曠達(dá)科技集團(tuán)股份有限公司， 江蘇 常州 213179

客車內(nèi)飾面料燃燒性能研究

田心杰朱文峰孟娜

曠達(dá)科技集團(tuán)股份有限公司， 江蘇 常州 213179

介紹目前客車內(nèi)飾面料阻燃標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和新標(biāo)準(zhǔn)JT/T 1095—2016《營運(yùn)客車內(nèi)飾材料阻燃特性》，并通過用阻燃紗織造、浴中阻燃、浸軋阻燃劑、阻燃膠涂層，以及與阻燃?xì)?、凱夫拉織物、高阻燃海綿復(fù)合等方法改善客車內(nèi)飾面料的燃燒性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，用阻燃紗織造法和浸軋阻燃劑法對客車內(nèi)飾面料的燃燒性能特別是氧指數(shù)的改善明顯，能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，但是成本增加很多；與凱夫拉織物或高阻燃海綿復(fù)合，內(nèi)飾面料的燃燒性能有一定改善，但氧指數(shù)達(dá)不到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，且成本較高。

客車內(nèi)飾面料， 水平阻燃， 垂直阻燃， 氧指數(shù)

近年來，國內(nèi)客車燃燒事故頻有發(fā)生，造成了慘重的人員傷亡和重大的財(cái)產(chǎn)損失，如2009年四川成都發(fā)生的“6·5”公交燃燒事故，導(dǎo)致27人遇難、74人 受傷；2010年江蘇無錫的一夜班客車在隧道內(nèi)自燃，導(dǎo)致24人死亡、19人受傷；2011年7月22日，京珠高速河南省信陽市境內(nèi)發(fā)生一起臥鋪客車燃燒事故，造成41人死亡、6人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失2 342.06 萬元；2013年6月7日，廈門公交車縱火案造成47人死亡；2014年7月19日，滬昆高速湖南邵陽段發(fā)生一起特別重大的道路交通危險(xiǎn)化學(xué)品爆燃事故，導(dǎo)致大客車、輕型貨車等5輛車被燒毀，造成54人死亡、6人受傷(其中4人因傷勢過重，醫(yī)治無效死亡)，直接經(jīng)濟(jì)損失5300余萬元。

汽車內(nèi)飾材料與乘員密切接觸，其阻燃性能是汽車安全性的一個重要方面。當(dāng)汽車發(fā)生火災(zāi)時，如何抑制或延緩火焰?zhèn)鞑ニ俣?，為乘員安全疏散和撲滅火災(zāi)爭取足夠時間，內(nèi)飾材料的燃燒特性起著至關(guān)重要的作用。使用阻燃性能優(yōu)良的制品，可以使火災(zāi)現(xiàn)場人員的逃生時間延長9倍，由2 min增加到20 min，讓現(xiàn)場人員有足夠的時間逃生，減少火災(zāi)造成的傷亡人數(shù)。相關(guān)專家提出，目前我國城市人口密度高，道路交通堵塞現(xiàn)象日益嚴(yán)重，公共交通成為人們出行的主要方式，因此提高公共交通的防火安全性顯得尤為重要[1]。

我國在2006年發(fā)布了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 8410—2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》，對汽車內(nèi)飾材料的阻燃性能提出了一個要求，即在相關(guān)測試條件下汽車內(nèi)飾材料的水平燃燒速度不大于100.00 mm/min。這個要求非常低，以致于大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料不經(jīng)任何阻燃整理就能滿足。這樣的汽車內(nèi)飾材料在公共交通發(fā)生火災(zāi)時，實(shí)際上卻成為了“助燃材料”。有關(guān)汽車內(nèi)飾材料的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系存在3項(xiàng)不足：

(1) 當(dāng)內(nèi)飾材料燃燒時，只考慮火焰的水平燃燒速度，而沒有考慮火焰的垂直燃燒速度及無焰燃燒和熔融滴落物狀態(tài)；

(2) 沒有規(guī)定內(nèi)飾材料燃燒時產(chǎn)生的煙氣危害的評價指標(biāo)；

(3) 對內(nèi)飾材料的燃燒特性沒有統(tǒng)一的認(rèn)證體系和評級標(biāo)準(zhǔn)[2]。

雖然已有客車生產(chǎn)單位在GB 8410—2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》的基礎(chǔ)上，對客車內(nèi)飾材料的阻燃要求做了一定的提高，如鄭州宇通客車有限公司規(guī)定了客車內(nèi)飾面料的阻燃要求，即水平燃燒速度≤70.00 mm/min、經(jīng)緯向氧指數(shù)≥22.0%，但該要求仍然偏低。

針對此種情況，2016年客車內(nèi)飾材料相關(guān)領(lǐng)域的專家、學(xué)者開始起草和制定新的標(biāo)準(zhǔn)——JT/T 1095—2016《營運(yùn)客車內(nèi)飾材料阻燃特性》(以下簡稱“新標(biāo)準(zhǔn)”)，已于2017年4月1日正式實(shí)施。新標(biāo)準(zhǔn)對客車內(nèi)飾材料的燃燒特性規(guī)定了水平燃燒、垂直燃燒、氧指數(shù)和煙密度4個指標(biāo)。水平燃燒試驗(yàn)按GB 8410—2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》的規(guī)定進(jìn)行；垂直燃燒試驗(yàn)，如窗簾和遮陽簾等懸掛材料按GB/T 32086—2015《特定種類汽車內(nèi)飾材料垂直燃燒特性技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行，其他紡織材料按GB/T 5455—1997《紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 垂直法》的規(guī)定進(jìn)行；氧指數(shù)測試按GB/T 5454—1997《紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 氧指數(shù)法》的規(guī)定進(jìn)行；煙密度測試按GB/T 8627—2007《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行。與GB 8410—2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》相比，新標(biāo)準(zhǔn)要求水平燃燒由原來的燃燒速度不大于100.00 mm/min提高到燃燒速度不低于B，并增加了垂直燃燒、氧指數(shù)和煙密度的要求。表1、表2分別列出了有關(guān)汽車內(nèi)飾材料燃燒特性的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和新標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表1 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的要求

表2 新標(biāo)準(zhǔn)的要求

1 試驗(yàn)

紡織品阻燃方法主要有[3]：

(1) 生產(chǎn)阻燃絲法。在纖維制造過程中，通過涂層、共聚、接枝改性、共混和皮芯復(fù)合紡絲等方法生產(chǎn)阻燃纖維[4]。

(2) 浴中阻燃法?？椢锶旧^程中，在染色浴中加入阻燃劑進(jìn)行同浴染色，以產(chǎn)生阻燃效果。

(3) 后整理阻燃法?？梢栽诳椢锉砻姹桓沧枞纪繉幽z，或?qū)⒖椢锝堊枞家汉笤俣ㄐ?，產(chǎn)生阻燃效果。

除了以上幾種方法外，本文還探索了織物與阻燃?xì)?、凱夫拉織物及高阻燃海綿復(fù)合來提高其燃燒性能的方法。

1.1試驗(yàn)材料及儀器

試驗(yàn)材料：普通客車用滌綸織物(本公司生產(chǎn))、用滌綸阻燃紗織造的阻燃織物(本公司生產(chǎn))、浴中阻燃劑(魯?shù)婪蚧?、阻燃劑NMP(魯?shù)婪蚧?、涂層膠(青島澤潤紡織科技有限公司)、阻燃?xì)諿必達(dá)福環(huán)境技術(shù)(無錫)有限公司]、凱夫拉織物(外購)、高阻燃海綿(上海馨源海綿有限公司)。

試驗(yàn)儀器：828 ES Twinair 8F門富士定型機(jī)(德國門富士機(jī)械有限公司)、S1315R火焰復(fù)合機(jī)(德國史密特公司)、YG(B)815D-Ⅱ型(水平法)織物阻燃性能測試儀(溫州大榮紡織儀器有限公司)、YG(B)815D-Ⅰ型(垂直法)織物阻燃性能測試儀(溫州大榮紡織儀器有限公司)、LFY-606B數(shù)顯氧指數(shù)測定儀(山東省紡織科學(xué)研究院)。

1.2試驗(yàn)方案

本文制訂了7種試驗(yàn)方案：

(1) 阻燃紗織造織物法(采用滌綸阻燃紗織造阻燃織物)；

(2) 浴中阻燃法(在染色過程中，將阻燃劑添加到染液中，即織物染色與阻燃整理同浴進(jìn)行)；

(3) 浸軋阻燃劑法(織物染色后浸軋阻燃劑，然后通過定型機(jī)烘干定型)；

(4) 涂層法(采用活性炭阻燃膠，在織物背面涂層)；

(5) 與阻燃?xì)謴?fù)合法(將織物與阻燃?xì)謴?fù)合)；

(6) 與凱夫拉織物復(fù)合法(將織物與凱夫拉織物復(fù)合)；

(7) 與高阻燃海綿復(fù)合法(將織物與高阻燃海綿復(fù)合)。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1 水平燃燒試驗(yàn)

依據(jù)GB 8410—2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》的要求進(jìn)行[5]。

如果試樣暴露在火焰中15.0 s，熄滅火源，試樣仍未燃燒，或試樣能燃燒，但火焰在達(dá)到第1根測量標(biāo)線(38 mm)之前熄滅，則認(rèn)為試樣滿足燃燒速度要求，試驗(yàn)結(jié)果記為A-0.00(mm/min)；如果從試驗(yàn)計(jì)時開始，火焰在60.0 s內(nèi)自行熄滅，且燃燒距離不大于50 mm，也認(rèn)為試樣滿足燃燒速度要求，試驗(yàn)結(jié)果記為B；如果從試驗(yàn)計(jì)時開始，火焰在第1根與第2根測量標(biāo)線之間熄滅，為自熄試樣，且不滿足試驗(yàn)結(jié)果B的要求，則計(jì)算燃燒速度，試驗(yàn)結(jié)果記為C- 燃燒速度實(shí)測值(mm/min)；如果從試驗(yàn)計(jì)時開始，火焰燃燒達(dá)到第2根測量標(biāo)線，或者存在試樣長時間緩慢燃燒(在試驗(yàn)計(jì)時20 min時中止試驗(yàn))的情況，則計(jì)算燃燒速度，試驗(yàn)結(jié)果記為D- 燃燒速度實(shí)測值(mm/min)；如果出現(xiàn)試樣在火焰引燃15.0 s內(nèi)已經(jīng)燃燒并達(dá)到第1測量標(biāo)線，則認(rèn)為試樣不能滿足燃燒速度的要求，試驗(yàn)結(jié)果記為E。新標(biāo)準(zhǔn)對水平燃燒試驗(yàn)的要求是不低于B。

2.3.2 垂直燃燒試驗(yàn)

依據(jù)GB/T 5455—1997《紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 垂直法》的要求進(jìn)行[6]。

新標(biāo)準(zhǔn)對垂直燃燒試驗(yàn)的要求是損毀長度≤150 mm、續(xù)燃時間≤5.0 s、陰燃時間≤5.0 s，燃燒滴落物未引起脫脂棉燃燒。

1.3.3 氧指數(shù)測試

依據(jù)GB/T 5454—1997《紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 氧指數(shù)法》的要求進(jìn)行[7]。

氧指數(shù)是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，材料在氧氮混合物中剛好保持燃燒狀態(tài)所需的最低氧濃度(以百分比表示)。新標(biāo)準(zhǔn)對氧指數(shù)的要求是≥28.0%。

1.3.4 煙密度測試

依據(jù)GB/T 8627—2007《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗(yàn)方法》的要求進(jìn)行。新標(biāo)準(zhǔn)對煙密度的要求是≤75%。因煙密度的測試要求較高，需送到專門的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行，本文沒有做專門的研究。

2 結(jié)果與討論

2.1阻燃紗對織物燃燒性能的影響

選用普通滌綸紗織造的普通緯編絨布與滌綸阻燃紗織造的阻燃緯編絨布，分別測試其水平燃燒、垂直燃燒和氧指數(shù)，兩者的燃燒性能對比見表3。

表3 普通緯編絨布和阻燃緯編絨布的燃燒性能對比

由表3可以看出，普通緯編絨布的垂直燃燒性能達(dá)不到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，其經(jīng)緯向氧指數(shù)分別為24.0%、 23.5%，也達(dá)不到新標(biāo)準(zhǔn)的要求；阻燃緯編絨布的垂直燃燒性能達(dá)到了新標(biāo)準(zhǔn)的要求，其經(jīng)緯向氧指數(shù)分別為29.0%、 28.0%，也滿足了新標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2浴中阻燃整理對織物燃燒性能的影響

選擇1種經(jīng)編織物，染色時，在染液中添加阻燃劑，即染色與阻燃整理同浴進(jìn)行，得到浴中阻燃織物，然后測試其燃燒性能，并與染液中不添加阻燃劑、經(jīng)同一染色工藝的同一種經(jīng)編織物(即普通經(jīng)編織物)的燃燒性能進(jìn)行對比(表4)。

由表4可以看出，與普通經(jīng)編織物相比，浴中阻燃經(jīng)編織物的燃燒性能沒有明顯的提升，垂直燃燒中的損毀長度有所下降，經(jīng)緯向氧指數(shù)分別提高0.5%、 1.0%，說明浴中阻燃整理對織物燃燒性能的改善作用輕微。

2.3浸軋阻燃劑對織物燃燒性能的影響

選擇1種經(jīng)編織物，定型時浸軋阻燃劑NMP，阻燃劑與水的質(zhì)量比為1∶4，測試其燃燒性能，并與未浸軋阻燃劑的普通經(jīng)編織物的燃燒性能進(jìn)行對比(表5)。

表4 普通經(jīng)編織物與浴中阻燃經(jīng)編織物的燃燒性能對比

表5 浸軋阻燃劑前后經(jīng)編織物的燃燒性能對比

由表5可以看出，普通經(jīng)編織物與浸軋阻燃劑的經(jīng)編織物的水平燃燒速度測試結(jié)果均為A-0.00 mm/min，都能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求；浸軋阻燃劑的經(jīng)編織物的垂直燃燒性能有一定的提升，經(jīng)緯向損毀長度分別從115、 130 mm降低到94、 96 mm；氧指數(shù)有明顯的改善，經(jīng)緯向氧指數(shù)從22.5%、 22.0%均提高到35.0%，滿足了新標(biāo)準(zhǔn)的要求。但阻燃劑的用量較大，成本增加較多。

2.4阻燃膠涂層對織物燃燒性能的影響

選用1種緯編絨布，用活性炭阻燃膠在其背面涂層，上膠量200 g/L，測試其燃燒性能，并與未涂層的普通緯編絨布的燃燒性能對比(表6)。

表6 阻燃膠涂層前后緯編絨布的燃燒性能對比

由表6可以看出，普通緯編絨布和阻燃膠涂層緯編絨布的水平燃燒速度測試結(jié)果均為A-0.00 mm/min，都能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求；經(jīng)阻燃膠涂層后，緯編絨布的垂直燃燒性能有明顯改善，其氧指數(shù)提升較大，經(jīng)緯向氧指數(shù)分別由21.0%、 18.0%提高到40.0%，滿足了新標(biāo)準(zhǔn)的要求。但是上膠量達(dá)到200 g/L，成本增加幅度較大。

2.5復(fù)合阻燃?xì)謱椢锶紵阅艿挠绊?/p>

選用1種緯編絨布，將其與阻燃?xì)?其水平燃燒測試結(jié)果為A-0.00 mm/min，經(jīng)緯向氧指數(shù)分別為25.0%、 24.0%)通過熱熔復(fù)合，測試其燃燒性能，并與未復(fù)合阻燃?xì)值钠胀ň暰幗q布的燃燒性能對比(表7)。

由表7可以看出，緯編絨布與阻燃?xì)謴?fù)合后，其緯向的水平阻燃性能反而降低，由原來的A-0.00 mm/min下降為C-16.92 mm/min；垂直燃燒性能中，緯向損毀長度不合格；經(jīng)緯向氧指數(shù)也沒有提升，經(jīng)向氧指數(shù)反而由21.0%降低到20.0%，這與阻燃?xì)肿陨淼难踔笖?shù)(經(jīng)向25.0%、緯向24.0%)相比下降較多，其原因可能與復(fù)合方式有關(guān)。

2.6復(fù)合凱夫拉織物對織物燃燒性能的影響

選用1種緯編絨布，將其與凱夫拉織物(其經(jīng)緯向水平燃燒測試結(jié)果均為A-0.00 mm/min，經(jīng)緯向氧指數(shù)均為28.0%)復(fù)合，測試其燃燒性能，并與未復(fù)合凱夫拉織物的普通緯編絨布的燃燒性能對比(表8)。

表7 復(fù)合阻燃?xì)智昂缶暰幗q布的燃燒性能對比

表8 復(fù)合凱夫拉織物前后緯編絨布的燃燒性能對比

由表8可以得出，緯編絨布與凱夫拉織物復(fù)合后，其垂直燃燒性能有一定的改善，經(jīng)緯向損毀長度分別由135、 122 mm下降為104、 96 mm；氧指數(shù)的提高幅度較大，經(jīng)緯向氧指數(shù)分別由21.0%、 18.0% 提高到24.0%、 25.0%，但仍低于凱夫拉織物自身的氧指數(shù)(經(jīng)緯向均為28.0%)。

2.7復(fù)合高阻燃海綿對織物燃燒性能的影響

選用1種緯編絨布，將其與高阻燃海綿(其經(jīng)緯向水平燃燒測試結(jié)果均為A-0.00 mm/min，經(jīng)緯向氧指數(shù)均為25.0%)復(fù)合，測試其燃燒性能，并與未復(fù)合高阻燃海綿的緯編絨布的燃燒性能對比(表9)。

表9 復(fù)合高阻燃海綿前后緯編絨布的燃燒性能對比

由表9可以看出，緯編絨布與高阻燃海綿復(fù)合后，其垂直燃燒性能有一定的改善，經(jīng)緯向損毀長度分別由135、 122 mm下降為104、 101 mm；氧指數(shù)有所提高，經(jīng)緯向氧指數(shù)分別由21.0%、 18.0%均提高到22.0%，但仍低于高阻燃海綿自身的氧指數(shù)(經(jīng)緯向均為25.0%)。

3 結(jié)論

(1) 目前有關(guān)車輛內(nèi)飾材料燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)的要求過低，亟需制定新的標(biāo)準(zhǔn)，將水平燃燒、垂直燃燒、氧指數(shù)和煙密度等因素都包括進(jìn)去。

(2) 用阻燃紗織造、定型時浸軋阻燃劑、在織物背面涂阻燃膠等方法，可以有效提高織物的燃燒性能，特別是其經(jīng)緯向氧指數(shù)都能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)JT/T 1095—2016《營運(yùn)客車內(nèi)飾材料阻燃特性》的要求，但成本有所增加；浴中阻燃法對織物的燃燒性能的改善作用較小。

(3) 織物與凱夫拉織物、高阻燃海綿復(fù)合后，其燃燒性能有一定的提高，氧指數(shù)也有較大提升，但還難以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)JT/T 1095—2016《營運(yùn)客車內(nèi)飾材料阻燃特性》的要求，且成本較高。

(4) 織物與阻燃?xì)?、凱夫拉織物、高阻燃海綿復(fù)合后，其燃燒性能不如阻燃?xì)?、凱夫拉織物、高阻燃海綿自身的燃燒性能。

[1] 趙鴻漢.城市客車內(nèi)飾阻燃標(biāo)準(zhǔn)將提高“門檻”[N].中國建材報(bào)，2014-01-06(7).

[2] 蘇亮.客車內(nèi)飾材料燃燒標(biāo)準(zhǔn)分析[J].客車技術(shù)與研究，2010(4)：51-53.

[3] 田心杰，承永剛，高燕萍，等.汽車內(nèi)飾面料的阻燃和防勾絲整理工藝探討[J].印染，2012(4)：28-30.

[4] 曹令，周永凱.紡織品阻燃整理技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)展[J].中國個體防護(hù)裝備，2007(3)：24-28.

[5] 全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性：GB 8410—2006[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[6] 全國紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分技術(shù)委員會.紡織品燃燒性能垂直方向損毀長度、陰燃和續(xù)燃時間的測定：GB/T 5455—2014[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

[7] 全國紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 氧指數(shù)法：GB/T 5454—1997[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

2018年《棉紡織技術(shù)》征訂啟事

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Study on combustion performance of bus interior fabrics

TianXinjie，ZhuWenfeng，MengNa

Kuangda Technology Group Co.， Ltd.， Changzhou 213179， China

The present status of flame retardant standards of bus interior fabrics and the new standard JT/T 1095—2016CombustionCharacteristicsofBusInteriorMaterialswere introduced. Several methods including weaving fabric with flame retardant yarns， flame retardant finishing in dyeing bath， impregnating flame retardants， flame retardant coating as well as compounding with flame retardant felt， Kevlar fabric or high flame retardant sponge， were used to improve the combustion performance of bus interior fabrics. The results showed that the combustion performance, especially the oxygen index of the bus interior fabrics, was improved obviously by weaving fabric with flame retardant yarns or impregnating flame retardants， and could meet the requirement of the new standard， but the cost increased a lot. Compounding with Kevlar fabric or high flame retardant sponge could improve the combustion performance of the bus interior fabrics，but the oxygen index could not meet the requirement of the new standard，and the cost was higher.

bus interior fabric，horizontal flame retardant，vertical flame retardant，oxygen index

2016-12-15

2016-12-28

田心杰，男，1984年生，工程師，主要從事汽車內(nèi)飾用面料的研發(fā)工作

TS195.5

B

1004-7093(2017)10-0018-09