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改变阻燃剂需求和发展的主要因素(2)——汽车

发布时间:2019-09-03 09-03 17:39 作者:

如今,高性能塑料在汽车工业中发挥着越来越重要的作用。并且在整个汽车中所占的重量也在不断增加,预计这一趋势将持续下去。



在汽车中大量使用高性能塑料材料的主要原因是由于塑料能够为汽车带来更多的设计,实现更多的功能,降低制造成本,以及降低能源消耗。据估计,车辆重量每减少10%,能源使用量就会减少5%到7%。


塑料材料在运输车辆中应用增加的一些其他优点包括:


1、耐腐蚀性好,能够延长车辆的使用寿命

2、设计更加自由,带来更多的创造力和创新

3、集成组件的灵活性

4、更加安全,舒适和经济

5、可回收性


目前每辆小型汽车大约使用150公斤的塑料和塑料复合材料,而钢铁和钢材的重量约为1200公斤,目前塑料和塑料复合材料约占车辆总重量的10-15%。



在车辆中可以使用多达13种不同的聚合物,其中三种类型的塑料占汽车使用塑料总量的66%:聚丙烯(32%),聚氨酯(17%)和PVC(16%)。



汽车在运输过程中,由于电气短路、发动机故障、交通事故等原因都极易引起火灾,造成财产损失、人员伤亡、而分布于汽车中各个地方的易燃性的塑料在事故中往往会加重火灾的程度。



长期以来,规范汽车应用高分子材料的消防安全标准是联邦机动车辆安全标准FMVSS 302,这是一种简单的水平燃烧火焰蔓延测试。该测试创建于20世纪70年代,用于模拟香烟点火情景,自创建以来并未发生重大变化。


 

尽管人们意识到汽车中使用的聚合物的耐火试验方法不足以防火,但在过去十年中改变标准的尝试并没有取得较大的突破。美国消防协会制定的NFPA 556《客运车辆乘员火灾危险性评价方法指南》 将汽车应用中的聚合物识别为明显的火灾危险,但该标准是非约束性的,并未被任何汽车制造商或政府机构采用。


目前,关于汽车阻燃标准及测试方法主要包括:


1
极限氧指数法


GB/T 5454-1997《纺织品 燃烧性能试验 氧指数法》

GB/T 8924-2005《纤维增强塑料燃烧性能试验方法氧指数法》

GB/T 2406-1993《塑料燃烧性能试验方法 氧指数法》

ANSI/ASTM、D2863 《塑料制品燃烧性能测试标准 氧指数法》


2
燃烧实验法


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》

GB 8410-2006《汽车内饰材料的燃烧特性》

FMVSS 302 《汽车内饰材料的燃烧特性》

ASTM D6413-2008 《纺织品燃烧性能 垂直法》

ASTM D 5132 《车辆内部防火测试》

ASTM D1230-94(2001) 《标准服装纺织品可燃性的试验方法》

DIN75200 《汽车内部材料用材料燃烧性能的测定》

FMVSS 302《联邦交通车辆的内部装饰材料的燃烧性能》

CMVSS 302 《加拿大交通车辆的内部装饰材料的燃烧性能》


3
发烟性实验


GB/T 14802-1993《纺织品 烟浓度测定 减光系数法》

GB/T 8323.1-2008《塑料 烟生成 第1部分:烟密度试验方法导则》


4
锥形量热法


ISO5660-1《燃烧热释放速率测试/锥形量热仪测试》


5
企业燃烧性能测试标准


DBL 5307  奔驰-汽车内饰要求和测试规范

GM L-T06-302G-79  通用汽车标准

Mitsubishi ES-X60410  三菱-氧指数测试

VW TL 1010  大众-汽车内部材料燃烧性能要求

Volvo STD 5031  沃尔沃-汽车内饰材料阻燃防火


 

火灾损失统计数据显示,在美国,汽车火灾自2009年以来没有大幅增加或减少,但每年仍然发生大约200000起火灾。进一步的考虑全球汽车销售的大量增长,特别是在中国和印度不断增长的市场,聚合物火灾危险性问题非常严重,但仍未得到解决。

 

在考虑电动汽车时,这种未满足的火灾需求变得更加复杂,这与普通燃油汽车所呈现的火灾风险情况不同。典型的着火点是电池,尤其是带有液体电解质的锂离子电池,在碰撞中受损时会发生剧烈的放热反应。在某些情况下,具有比火灾更加危险的情况——爆炸,并且难以熄灭。同样值得关注的是天然气或氢动力汽车的潜在爆炸危险性。


因此,用于液体燃料汽车的消防系统可能更多的涉及使用阻燃剂混合到使用的热塑性塑料中。而对于电动汽车,可能还需要考虑爆炸所带来的危害,而不是简单的在车辆聚合物材料中加入阻燃剂。


我们很可能会看到未来汽车的各种火灾情景,因为混合电动,液体燃料动力和替代燃料(天然气,氢燃料电池)车辆都可能同一时间出现在路上。需要更多关于汽车真实火灾风险情景的研究,以及一些新的法规,以交换过时的FMVSS 302测试方法从而进行更有意义的防火测试。


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