阻燃材料是指能夠抑制或者延滯燃燒而自己并不容易燃燒的材料,目前主要分為有機(jī)和無(wú)機(jī),鹵素和非鹵這四大類(lèi),主要應(yīng)用于塑料、泡沫塑料、薄膜、紡織物、涂料、橡膠、汽車(chē)內(nèi)飾件、電工電子產(chǎn)品等,廣泛應(yīng)用于軌道交通、航空航天、電子電氣、建筑建材、紡織品、日用家具等領(lǐng)域。
阻燃材料是關(guān)系到社會(huì)公共安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要材料之一,是必不可少的關(guān)鍵材料。尤其是在一些高速發(fā)展的火災(zāi)敏感行業(yè),如軌道交通、航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域,在材料選用上會(huì)充分考慮材料的阻燃、低煙、無(wú)毒等特性。隨著行業(yè)發(fā)展出臺(tái)且逐步完善了適用于本行業(yè)的材料阻燃性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
許多材料,如紡織品、塑料、橡膠等應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,各類(lèi)民用和產(chǎn)業(yè)用材料消費(fèi)量也在逐年遞增,需要滿(mǎn)足的阻燃標(biāo)準(zhǔn)也是越來(lái)越復(fù)雜。我們以紡織品為例,在我國(guó)關(guān)于紡織品的阻燃性能測(cè)試方法就約有43種。對(duì)于眾多阻燃材料企業(yè)來(lái)說(shuō),符合相應(yīng)領(lǐng)域的阻燃性能要求就顯得尤為重要。尤其是在軌道交通、民用航空這兩個(gè)交通運(yùn)輸領(lǐng)域中,都有獨(dú)立且嚴(yán)格的行業(yè)/企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和詳細(xì)的試驗(yàn)要求。本文將就這兩個(gè)典型行業(yè)的阻燃標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行詳細(xì)的介紹,希望對(duì)大家有所幫助。
軌道交通行業(yè)近幾年飛速發(fā)展,全國(guó)的軌道交通行業(yè)企業(yè)迎來(lái)新機(jī)遇,軌道交通運(yùn)輸工具得以安全穩(wěn)健的發(fā)展得益于軌道交通材料的正確選用,車(chē)輛及內(nèi)飾的防火阻燃性能對(duì)運(yùn)輸過(guò)程的安全起著至關(guān)重要的作用,國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)交通工具非金屬部件和材料的防火阻燃能力的要求也越來(lái)越高。國(guó)內(nèi)外都頒布了相應(yīng)的防火阻燃標(biāo)準(zhǔn)與指令,成了當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的準(zhǔn)入要求。
軌道車(chē)輛(機(jī)車(chē))材料 | |
橡膠產(chǎn)品 (密封條,密封圈) | 隔音氈 |
三聚氰胺泡沫 (保溫材料) | 海綿(座墊) |
紡織品 (窗簾,遮陽(yáng)板,座椅覆蓋) | 鋁蜂窩板(地板) |
地面材料 (地板用膠水,涂料等) | 防火涂料 |
塑料制品 (遮光板,墻板,電池蓋等) | 防火膠水 |
電線電纜 | 火車(chē)座椅 |
吊頂和吊頂覆蓋物 | 吊頂里的燈具裝置 |
水平擺放的內(nèi)部材料 (桌子,架板等) | 控制箱,控制柜等 |
垂直擺放的內(nèi)部材料 (廣告架,墻壁覆蓋物等) |
我國(guó)曾經(jīng)全套引進(jìn)了法國(guó)的防火測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) NFP92 系列,并制定了 TB/T 2639 系列標(biāo)準(zhǔn)。但由于種種原因,沒(méi)有正式實(shí)施。近年來(lái)我國(guó)按照列車(chē)時(shí)速制訂了 TB/T 3138-2018(運(yùn)行速度不超過(guò)200Km/h)及 TB/T3237-2010(運(yùn)行速度超過(guò)200KM/H的動(dòng)車(chē)組)等標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)鐵集團(tuán)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目錄(截止2019年12月31日),國(guó)鐵集團(tuán)已確定將阻燃技術(shù)條件由TB/T3138-2018調(diào)整為Q/CR 699-2019。QCR699標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料的阻燃、低煙、無(wú)毒(低毒)、無(wú)鹵等方面提出了新的要求。
歐盟為了建立統(tǒng)一的鐵路車(chē)輛的防火測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)制定了EN45545,標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定鐵路車(chē)輛構(gòu)件及材料的防火阻燃性,煙霧毒性等性能要求。
EN45545及EN45545-2標(biāo)準(zhǔn)主要是為了取代英國(guó)BS6853:1999標(biāo)準(zhǔn),法國(guó)NFF16-101/102標(biāo)準(zhǔn),德國(guó)DIN5510-2標(biāo)準(zhǔn),意大利CEI UNI 11170-3標(biāo)準(zhǔn)等各國(guó)的消防法規(guī)和個(gè)別國(guó)家的鐵路車(chē)輛消防地方性法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。其中的標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)目的主要在于控制熱量的形成,火焰的蔓延,煙密度以及煙毒性。根據(jù)產(chǎn)品的最終用途、火災(zāi)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)程度,將劃分為R1-R26這26個(gè)不同的類(lèi)別。根據(jù)不同車(chē)輛類(lèi)型及操作環(huán)境不同,火災(zāi)的危險(xiǎn)等級(jí)從HL1-HL3,三個(gè)等級(jí),HL3火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)最高。
由于軌道交通涉及的材料較多,每種材料的阻燃性能要求可以參照具體標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。在各標(biāo)準(zhǔn)中主要關(guān)注4個(gè)方面:熱釋放量、可燃性、毒性測(cè)試、煙霧密度。關(guān)于這四類(lèi)試驗(yàn)的詳細(xì)介紹,可以參照我們的文章《一文了解材料阻燃性能試驗(yàn)方法》。
為了滿(mǎn)足上述各類(lèi)試驗(yàn)要求,擁有頂尖防火和阻燃研究小組,直接參與ISO,CEN和ASTM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定與更新的英國(guó)Fire Testing Technology Limited(FTT),在軌道交通領(lǐng)域提供的設(shè)備方案主要包含:
由于軌道交通涉及的材料較多,每種材料的阻燃性能要求可以參照具體標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。在各標(biāo)準(zhǔn)中主要關(guān)注4個(gè)方面:熱釋放量、可燃性、毒性測(cè)試、煙霧密度。
為了滿(mǎn)足上述各類(lèi)試驗(yàn)要求,擁有頂尖防火和阻燃研究小組,直接參與ISO,CEN和ASTM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定與更新的英國(guó)Fire Testing Technology Limited(FTT),在軌道交通領(lǐng)域提供的設(shè)備方案主要包含:
FTT是量熱儀、NBS 煙霧密度箱和氧指數(shù)儀的世界主供應(yīng)商 ,其主要的代表產(chǎn)品有iCone錐形量熱儀,SBI單體燃燒,NBS煙霧密度箱,(高溫)氧指數(shù)儀、EN50399成束電纜熱釋放儀等,皆能滿(mǎn)足各國(guó)標(biāo)準(zhǔn),且確保公司生產(chǎn)的儀器始終符合最新標(biāo)準(zhǔn)方法的要求。
航空材料防火要求
飛機(jī)由于飛行環(huán)境的特殊性,除了要保證飛機(jī)的制造商制造規(guī)格和購(gòu)買(mǎi)者的使用要求相一致外,飛機(jī)和制造它所使用的材料必須遵從國(guó)家的和國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)。飛機(jī)材料阻燃測(cè)試、防火測(cè)試主要是為了證明材料達(dá)到對(duì)著火危險(xiǎn)可接受得控制;當(dāng)所有主要用到的材料表面暴露于火源時(shí),達(dá)到對(duì)熱量,煙及毒氣總量等級(jí)的可接受的控制;所有要求作為防火板使用的材料或物品,以及在暴露于火源時(shí)要求發(fā)揮作用的材料及物品,應(yīng)達(dá)到可接受的防火性能。
目前世界使用的2個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
聯(lián)邦航空管理局FAA的適航第25部分(FAR第25部分,特別是附錄F,描述了組成機(jī)身受壓部分的材料的所有測(cè)試方法)。
歐洲相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是JAR第25部分。
我國(guó)的適航標(biāo)準(zhǔn)是以美國(guó)FAA的適航標(biāo)準(zhǔn)FAR為藍(lán)本,中國(guó)民用航空局結(jié)合國(guó)情而制定的《中國(guó)民用航空章程》(CCAR)。
此外國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求飛機(jī)制造商們必須完全滿(mǎn)足以下測(cè)試:
ABD 0031描述的對(duì)空中客車(chē)的AITM測(cè)試方法;
波音安全標(biāo)準(zhǔn)(BSS)對(duì)波音的要求。
CCAR、FAR與JAR在要求基本上相同。
FAR/CCAR 第25部分針對(duì)不同的材料提出了不同的阻燃要求: FAR 第25部分,附錄F - 第I部分
通過(guò)上文我們可以看出FAR 25.853主要測(cè)試項(xiàng)目:
防火性能測(cè)試:垂直燃燒測(cè)試,水平燃燒測(cè)試,45°角燃燒測(cè)試,60°角燃燒測(cè)試
煙密度測(cè)試:根據(jù)ABD0031空客指令或者BSS 7238規(guī)定進(jìn)行測(cè)試
毒性測(cè)試:根據(jù)ABD0031空客指令或者BSS 7239標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試
熱釋放量測(cè)試
在航空材料選擇中,阻燃性能的要求更加嚴(yán)格且詳細(xì),與聯(lián)邦航空局FAA聯(lián)合開(kāi)發(fā)微型量熱儀的FTT針對(duì)航空領(lǐng)域的設(shè)備也非常全面,且滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。
FTT的微型量熱儀(MCC)就是美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)為防火飛機(jī)機(jī)艙篩選研究材料而開(kāi)發(fā)的,ASTM將其標(biāo)準(zhǔn)化為ASTM D7309,隨著聯(lián)邦航空局FAA對(duì)儀器的改進(jìn),該標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展。FTT在火災(zāi)和燃燒特性領(lǐng)域深耕三十余年,ISO TC61第4小組委員會(huì)就是由FTT主任Stephen Grayson主持,此標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)是負(fù)責(zé)塑料燃燒特性標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)包括氧氣指數(shù)系列(ISO 4589)和煙密度箱(ISO 5659-2),后者用于國(guó)際海洋和鐵路法規(guī)。2019年,ISO TC61 SC4通過(guò)建立兩個(gè)新的工作項(xiàng)目來(lái)開(kāi)發(fā)兩個(gè)微型燃燒量熱儀標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)可了微型燃燒量熱儀的價(jià)值。一個(gè)是關(guān)于一般指南,一個(gè)是關(guān)于用微型量熱法來(lái)識(shí)別塑料。