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阻燃材料在交通运输领域的标准与发展

2021-03-31 已有115人浏览 皖燃科技

阻燃材料是指能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料,目前主要分为有机和无机,卤素和非卤这四大类,主要应用于塑料、泡沫塑料、薄膜、纺织物、涂料、橡胶、汽车内饰件、电工电子产品等,广泛应用于轨道交通、航空航天、电子电气、建筑建材、纺织品、日用家具等领域。

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阻燃材料是关系到社会公共安全和人民生命财产安全的重要材料之一,是必不可少的关键材料。尤其是在一些高速发展的火灾敏感行业,如轨道交通、航空航天、汽车等领域,在材料选用上会充分考虑材料的阻燃、低烟、无毒等特性。随着行业发展出台且逐步完善了适用于本行业的材料阻燃性能试验标准。


许多材料,如纺织品、塑料、橡胶等应用领域非常广泛,各类民用和产业用材料消费量也在逐年递增,需要满足的阻燃标准也是越来越复杂。我们以纺织品为例,在我国关于纺织品的阻燃性能测试方法就约有43种。对于众多阻燃材料企业来说,符合相应领域的阻燃性能要求就显得尤为重要。尤其是在轨道交通、民用航空这两个交通运输领域中,都有独立且严格的行业/企业标准和详细的试验要求。本文将就这两个典型行业的阻燃标准,进行详细的介绍,希望对大家有所帮助。


轨道交通行业近几年飞速发展,全国的轨道交通行业企业迎来新机遇,轨道交通运输工具得以安全稳健的发展得益于轨道交通材料的正确选用,车辆及内饰的防火阻燃性能对运输过程的安全起着至关重要的作用,国内外市场对交通工具非金属部件和材料的防火阻燃能力的要求也越来越高。国内外都颁布了相应的防火阻燃标准与指令,成了当地市场的准入要求。



轨道车辆(机车)材料


橡胶产品

(密封条,密封圈)

隔音毡

三聚氰胺泡沫

(保温材料)

海绵(座垫)

纺织品

(窗帘,遮阳板,座椅覆盖)

铝蜂窝板(地板)

地面材料

(地板用胶水,涂料等)

防火涂料

塑料制品

(遮光板,墙板,电池盖等)

防火胶水

电线电缆

火车座椅

吊顶和吊顶覆盖物

吊顶里的灯具装置

水平摆放的内部材料

(桌子,架板等)

 控制箱,控制柜等

垂直摆放的内部材料

(广告架,墙壁覆盖物等)



我国曾经全套引进了法国的防火测试标准 NFP92 系列,并制定了 TB/T 2639 系列标准。但由于种种原因,没有正式实施。近年来我国按照列车时速制订了 TB/T 3138-2018(运行速度不超过200Km/h)及 TB/T3237-2010(运行速度超过200KM/H的动车组)等标准。根据国铁集团技术标准目录(截止2019年12月31日),国铁集团已确定将阻燃技术条件由TB/T3138-2018调整为Q/CR 699-2019。QCR699标准对材料的阻燃、低烟、无毒(低毒)、无卤等方面提出了新的要求。


欧盟为了建立统一的铁路车辆的防火测试标准制定了EN45545,标准中规定铁路车辆构件及材料的防火阻燃性,烟雾毒性等性能要求。


EN45545及EN45545-2标准主要是为了取代英国BS6853:1999标准,法国NFF16-101/102标准,德国DIN5510-2标准,意大利CEI UNI 11170-3标准等各国的消防法规和个别国家的铁路车辆消防地方性法规标准。其中的标准其实目的主要在于控制热量的形成,火焰的蔓延,烟密度以及烟毒性。根据产品的最终用途、火灾时风险程度,将划分为R1-R26这26个不同的类别。根据不同车辆类型及操作环境不同,火灾的危险等级从HL1-HL3,三个等级,HL3火灾风险最高。


由于轨道交通涉及的材料较多,每种材料的阻燃性能要求可以参照具体标准内容。在各标准中主要关注4个方面:热释放量、可燃性、毒性测试、烟雾密度。关于这四类试验的详细介绍,可以参照我们的文章《一文了解材料阻燃性能试验方法》。

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为了满足上述各类试验要求,拥有顶尖防火和阻燃研究小组,直接参与ISO,CEN和ASTM国际标准的制定与更新的英国Fire Testing Technology Limited(FTT),在轨道交通领域提供的设备方案主要包含:


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由于轨道交通涉及的材料较多,每种材料的阻燃性能要求可以参照具体标准内容。在各标准中主要关注4个方面:热释放量、可燃性、毒性测试、烟雾密度


为了满足上述各类试验要求,拥有顶尖防火和阻燃研究小组,直接参与ISO,CEN和ASTM国际标准的制定与更新的英国Fire Testing Technology Limited(FTT),在轨道交通领域提供的设备方案主要包含:

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FTT是量热仪、NBS 烟雾密度箱和氧指数仪的世界主供应商 ,其主要的代表产品有iCone锥形量热仪,SBI单体燃烧,NBS烟雾密度箱,(高温)氧指数仪、EN50399成束电缆热释放仪等,皆能满足各国标准,且确保公司生产的仪器始终符合最新标准方法的要求。


航空材料防火要求

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飞机由于飞行环境的特殊性,除了要保证飞机的制造商制造规格和购买者的使用要求相一致外,飞机和制造它所使用的材料必须遵从国家的和国际的标准。飞机材料阻燃测试、防火测试主要是为了证明材料达到对着火危险可接受得控制;当所有主要用到的材料表面暴露于火源时,达到对热量,烟及毒气总量等级的可接受的控制;所有要求作为防火板使用的材料或物品,以及在暴露于火源时要求发挥作用的材料及物品,应达到可接受的防火性能。


目前世界使用的2个国际标准:

联邦航空管理局FAA的适航第25部分(FAR第25部分,特别是附录F,描述了组成机身受压部分的材料的所有测试方法)。


欧洲相应的标准是JAR第25部分。

我国的适航标准是以美国FAA的适航标准FAR为蓝本,中国民用航空局结合国情而制定的《中国民用航空章程》(CCAR)。


此外国际标准要求飞机制造商们必须完全满足以下测试:

ABD 0031描述的对空中客车的AITM测试方法;

波音安全标准(BSS)对波音的要求。

CCAR、FAR与JAR在要求基本上相同。

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FAR/CCAR 第25部分针对不同的材料提出了不同的阻燃要求: FAR 第25部分,附录F - 第I部分

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通过上文我们可以看出FAR 25.853主要测试项目:

防火性能测试:垂直燃烧测试,水平燃烧测试,45°角燃烧测试,60°角燃烧测试

烟密度测试:根据ABD0031空客指令或者BSS 7238规定进行测试

毒性测试根据ABD0031空客指令或者BSS 7239标准进行测试

热释放量测试

在航空材料选择中,阻燃性能的要求更加严格且详细,与联邦航空局FAA联合开发微型量热仪的FTT针对航空领域的设备也非常全面,且满足标准要求。


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FTT的微型量热仪(MCC)就是美国联邦航空管理局(FAA)为防火飞机机舱筛选研究材料而开发的,ASTM将其标准化为ASTM D7309,随着联邦航空局FAA对仪器的改进,该标准也在不断发展。FTT在火灾和燃烧特性领域深耕三十余年,ISO TC61第4小组委员会就是由FTT主任Stephen Grayson主持,此标准委员会是负责塑料燃烧特性标准。标准包括氧气指数系列(ISO 4589)和烟密度箱(ISO 5659-2),后者用于国际海洋和铁路法规。2019年,ISO TC61 SC4通过建立两个新的工作项目来开发两个微型燃烧量热仪标准,认可了微型燃烧量热仪的价值。一个是关于一般指南,一个是关于用微型量热法来识别塑料。