Các tiêu chuẩn chống cháy chính của ô tô mà da tổng hợp ô tô phải đáp ứng là gì

Là vật liệu chính cho nội thất khoang hành khách, tính năng an toàn của da tổng hợp ô tô là điều tối quan trọng. Trong số nhiều chỉ số hiệu suất, khả năng chống cháy là trọng tâm chính của các nhà sản xuất ô tô toàn cầu (OEM) và cơ quan quản lý. Vật liệu nội thất ô tô phải đáp ứng một loạt tiêu chuẩn nghiêm ngặt về khả năng chống cháy của ô tô để đảm bảo chúng làm chậm quá trình đốt cháy trong trường hợp hỏa hoạn, bảo vệ người ngồi trong xe không thể thoát ra ngoài.

Quy định cốt lõi toàn cầu: FMVSS 302 và EAC/ECE

Nền tảng của tiêu chuẩn chống cháy ô tô là thử nghiệm đốt theo chiều ngang, yêu cầu pháp lý ràng buộc và được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn thế giới.

1. Hoa Kỳ: FMVSS 302

FMVSS 302 (Tiêu chuẩn An toàn Phương tiện Cơ giới Liên bang 302) là một phần của Tiêu chuẩn An toàn Phương tiện Cơ giới Liên bang Hoa Kỳ và được ngành công nghiệp ô tô toàn cầu công nhận là yêu cầu chống cháy cơ bản nhất. Hầu hết tất cả các vật liệu ô tô vào thị trường Bắc Mỹ hoặc hợp tác với các OEM của Hoa Kỳ đều phải vượt qua bài kiểm tra này.

Nguyên tắc kiểm tra: Một mẫu vật liệu (thường có kích thước 100 mm x 356 mm) được đặt nằm ngang trên giá đỡ hình chữ U. Bộ phận đánh lửa sẽ đốt lửa vào phần tiếp xúc của vật liệu trong 15 giây.

Thông số kỹ thuật chính: FMVSS 302 tập trung chủ yếu vào tốc độ cháy của vật liệu.

Yêu cầu về trình độ:

Tốc độ đốt cháy tối đa không được vượt quá 102 mm/phút (4,0 in/phút).

Vật liệu phải tự dập tắt (tức là không có tốc độ cháy (NB)) trước khi đạt đến mốc lần đầu tiên hoặc dập tắt trước khi đạt đến mốc lần thứ hai và đáp ứng yêu cầu về tốc độ cháy.

Khả năng ứng dụng của vật liệu: FMVSS 302 áp dụng cho tất cả các vật liệu nội thất của khoang hành khách, bao gồm ghế ngồi, tấm cửa, trần xe, thảm và da tổng hợp. Đối với da tổng hợp dành cho ô tô, việc đạt được xếp hạng "tự dập tắt" (NB) thường là thông lệ tiêu chuẩn của các nhà sản xuất hàng đầu.

2. Châu Âu và Quốc tế: ECE R118 / ECE R107

Các quy định của Ủy ban Kinh tế Châu Âu (ECE) cũng có tác động đáng kể ở EU, Châu Á và các khu vực khác.

ECE R118: Chủ yếu giải quyết các yêu cầu về tính dễ cháy đối với vật liệu nội thất được sử dụng trong các phương tiện dịch vụ công cộng (chẳng hạn như xe buýt và xe khách) và thường nghiêm ngặt hơn các tiêu chuẩn của xe khách.

ECE R107: Cấu trúc xe cụ thể và các yêu cầu an toàn chung được đề cập, đồng thời các phụ lục của nó cũng bao gồm các yêu cầu về khả năng chống cháy đối với vật liệu nội thất.

Các quy định này của Châu Âu cũng dựa trên nguyên tắc đốt theo chiều ngang, nhưng có thể có các chi tiết cụ thể về thời gian áp dụng ngọn lửa, môi trường thử nghiệm và phân loại vật liệu.

Các tiêu chuẩn nghiêm ngặt và cụ thể của OEM: Nâng cao các rào cản an toàn

Nhiều nhà sản xuất ô tô lớn, ngoài việc đáp ứng các quy định quốc gia (chẳng hạn như FMVSS 302), còn phát triển các Tiêu chuẩn dành riêng cho OEM của riêng họ. Các tiêu chuẩn này thường nghiêm ngặt hơn để đáp ứng nhu cầu bán hàng toàn cầu ở nhiều thị trường và nâng cao hình ảnh an toàn thương hiệu của họ.

1. Đốt dọc

Mặc dù FMVSS 302 là thử nghiệm theo chiều ngang, một số OEM hoặc ứng dụng cụ thể (như trần xe và thảm) có thể yêu cầu thử nghiệm đốt theo chiều dọc, chẳng hạn như theo UL 94 hoặc các tiêu chuẩn nội bộ khác.

Nguyên tắc kiểm tra: Mẫu vật liệu được cố định theo chiều dọc và ngọn lửa được đưa vào từ phía dưới.

Số liệu chính: Thử nghiệm đốt theo chiều dọc tập trung vào việc liệu vật liệu có tiếp tục cháy sau khi tắt ngọn lửa hay không (thời gian cháy tiếp theo), liệu nó có nhỏ giọt (nhỏ giọt) hay không và thời gian cháy tiếp theo. Kiểm tra theo chiều dọc thường được coi là khó khăn hơn so với kiểm tra theo chiều ngang.

2. Tốc độ giải phóng nhiệt (HRR)

Trong các đánh giá an toàn ở cấp độ cao hơn, chẳng hạn như đối với xe thể thao hiệu suất cao hoặc xe có giá trị cao, nhà sản xuất có thể tham khảo các tiêu chuẩn như ISO 5660 và sử dụng nhiệt lượng kế hình nón để đo tốc độ giải phóng nhiệt (HRR) của vật liệu.

Tầm quan trọng: HRR là thước đo quan trọng đo tốc độ giải phóng năng lượng trong quá trình đốt cháy vật liệu. Quá trình đốt cháy càng nhanh và lượng nhiệt tỏa ra càng nhiều thì ngọn lửa càng lan nhanh và dữ dội hơn. Da tổng hợp có HRR thấp giúp làm chậm quá trình tăng nhiệt độ trong khoang hành khách, giúp người ngồi trong xe có thêm thời gian quý giá để thoát ra ngoài.

3. Mật độ khói và độc tính

Mối đe dọa chính trong đám cháy không phải là ngọn lửa mà là khói và khí độc. Do đó, việc đánh giá khả năng chống cháy cho da tổng hợp đang ngày càng nhận được sự quan tâm:

Mật độ khói: Điều này thường được đo bằng các tiêu chuẩn như ISO 5659-2 hoặc ASTM E662. Vật liệu có mật độ khói thấp đảm bảo tầm nhìn rõ ràng cho người ở trong đám cháy, tạo điều kiện thoát hiểm.

Độc tính của khói: Phương pháp này đo lường thành phần của các loại khí được tạo ra trong quá trình đốt cháy, chẳng hạn như carbon monoxide, hydrogen cyanide và oxit nitơ. Điều này đảm bảo rằng việc xử lý chất chống cháy sẽ ngăn chặn việc giải phóng nhiều khí độc hơn. Việc lựa chọn chất chống cháy cho da tổng hợp ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất khói và độc tính của nó.

Công nghệ chống cháy: Thử thách khoa học vật liệu

Để đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt này, các nhà sản xuất da ô tô tổng hợp phải kết hợp các chất chống cháy (FR) cụ thể vào chất nền polymer và lớp phủ bề mặt.

Chất chống cháy không halogen hóa (FR): Do lo ngại về môi trường và độc tính khói thấp, ngành công nghiệp đã chuyển sang sử dụng các FR không chứa halogen, chẳng hạn như các FR gốc phốt pho, nitơ-, silicon- hoặc nhôm/magiê hydroxit, để thay thế các FR gốc halogen hóa truyền thống.

Cân bằng hiệu suất: Thách thức chuyên môn chính là đảm bảo rằng việc bổ sung chất chống cháy không làm ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính vật lý cốt lõi của da tổng hợp, chẳng hạn như độ xúc giác, khả năng chống mài mòn, độ bền ánh sáng và khả năng chống thủy phân.