1、第 2 卷 第 1 期2 0 2 3 年 2 月高速铁路新材料Advanced Materials of High Speed RailwayVol.2 No.1February 2 0 2 3TB/T 31392021 机车车辆非金属材料及室内空气有害物质限量 的标准解读陈梦1，刘振华1，徐超2，韩瑞莲2，李艳伟2，杜卫超1（1.中国铁道科学研究院集团有限公司 金属及化学研究所，北京 100081；2.北京中铁科新材料技术有限公司，北京 100081）摘要：对TB/T 31392021 机车车辆非金属材料及室内空气有害物质限量 标准进行解读，该标准从车辆类型、管控材料、管控位置、管控类型和管
2、控阶段5个方面对TB/T 31392006 机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量 标准进行了扩展和修订，同时指标更加严格，试验方法更加科学，并引入禁用、限用物质指标和国际法令法规接轨。通过TB/T 31392021标准与TB/T 31392006标准的对比，从标准范围、测试方法、主要指标3方面对该标准的变更进行了叙述与分析。关键词：机车车辆；动车组；非金属材料；室内空气；有害物质；禁用限用物质中图分类号：U270.4 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.2097-0846.2023.01.002随着我国人民生活水平的不断提高，旅客对车辆环保及乘坐舒适度也有了更高的要求。TB
3、/T 31392006 机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量1于2006年实施，在十余年的使用中，保证了车辆内装材料的基本环保要求。但随着新技术、新材料不断出现及应用，TB/T 31392006 已不能覆盖到部分新产品，并且随着某些产品国家标准的相应变更，TB/T 31392006对于部分产品的指标要求未及时提高，已不能达到行业标准严于国家标准的准则。在我国铁路“走出去”的大环境下，出口列车不断增加。在满足国内环保要求的同时，对于其他国家的环保要求和进出口规则也应同时考虑。特别是中国国家铁路集团有限公司对材料禁用、限用物质要求的提出，对机车车辆用非金属材料的环保标准也提出了新的要求。为满足机
4、车车辆材料的环保要求，保证旅客乘坐车辆的健康安全，TB/T 31392006于2021年完成了修订版TB/T 31392021 机车车辆非金属材料及室内空气有害物质限量2。为了更好的理解和使用该标准，对修订后的TB/T 31392021进行解读，通过和TB/T 31392006的对比，对标准中的主要变更内容进行分析，以加深用户对标准的理解。1 标准范围变化 1.1车辆类型范围随着铁路机车车辆的不断提速，TB/T 31392006中适用于最高运营速度低于200 km/h的铁道机车车辆这一运行速度范围已不适用目前的部分客车及动车组等高速列车。由于车辆速度在不断提高，故本次修订将运行时速范围取消，将
5、车辆范围扩展到所有机车、客车及高速动车组。1.2管控位置范围TB/T 31392006 中，标准的管控位置限制于车内，适用于客室及司机室内装材料及室内空气。TB/T 31392021中，对标准的管控位置进行了增加，不但对室内装饰材料进行了管控，也对室内、室外的禁用、限用物质进行了要求。因而标准名称也由“机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量”扩展为“机车车辆非金属材料及室内空气有害物质限量”。1.3管控材料范围TB/T 31392006 中，车辆内装材料分为结构材料、装饰材料、胶黏剂、油漆涂料、橡塑制品、纺织品和地毯7个类型。修订后的标准增加了保温材料、座椅发泡材料和覆膜背胶材料3个类型。对原
6、有材料类型中的具体产品进行了更改，取消了原有标准中规定的结构材料、装饰材料的分类，对于应用的材料不进行使用功能的划分，而改为通过产品种类进行划分，可分为板材类材料和铺地材料。板材材料中又细分为高压装饰板（贴面板）、贴面胶合板、胶合板、夹层结构类材料、纤维增强类 材 料、发 泡 类 结 构 材 料、工 程 塑 料 等，并 通 过文章编号：2097-0846（2023）01000904收稿日期：20220130；修回日期：20220627第一作者：陈梦（1986），女，助理研究员，硕士。E-mail：高速铁路新材料第 2 卷“包含但不限于以上材料”为新材料产品的使用留出空间。TB/T 313920
7、21 中铺地材料与原标准中的装饰材料类似，产品范围有所扩展，包含地板布及其他高分子材料地板，更适应目前车辆中使用的产品。1.4管控类型范围TB/T 31392006管控类型为内装材料有害物质、室内空气有害物质，修订标准在此基础上将管控范围增加了室内及室外材料的禁用物质、限用物质。禁用物质、限用物质的概念最先由欧盟提出，对欧盟进口、制造、售卖的产品和原料中的有害物质进行限制。随着我国出口列车数量不断增长，禁用物质、限用物质在环保指标中的重要性也逐渐上升，须在标准中增加禁用、限用物质要求，对其指标及方法进行约束。2014年原铁路总公司发布“中国铁路总公司关于印发时速350公里中国标准动车组暂行技术
8、条件 的通知（TJ/CL 3422014）”3中首次提出铁路产品禁用、限用物质要求，该文件对于动车组用材料规定了禁用物质21种、限用物质43种，虽然限制了其物质种类，但既没有限量要求，也没有检测方法。各检测机构根据理解进行测试，存在方法不统一、测试结果出现歧义的情况。TB/T 31392021 中禁用物质、限用物质基本以TJ/CL 3422014 中禁用物质、限用物质的类型为基础，结合国际相应的法令法规要求，删除、修改了部分物质，同时对相关物质进行了范围限定，具体见表1。并根据国际法令法规及我国产品现有水平，制定了非金属材料禁用物质、限用物质的限值及测试方法。1.5管控阶段范围以往在对机车车辆
9、有害物质进行要求时，往往是站在乘客、司机及乘务人员的角度，无论是内装材料有害物质还是车内空气有害物质，均是从车内乘坐者的吸入及接触2方面进行考虑。而在本标准的禁用、限用部分，不但考虑车内乘坐者，更是从产品的整个生命链着眼，关注产品从原材料到生产、使用等整个生命周期中对人类健康的影响，并同时考虑对土壤、大气等自然生态的影响。2 主要测试方法变更 2.1室内空气采样及测试方法本部分在TB/T 31392006的使用过程中由于采样设备、封车条件、是否开启空调通风等未进行统一，造成试验结果稳定性不高。故修订标准中对采样及测试方法进行了如下变更：（1）采样器进气口内径：根据前期试验验证结果，采样器进气口
10、内径过小会影响测试结果，由于采样体表1TJ/CL 3422014与TB/T 31392021中物质名称及要求对比TJ/CL 3422014中物质铅基油漆高浓度卤素壬酚乙基物HCFC-氟氯烃砷及其化合物镉及其化合物铅及其化合物汞及其化合物PBB-多溴联苯氢氟碳化物（HFC）全氟碳化物（PFC）六氟化硫（SF6）铍及其化合物异氰酸盐六价铬化物氯化钴四氯乙烯三吖啶基氧化磷三（2，3-二溴丙基）磷酸酯PVCVOC甲醛三氧化锑TJ/CL 3422014要求禁用物质限用物质TB/T 31392021中更改删除，在铅及其化合物中限制油漆修改为限用，名称修改为卤素壬基酚聚氧乙烯醚修改为禁用，限定产品范围修改为
11、禁用，限定产品范围修改为禁用，限定产品范围修改为禁用，限定产品范围修改为禁用，限定产品范围修改为禁用，限定产品范围修改为禁用，限定产品范围修改为禁用，限定产品范围修改为禁用，限定产品范围修改为禁用修改为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改为禁用，限定产品范围，名称修改为六价铬化合物修改为禁用，名称修改为钴及其化合物修改为禁用，限定产品范围修改为禁用，限定产品范围修改为禁用，限定产品范围删除，可用卤素含量控制删除，在第一部分中已进行要求删除，在第一部分中已进行要求修改为锑及其化合物10第 1 期陈梦等：TB/T 3139-2021 机车车辆非金属材料及室内空气有害物质限量 的标准解读积确定，内径过小
12、流速变快，会出现穿透情况，此处规定采样器进气口内径为3.03.2 mm，经试验，不会造成穿透，数据可比性较好。（2）采样高度：原标准中规定的采样高度为0.51.5 m，范围较宽，不能很好地体现不同车型的乘客真实呼吸带高度，修订时细化了不同车型的采样高度，使采样高度位于乘客的呼吸带范围。（3）采样要求：为避免室外空气中有害物质对采样结果的影响，增加了“车内空气质量采样时，车辆应置于不影响测试结果的区域的要求”。根据机车车辆的实际运营状况，工况1模拟夏季气温较高时，列车停放时室内温度可达35 以上，关闭门窗、空调新风、废排风口，封闭12 h，是较严格的一种工况，用其作为型式试验条件；工况2为在自然
13、状态下关闭门窗、空调新风、废排风口，封闭12 h。2种工况在封闭12 h后均开启空调至自动运行位或设置温度为（242），符合车辆在出库运行时的工况。（4）增加了DNPH管甲醛采样：甲醛的采样一般使用酚试剂分光光度法，需要携带大量吸收液，低温储存，并在现场进行配置稀释，采样后需要在短时间内进行比色测试。吸收液的低温储存、携带和现场操作场地的限制增加了酚试剂分光光度法甲醛采样的困难程度。修订标准增加了酚试剂分光光度法条件不具备时，采用 DNPH管甲醛采样的方法。依据 HJ/T 40020074中附录C的规定进行试验，该方法较为便携，采样后储存时间更长。2.2加热失重修订标准中第一部分车内用非金属材
14、料的有害物质限量及使用方法中，最主要的测试方法变更就是加入了加热失重的测试方法。该测试的目的是为了衡量材料在温度较高的情况下，可挥发物质的释放情况。这些可挥发的物质包括对人体有害或无害的有机物，甚至是无机物水。为了避免高水分含量产品测量时对该指标的影响，对于板材类材料中的贴面胶合板、胶合板类等含有木质结构的材料，可不进行此项试验。车内材料的挥发物，无论对人体有害或无害的有机物，都可能造成车内异味，本测试的目的是尽量降低材料在高温下的挥发物，以降低对人体健康的影响，并同时减少车内异味，提高乘客的乘坐舒适度。对现有车辆用材料，包含板材、胶黏剂、纺织品、发泡材料、线缆、涂料等进行该项试验，经过测试，
15、线缆、纺织品、涂料（除阻尼涂料）测试的结果基本上是称量误差，所以该标准中对线缆、纺织品、涂料（除阻尼涂料）加热失重不做要求。而地板布、橡塑材料已有有机挥发物指标要求，在修订标准中也不再规定加热失重指标。2.3禁用、限用物质测试方法禁用、限用物质作为修订标准中新增项目，在增加指标要求同时增加了测试方法。国外关于禁用、限用物质的标准、指令、法规等一般仅要求指标，很少对测试方法同时做出要求。部分禁用、限用物质的试验方法可能使用欧盟IEC电子电气标准、欧盟EN标准、德国LFGB标准、美国ASTM标准等。无论标准来自哪个国家，均非明确、对应的试验方法。还有部分禁用、限用物质测试采用通用试验方法标准，主要
16、是EPA标准，EPA是美国国家环境保护局(U.S Environmental Protection Agency)规定的试验方法目录，只是一种通用的试验方法，并不针对产品，在标准使用中，需要根据产品的材质类型进行参数、用量等的调整。虽然也可以一定程度的指导测试，但由于试验参数不固定，实验室间结果可比性较差。修订标准优先选用国家标准进行测试分析，在没有国家标准的情况下，选择国内的相关行业标准，如SN标准（进出口检验检疫标准）等。无相关标准试验方法的，根据试验验证，在修订标准中以附录形式进行了规定。2.4室内材料甲醛测试方法TB/T 31392006中室内材料甲醛的测试方法依据GB 185802001 室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量5，采用干燥器法。GB 1858020176中将甲醛测试方法统一为1 m3气候箱法，原有的干燥器法只能用于生产工厂质量监控。修订标准采用变更后的1 m3气候箱法进行甲醛测试。3 主要指标变更 在TB/T 31392006中胶黏剂分为溶剂型和水性2种类型，在修订标准中新增了本体胶黏剂类型。除挥发性有机化合物指标外，胶黏剂其他指标要求严于或等于国家强