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阻燃体系在常见燃烧检测方法中的不同表现与解析

发布时间:2019-05-17 05-17 11:42 作者:康阜新材料

    目前,对于塑料产品的安规测试中,燃烧测试时最常应用的测试手段。而对于不同阻燃材料体系,由于检测方法和标准不同,常会带来截然不同的效果,这给我们判断产品性能,改进产品配方体系带来问题和疑惑。


    为正确判断阻燃材料的性能,制造出符合实际需求的改性材料,对于我们从事阻燃材料的研究、生产与应用的厂家而言,需详细了解在各种燃烧检测方法和标准下,不同阻燃体系材料的阻燃现象和出现的问题,以及相关原因。


    1.常见燃烧检测方法和标准

    UL94是国际上最常使用的燃烧测试标准体系,UL94中共有12种:HB、V-0、V-1、V-2、5VA、5VB、VTM-0、VTM-1、VTM-2、HBF、HF-1、HF-2。可燃性UL94等级是应用最广泛的塑料材料可燃性能标准。它用来评价材料的被点燃后的熄灭的能力。根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴能力以及滴珠是否燃烧可有多种评判方法。每种被测材料根据颜色或厚度都可以得到许多值。当选定某个产品的材料时,其UL等级应满足塑料零件壁部分的厚度要求。UL等级应与厚度值一起报告,只报告UL等级而没有厚度是不够的。


    塑料垂直阻燃等级由V-2,V-1,V-0,5VB向5VA逐级递增:V-2:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,余焰&余燃在60秒内熄灭。滴落的微粒可点燃棉花。V-1:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,余焰&余燃在60秒内熄灭。滴落的微粒不可点燃棉花。V-0:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,余焰&余燃在30秒内熄灭。滴落的微粒不可点燃棉花。5VB:对样品进行五次5秒的燃烧测试后,余焰&余燃在60秒内熄灭。滴落的微粒不可点燃棉花。对于块状样品允许被烧穿。5VA:对样品进行五次5秒的燃烧测试后,余焰&余燃在30秒内熄灭。滴落的微粒不可点燃棉花。对于块状样品不允许被烧穿。


    2.IEC 60695灼热丝测试

    灼热丝是直径为4mm的镍 / 铬丝制成的标准要求尺寸的环。试验室,用夹具将样品夹住,夹具可以在轨道上移动。灼热丝通电加热达到标准规定的温度,移动夹具,使灼热丝以0.8N~1.2N力施加在样品上,施加时间为三十秒。在厚约10 mm的平滑白松木板上紧裹一层绢纸作为辅底层,置于灼热丝施加点下方(200±5)mm处。如果样品未起燃,或虽然起燃,但在灼热丝移去三十秒内自动熄灭,且不引燃辅底层,则判灼热丝试验通过。灼热丝也有厚度要求,一般测试结果与厚度值一起报告,如:850℃/3mm。


    对于IEC60695系列测试中,需区别GWIT和GWFI的数值。GWIT定义为灼热丝引燃温度,反映了材料的可点燃性。GWFI是定义为灼热丝燃烧指数,反映了材料的易燃性。GWIT的数值一般低于GWFI。而目前,国外客户提到的电气“无人看管”的要求,一般要求的就是GWIT,但也有不同,允许延燃时间更短(2S以内熄灭)


    3.UL1851VW-1线材测试

    VW-是电线的防火等级。其测试标准:试验规定试样(有金属芯的线材,直径有不同规格)保持垂直,用试验用的喷灯(火焰高度125MM,热功率500W)燃烧15秒钟,然后停止15秒钟,反复5次。


 判断合格标准为:

(1)剩余火焰不可超过60秒钟。

 (2)  试样不可烧损25%以上。

(3)垫在底部的外科用棉不可被落下物引燃。

从测试方法来看,VW-1燃烧测试类似垂直燃烧,与UL94中的5V级燃烧测试类似,但是一般来说,VW-1燃烧测试要求比UL94更高。区别主要集中在:

     1.火焰的高度与温度就不同

     2、测试时所用的甲烷流量也不同

     3、甲烷背压力也不同

     4、燃烧箱的体积也有区别:VW-1要求大于4立方,而V0只要求大于0.5立方即可

     5、燃烧次数也不同

     6、燃烧结果中:V0要求记录残灼时间,而VW-1则不用。


    4.ASTM D2863极限氧指数测试

氧指数的定义:在规定的实验条件下,在氧氮混合气流中,测定刚好能维持材料燃烧的以体积百分数表示的最低氧浓度。氧指数是用来判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度。


    具体测试方法:将试样垂直固定在燃烧筒中,使氧、氮混合气流由下向上流过。用点火器点燃试样顶端,同时记时和观察试样燃烧长度,与所规定的判据相比较。在不同的氧浓度中实验一组试样,测定塑料正好维持平衡燃烧时的最低氧浓度,用混合所中氧含量的体积百分数表示。氧浓度%=氧流量/(氧流量+氮流量)×100%. 一般而言,阻燃型塑料的极限氧指数到达29以上。


    以上四种燃烧测试方法是目前主要应用到的测试方法,燃烧测试还有很多表征得方法测试,并不仅仅是通过以上四种测试,就代表阻燃材料的阻燃性合格,针对不同的环境以及要求,阻燃材料还有许多各种各样的要求,比如:烟密度要求,材料在某些环境下水平燃烧的要求,针焰测试要求等等。熟悉了解材料的测试要求,才能更好的推荐合适的阻燃材料给予客户,帮助客户做出性能达标的产品。





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