汽车内饰材料氧指数试验方法分析与研究

陈杰，冯妮，闫清泉，傅大君，陈锐

汽车内饰材料氧指数试验方法分析与研究

陈杰，冯妮，闫清泉，傅大君，陈锐

（重庆车辆检测研究院有限公司 国家客车质量监督检验中心，重庆 401122）

文章基于2019年出台的强制性标准GB 38262《客车内饰材料的燃烧特性》，通过对现行氧指数国家标准进行分析，对比不同材料的氧指数试验设备、试样尺寸、试验步骤及计算方法的差异，并结合汽车行业内饰材料使用的实际情况，对现行氧指数标准提出修改建议，包括对层积复合材料的氧指数试验步骤和试验方法予以明确、根据汽车内饰材料的种类和结构，制订对应的氧指数标准，以完善现行标准，使得试验更具针对性，提升试验结果的准确性。

氧指数；标准分析；试验设备；试验步骤；计算方法

前言

每年发生的客车事故使得人民群众更加重视客车安全问题，内饰材料作为客车的一部分，在保障客车安全过程中起着重要作用。按照国家标准相关规定，客车、营运客车及专用校车内饰材料需进行氧指数试验。2019年，国家出台了强制性标准GB 38262《客车内饰材料的燃烧特性》，其中氧指数试验是一个重要试验项目，按照标准内容，氧指数指在规定的试验条件下，通过混入一定氧、氮混合气体时，刚好维持材料燃烧的最低氧浓度，氧指数以体积分数表示。目前氧指数试验引用GB/T 2406.2、GB/T 5454、GB/T 10707三项标准，本文针对该三项标准的标准要求、试验设备及试验步骤及计算方法的差异进行分析并提出建议。

1 标准要求

GB 38262中氧指数试验引用的标准有GB/T 2406.2、GB/T 5454、GB/T 10707，其中塑料材料（包括纤维增强塑料）、皮革材料、泡沫材料采用GB/T 2406.2的试验方法；纺织品采用GB/T 5454的试验方法；客车内橡胶材料采用GB/T 10707的试验方法。

1.1 试验设备

1.1.1燃烧筒

GB/T 2406.2、GB/T 5454、GB/T 10707标准中的设备都要求使用耐热透明玻璃筒：GB/T 2406.2燃烧筒尺寸优选高度（500±50）mm，内径75 mm～100 mm[1]；GB/T 5454要求燃烧筒尺寸为内径至少75 mm，高度至少450 mm[2]；GB/T 10707燃烧筒尺寸为内径75 mm，总高度450 mm[3]；GB/T 2406.2要求筒底使用含有易扩散并具有金属网的混合室，GB/T 5454、GB/T 10707筒底要求使用3 mm～5 mm的玻璃球充填，填充高度为80 mm～100 mm[2]。

1.1.2气源

GB/T 2406.2采用纯度（质量分数）不低于98%的氧气和氮气；GB/T 5454、GB/T 10707要求使用工业用氧气和氮气（工业用氧气的体积分数/10-2≥99.2、99.5，工业用氮气的体积分数/10-2≥99.2）[1]。

1.1.3试样夹

GB/T 2406.2中对于自撑材料，要求夹持处离开判断试样可能燃烧到的最近点至少15 mm。对于非自撑材料要求使用支撑框架，并在离边框顶端20 mm和100 mm处划标线；GB/T 5454针对比较柔软的纺织材料要求使用支撑框架；GB/T 10707中，橡胶属于自撑材料无须支撑框架。

1.2 试验步骤

1.2.1试样尺寸

GB/T 2406.2、GB/T 5454、GB/T 10707试样尺寸见表1。

表1 GB/T 2406.2、GB/T 5454、GB/T 10707 试样尺寸

标准名称试样形状尺 寸用 途 长/mm宽/mm厚度/mm GB/T 2406.2Ⅰ80～15010±0.54±0.25用于模塑材料 Ⅱ80～15010±0.510±0.5用于泡沫材料 Ⅲ80～15010±0.5≤10.5用于片材“接收状态” Ⅳ70～1506.5±0.53±0.25电器用自撑模塑材料或板材 Ⅴ1400-552±0.5≤10.5用于软膜或软片 Ⅵ140～200200.02～0.10用于能用规定的杆缠绕接收状态的薄膜 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ用于自撑材料。Ⅴ用于非自撑材料。Ⅵ用于缠绕后能自撑的薄膜。 GB/T 5454 15058 GB/T 10707 80～1506.5±0.53±0.25

1.2.2预处理

GB/T 2406.2要求试样试验前在温度23 ℃±2 ℃和湿度50%±5%条件下至少调节88 h。

GB/T 5454 要求试样按GB 6529（温度为20 ℃，相对湿度65%）的调湿要求，根据试样厚度调湿8 h～24 h[4]。

GB/T 10707试样调节按GB/T 2941（23 ℃±2 ℃和湿度50%±5% 不少于16 h）的要求执行[5]。

1.3 点火时间

GB/T 2406.2采用对顶面点燃法，要求火焰覆盖整个顶面，施加火焰30 s，每隔5 s移开一次，并观察试样整个顶面是否处于燃烧状态。如果试样顶面持续燃烧，则移开点火器，记录燃烧时间和燃烧长度。对扩散点燃法要求火焰从试样顶面下移到垂直面近6 mm。连续施加火焰30 s（包括每5 s检查试样的燃烧中断情况），直到稳态燃烧或可见燃烧部分达到上标线开始记录燃烧时间和燃烧长度。点火器火焰高度（16±4）mm[6]。

GB/T 5454 点火时间在10 s～15 s，点火器火焰高度15 mm～20 mm[7]。

GB/T 10707点火时间与GB/T 2406.2中顶面点燃法一致，点火器火焰高度也与GB/T2406.2一致。

1.4 试验方法

GB/T 2406.2 分为两种方法：

第一种简捷方法，可采用对与规定的最小氧指数值进行比较，三个试样至少有两个试样是“O”反应，则判定满足规定的最小氧指数[8]。

GB/T 5454试验方法与GB/T 2406.2第二种极限氧指数试验方法一致。由于纺织品有经向和纬向之分，所以GB/T 5454要求对试样经向和纬向分别各取15块进行氧指数试验。

GB/T 10707试验方法与GB/T 2406.2第二种极限氧指数试验方法及试样数量一致。

2 分析比较

2.1 试验设备

燃烧筒：GB/T 2406.2对燃烧筒的尺寸范围更广，包含了GB/T 5454和GB/T 10707所对应的设备尺寸。

气源：GB/T 2406.2、GB/T 5454、GB/T 10707对气源的要求一样。

试样夹：GB/T 2406.2针对不同状态的样品，要求的试样夹不同，与GB/T 5454 试样夹有一些差异，但包含了GB/T 10707对试样夹的要求。

2.2 试验步骤

试样尺寸：GB/T 2406.2针对不同的试样分为6种类型；GB/T 5454要求的试样尺寸与GB/T 2406.2Ⅴ形（用于软膜或软片）的试样要求相近；GB/T 10707要求的试样尺寸与GB/T 2406.2 Ⅳ形（电器用自撑模塑材料或板材）的试样要求相近。

预处理：由于三个标准分别对应塑料、纺织品和橡胶，所以三个样品的预处理温度、湿度及处理时间都不一样。

点火时间：GB/T 2406.2有两种点火方式，其中顶面点燃法与GB/T 10707要求一致，GB/T 5454 点火时间相对较短。三个标准对火焰高度要求基本一致。

试验方法：GB/T 2406.2除了与GB/T 5454和GB/T 10707有相同的试验方法外，还增加了简捷方法。

3 建议

经分析，GB/T 2406.2与GB/T 5454和GB/T 10707从试验设备和试验方法有很多相同的地方。除了预处理不一样，GB/T 2406.2标准涉及的样品尺寸、试验方法更加全面。建议在实际操作中，可采用GB/T 2406.2中的试验设备和试验方法进行试验。

但此三个标准仅针对单一材料，未提及层积复合材料的试验方法。而汽车内饰材料中座椅面料、顶篷、地板革、仪表板等零件是由不同层相似或不同材料全面紧密结合在一起的层积复合材料。不同材料的氧指数不相同，按哪种方式进行点火和判定试验结果，直接影响材料氧指数的实际值。建议对层积复合材料的氧指数试验步骤和试验方法进行明确，提高材料氧指数的准确性。

4 结束语

目前，汽车行业没有专门的氧指数试验标准，氧指数试验均引用纺织行业与建材行业的标准。汽车内饰材料在汽车制造中占比较大，按种类划分为塑料、橡胶、纺织品、泡沫等，按结构划分为单一材料和层积复合材料，且用在同一位置材料厚度不相同。GB/T 2406.2、GB/T 5454、GB/T 10707三个标准不能完全涵盖汽车内饰材料对氧指数要求。氧指数作为汽车内饰材料阻燃要求的试验项目之一，与人们安全出行息息相关。建议应根据汽车内饰材料的种类和结构，制订相关的氧指数标准。

[1] 国家标准化管理委员会.GB/T 2406.2—2009:塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分:室温试验[S].北京:中国标准出版社,2009.

[2] 全国纺织品标准化技术委员会.GB/T 5454—1997:纺织品燃烧性能试验氧指数法[S].北京:中国标准出版社,1997.

[3] 全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会.GB/T 10707—2008:橡胶燃烧性能的测定[S].北京:中国标准出版社,2009.

[4] 国家标准化管理委员会.GB 6529—2008:纺织品调湿和试验用标准大气[S].北京:中国标准出版社,2008.

[5] 国家标准化管理委员会.GB/T 2941—2006:橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序[S].北京:中国标准出版社,2007.

[6] 汪晓磊.材料氧指数的测试和影响因素[J].江苏建材,2011(02):28- 29.

[7] 李艳玲,赵晓刚,邓卫华,等.氧指数检测能力验证结果分析[J].化学分析计量,2012,21(06):88-90.

[8] 张金成,武薇,李伶俐,等.有关氧指数检测的影响因素分析[J].中国建材科技,2016,25(05):14+43.

[9] 朱启贤.中国客车内饰技术现状分析[J].客车技术与研究,2006(03): 1-3.

The Related Analysis and Research of Testing Methods of the Oxygen Index of Automobile Interior Material

CHEN Jie, FENG Ni, YAN Qingquan, FU Dajun, CHEN Rui

( Chongqing Vehicle Test&Research Institute, National Coach Quality Supervision and Test Center, Chongqing 401122 )

Based on the mandatory standards GB 38262 Flammability of interior materials for buses, which introduced in 2019,analyze the current national standards of oxygen index,compare the difference between equipment,sample size and procedure and calculation methods of testing,then provide suggestions on the implement and standard,including clarify the oxygen index testing procedure and methods for laminated composites material; enact oxygen index standards for different material to implement current standards, thus to make the testing more targeted and accurate.

Oxygen index;Standards analysis;Testing equipment;Testing procedure;Calculation methods

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.021.053

U465

A

1671-7988(2021)21-200-03

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1671-7988(2021)21-200-03

陈杰，工程师，就职于重庆车辆检测研究院有限公司国家客车质量监督检验中心，主要从事汽车内饰材料试验工作。