阻燃體系在常見燃燒檢測方法中的不同表現與解析
- 發布時間：2019-05-17 05-17 11:42 作者：康阜新材料
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目前，對于塑料產品的安規測試中，燃燒測試時最常應用的測試手段。而對于不同阻燃材料體系，由于檢測方法和標準不同，常會帶來截然不同的效果，這給我們判斷產品性能，改進產品配方體系帶來問題和疑惑。
為正確判斷阻燃材料的性能，制造出符合實際需求的改性材料，對于我們從事阻燃材料的研究、生產與應用的廠家而言，需詳細了解在各種燃燒檢測方法和標準下，不同阻燃體系材料的阻燃現象和出現的問題，以及相關原因。
1.常見燃燒檢測方法和標準
UL94是國際上最常使用的燃燒測試標準體系，UL94中共有12種：HB、V-0、V-1、V-2、5VA、5VB、VTM-0、VTM-1、VTM-2、HBF、HF-1、HF-2。可燃性UL94等級是應用最廣泛的塑料材料可燃性能標準。它用來評價材料的被點燃后的熄滅的能力。根據燃燒速度、燃燒時間、抗滴能力以及滴珠是否燃燒可有多種評判方法。每種被測材料根據顏色或厚度都可以得到許多值。當選定某個產品的材料時，其UL等級應滿足塑料零件壁部分的厚度要求。UL等級應與厚度值一起報告，只報告UL等級而沒有厚度是不夠的。
塑料垂直阻燃等級由V-2，V-1，V-0，5VB向5VA逐級遞增：V-2：對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后，余焰&余燃在60秒內熄滅。滴落的微粒可點燃棉花。V-1：對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后，余焰&余燃在60秒內熄滅。滴落的微粒不可點燃棉花。V-0：對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后，余焰&余燃在30秒內熄滅。滴落的微粒不可點燃棉花。5VB：對樣品進行五次5秒的燃燒測試后，余焰&余燃在60秒內熄滅。滴落的微粒不可點燃棉花。對于塊狀樣品允許被燒穿。5VA：對樣品進行五次5秒的燃燒測試后，余焰&余燃在30秒內熄滅。滴落的微粒不可點燃棉花。對于塊狀樣品不允許被燒穿。
2.IEC 60695灼熱絲測試
灼熱絲是直徑為4mm的鎳 / 鉻絲制成的標準要求尺寸的環。試驗室，用夾具將樣品夾住，夾具可以在軌道上移動。灼熱絲通電加熱達到標準規定的溫度，移動夾具，使灼熱絲以0.8N~1.2N力施加在樣品上，施加時間為三十秒。在厚約10 mm的平滑白松木板上緊裹一層絹紙作為輔底層，置于灼熱絲施加點下方（200±5）mm處。如果樣品未起燃，或雖然起燃，但在灼熱絲移去三十秒內自動熄滅，且不引燃輔底層，則判灼熱絲試驗通過。灼熱絲也有厚度要求，一般測試結果與厚度值一起報告，如：850℃/3mm。
對于IEC60695系列測試中，需區別GWIT和GWFI的數值。GWIT定義為灼熱絲引燃溫度，反映了材料的可點燃性。GWFI是定義為灼熱絲燃燒指數，反映了材料的易燃性。GWIT的數值一般低于GWFI。而目前，國外客戶提到的電氣“無人看管”的要求，一般要求的就是GWIT，但也有不同，允許延燃時間更短（2S以內熄滅）
3.UL1851VW-1線材測試
VW-是電線的防火等級。其測試標準：試驗規定試樣（有金屬芯的線材，直徑有不同規格）保持垂直，用試驗用的噴燈（火焰高度125MM，熱功率500W）燃燒15秒鐘，然后停止15秒鐘，反復5次。
判斷合格標準為：
（1）剩余火焰不可超過60秒鐘。
(2) 試樣不可燒損25%以上。
（3）墊在底部的外科用棉不可被落下物引燃。
從測試方法來看，VW-1燃燒測試類似垂直燃燒，與UL94中的5V級燃燒測試類似，但是一般來說，VW-1燃燒測試要求比UL94更高。區別主要集中在：
1.火焰的高度與溫度就不同
2、測試時所用的甲烷流量也不同
3、甲烷背壓力也不同
4、燃燒箱的體積也有區別：VW-1要求大于4立方，而V0只要求大于0.5立方即可
5、燃燒次數也不同
6、燃燒結果中：V0要求記錄殘灼時間，而VW-1則不用。
4.ASTM D2863極限氧指數測試
氧指數的定義：在規定的實驗條件下，在氧氮混合氣流中，測定剛好能維持材料燃燒的以體積百分數表示的最低氧濃度。氧指數是用來判斷材料在空氣中與火焰接觸時燃燒的難易程度。
具體測試方法：將試樣垂直固定在燃燒筒中，使氧、氮混合氣流由下向上流過。用點火器點燃試樣頂端，同時記時和觀察試樣燃燒長度，與所規定的判據相比較。在不同的氧濃度中實驗一組試樣，測定塑料正好維持平衡燃燒時的最低氧濃度，用混合所中氧含量的體積百分數表示。氧濃度%=氧流量/（氧流量+氮流量）×100%. 一般而言，阻燃型塑料的極限氧指數到達29以上。
以上四種燃燒測試方法是目前主要應用到的測試方法，燃燒測試還有很多表征得方法測試，并不僅僅是通過以上四種測試，就代表阻燃材料的阻燃性合格，針對不同的環境以及要求，阻燃材料還有許多各種各樣的要求，比如：煙密度要求，材料在某些環境下水平燃燒的要求，針焰測試要求等等。熟悉了解材料的測試要求，才能更好的推薦合適的阻燃材料給予客戶，幫助客戶做出性能達標的產品。
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