测定》，通过燃烧试验仪来测量地毯等铺地织物的燃烧性能。在规定的试验条件下，对45°倾斜放置的试样表面点火一定的时间，测量试样的损毁长度、续燃时间和阴燃时间，根据火焰蔓延时间计算燃烧速率。检测合格的标准为试样的损毁长度应不大于100mm，续燃时间和阴燃时间均应小于或等于20s；如果任一样品未能达到此要求，则可判为不合格。该测定方法主要适用于各种纤维组分和组织结构的汽车铺地类内饰。

（5）熔融性能[1]。内饰材料主要是由化纤纺织品、人造革等材料组成，其燃烧或受热时极易形成熔融滴落。熔滴的温度极高，滴落后极易引起二次引燃，不仅增加了扑灭火灾的难度，也增加了扑灭火灾的成本。根据ECE R118《机动车辆特定类型内部结构采用的材料的燃烧特性》可以检测材料的熔融性能。检测一般选取4个试样，水平放置在辐射热源下，通过上置辐射热源对试样进行30kW/m2的热辐射作用，维持5min持续测试。记录试样是否有熔滴，熔滴是否将下方的脱脂棉点燃等现象。

（6）烟密度。车用内饰材料在燃烧分解时的烟密度一般通过测量材料燃烧产生的烟气中固体尘埃对光的反射而造成光强度的衰减来确定。衰减越大，说明烟密度越高，安全性越差。根据GB 38262—2019的要求，客车内饰材料的烟密度应采用GB/T 8627—2007《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》标准进行。试验时，将试样直接暴露在火焰中，产生的烟气被完全收集在试验箱中，测定光吸收率随时间变化的曲线。曲线的最高点即为最大烟密度，对曲线面积进行积分可得到总的烟产量。GB 38262—2019规定客车内饰材料的烟密度应≤75%。

除了GB/T 8627—2007，对于纺织材料的烟释放性能，还可通过GB/T 14802—1993《纺织品烟浓度测定减光系数法》进行检测。通过测定光束在烟中的透过率，根据最大发烟时的最小透过率，计算在规定光路长度下的最大减光系数。按照减光系数大小可以分为1～4个级别。除了烟密度，还可根据GB/T 33618—2017《纺织品 燃烧烟释放和热释放性能测试》计算烟和热的释放量。对于固体材料，可以通过ASTM E662—2017《烟雾比光密度的固体材料产生的标准测试方法》[6]进行试验。对于塑料，则可根据GB/T 8323.2—2008《塑料 烟生成 第2部分：单室法测定烟密度试验方法》或ISO 5659—2:2017《塑料 烟雾产生 第2部分：用独立燃烧室检测测定光密度》[7]进行测定。

（7）产烟毒性。根据GB/T 20285—2006《材料产烟毒性危险分级》可对汽车内饰材料燃烧产烟毒性进行检测。原理为：采用等速载气流，稳定供热的环形炉对试样进行扫描加热，以获得烟气流。同一材料在相同产烟浓度下，以充分产烟和无火焰时毒性最大。按照产烟浓度可分为3级：安全级（AQ级）、准安全级（ZA级）和危险级（WX级）。

值得注意的是GB/T 20285—2006检测中的试验对象为小白鼠，涉及活体试验与生物毒性，有时带来一定程度的不便。在这种情况下，也建议借鉴EN 2826—2011《航空航天系列 受火焰和辐射热影响的非金属材料的燃烧行为烟雾中毒气含量测定》[8]、EN 3745-602—2008《航空航天系列 航空器用光纤和光缆 试验方法 毒性》[9]或TB/T 3237—2010《动车组用内装材料阻燃技术条件》等化学毒性试验标准来进行检测。

4 总结与展望

本文对我国现有的车用内饰纺织材料的阻燃特性检测标准进行了总结与讨论。新实施的GB 38262—2019比旧标准具有更强的应用性和针对性；但对于大型客车与校车，建议设置更高的阻燃要求。此外，相较于水平燃烧试验，垂直燃烧试验的适用范围建议适当扩大，并针对不同材料分别设置不同的标准。另一方面，产烟毒性方面建议可以优先使用化学检测方法对材料的烟毒性进行评价。