汽車外飾材料火災燃燒特性研究

趙金月 賈莉敏

摘要：汽車作為主要的交通工具，數量日益增多，人們對其安全性的也來越重要，本文通過實驗針對汽車外飾材料火災燃燒特性進行研究，通過實驗證明，汽車的外部材料極易燃燒具有較高的火災危險性。

關鍵詞：汽車；外飾材料；火災近年來我國頻頻發生汽車火災，針對這一下現象我國相關工作人員對汽車外飾材料進行了相關研究，但是研究內容都主要集中在汽車外飾中的塑料制品及汽車發生火災宏觀上的研究，但在對汽車外飾飾品火災研究燃燒也行的研究卻很少。

一、基于汽車外飾材料火災燃燒特性的實驗

（一）實驗儀器。（1）錘形熱量儀。主要由排煙系統、錐形加熱器、激光測煙器、以及一些其它傳感器組成。（2）氧指數儀。主要由環境氣源、點火器、氧指數儀及然后組成。在測試過程中要依照GB／T 2406—93《塑料燃燒性能試驗方法氧指數法》中要求進行。

（二）實驗概況。（1）實驗樣品。實驗過程中選取，最典型車輛，在車輛上獲取需要使用的外部材料，材料主要有：車門外飾板、葉子板內襯、下護板。從車上取下的外飾材料。上面采取的幾種實驗材料都由纖維化所料制成。其成分主要為環氧樹脂、聚酯、酚醛樹脂等。根據樹脂材料不同我們這些材料分為環氧玻璃鋼、聚酯玻璃鋼、酚醛玻璃鋼。（2）氧指數測試。在進行氧指數測試時我們選取樣品中的3號（下護板、門外飾板、輪眉）。式樣尺寸：120mm×5mm×2mm。在試驗前需將樣品在測試環境中放置30小時，避免濕度、溫度差異影響試驗結果。試驗印在25攝氏度下進行。分別依照操作規程對1-3號樣品進行測試，并對中樣品測試的氧指數進行記錄。

（三）錐形量熱儀測試。選用樣品中的4-9號進行測試，將試驗中使用的材料統一制成200mm×200mm的正方體試樣，在測試時用鋁箔紙對正方體進行包裹，只講正方體的上方裸露在外，將試驗使用樣品防止燃燒盒中。進行試驗時，將燃燒盒放到錐形加熱下電子稱之上，然后通過試驗現象對試驗中材料性能進行分析。在試驗時可選用55KW/M2、35KW/M2、25KW/M2、三種功率的錐型加熱其進行試驗，試驗中不同功率錐形加熱器溫度數據見表1

表1不同功率加熱器對應的溫度

（四）火焰垂直蔓延測試。實驗中采用酒精噴燈最為火源，將事先準備好的樣品材料放在酒精噴燈的火焰上加熱4秒，然后立即將酒精噴燈移開，在實驗過沉重使用錄像機對實驗現象進行記錄，當實驗樣品燃燒結束后，通過反復觀看錄像來分析實驗想象。實驗樣品尺寸為125mm×12mm×3mm。每個進行4次重復測量。選用數據較好的結果進行處理。

二、基于汽車外飾材料火災燃燒特性的實驗結果與討論

（一）氧指數測試。 對1-3樣品進行養指數測試，測試結果依次為20.9、21.2、20.4.通過實驗數據我們可以看出三種樣品中氧的指數都較低，足以說明1-3號樣品在空氣中極易燃燒，如果在加上火源作用，容易被火源引燃，導致火災發生。因爆竹碎片而引起的汽車火災可以利用此實驗結果進行解釋。因此，對汽車外飾品材料的阻燃性做適當的提高可以降低汽車火災發生概率。

（二）錐形量熱儀測試。圖1（1）、3（2）、3（3）為4-9樣品在不同功率的錘形加熱下散熱速度曲線變化圖。有圖我們可以看出4-9號六種樣品在不同功率下的曲線圖都相似，都是先隨著時間增加而增加，當達到一定溫度后又逐漸減小。主要區別在于，不同材料樣本達到峰值時間存在較大差異。在25KW/M2輻射功率下，（圖1（1））8號樣樣品達到峰值的時間與其他5中樣品存在明顯的差異，根據這種差異我們可以分析燃料燃燒的難以程度，如8號樣品，它峰值到來源晚于其它樣品材料，說明8號樣品阻火性要好于其它樣品材料。根據圖1（2）圖3（3）可以看出即使輻射功率增加，8號樣品阻火星也員好于其它5中樣片材料。

圖1（1）25KW/M2輻射下4-9號材料散熱曲線圖

圖2（2）35KW/M2輻射下4-9號材料散熱曲線圖

圖3（3）55KW/M2輻射下4-9號材料散熱曲線圖

通過圖3(1)、3（2）、3（3）不難看出，加熱功率的增加，明顯使樣品材料燃燒時間明顯縮短，熱釋放速率增減顯著。對其進行分析不難發現，當材料受到較大熱輻射作用時，材料人界速率會明顯加快，燃燒速率也會隨之變大，這時候后材料的放熱速率也就會有所提升，導致散熱曲線值有了明顯提升。同一種材料會，當作用在它身上的輻射率時，它的熱釋放速率也會有所增加。相對的燃燒時間將會有所減小，點燃時間也會發生明顯變化。我們以8號樣品材料為例，其它25KW/M2輻射下其點燃時間大約為250秒；在55KW/M2、輻射作用下，點燃時間大約為102秒。由此可知環境對點燃時間影響較大。

（三）質量損失。根據實驗觀察25KW/M2輻射功率下質量變化去曲線變化，以及35KW/M2輻射功率下質量變化去曲線變化和55KW/M2輻射功率下質量變化去曲線變化顯示，不同材料在不同輻射功率作用下樣品的質量隨時間的變化規律根據實驗結果我們看出材料質量損失受輻射功率影響較大。對于同種樣品材料來說，隨著輻射功率增高其質量損失也會隨之變大，如在55KW/M2輻射功率各樣品質量損失達到最大值的時間，約為同種樣品在25KW/M2輻射功率下質量損失達到最大值時間的一半。

（四）平均熱釋放速率。通過實驗結果可知，所有材料的平均熱釋放速率都受加熱輻射功率影響，隨著加熱輻射功率增樣品材料平均釋放速率也將會有所增加。

(五) 火焰垂直蔓延實驗結果。經測試，各材料垂直燃燒所需時間都在80秒左右。這主要是由于材料本身特性所致，一部分樣品材料可以完全燃燒，另一部分樣品材料在燃燒過程中有明顯滴落、融化現象。并會因滴落而帶走大量能量，使火焰熄滅。

三、結束語

近年來汽車火災頻繁發生，這引起了各界人士對汽車安全性的重視，本文通過實驗對汽車外飾材料耐火性進行分析。得知現在汽車外飾使用的材料的阻火性普遍較低，應適當提高汽車外飾材料阻火性來降低汽車火災發生概率，同時也可以使用一些燃燒過程中會伴隨滴落現象的材料降低汽車在發生火災時產生的危害。

參考文獻：

[1] 杜賢明、趙蘭明、秦俊汽車外飾材料火災燃燒特性研究[J];消防科學與技術；2014年第3期.