塑料材料防火阻燃等級(jí)

塑料材料防火等級(jí) FOR *UL 94* 總體 可燃性 UL94 等級(jí)是應(yīng)用最廣泛的塑料材料可燃性能標(biāo)準(zhǔn)。它用來評(píng)價(jià)材料在被點(diǎn)燃后熄滅的 能力。根據(jù)燃燒速度、燃燒時(shí)間、抗滴能力以及滴珠是否燃燒可有多種評(píng)判方法。每種被測(cè)材料 根據(jù)顏色或厚度都可以得到許多值。當(dāng)選定某個(gè)產(chǎn)品的材料時(shí)，其 UL 等級(jí)應(yīng)滿足塑料零件壁部 分的厚度要求。 UL 等級(jí)應(yīng)與厚度值一起報(bào)告，只報(bào)告 UL 等級(jí)而沒有厚度是不夠的。 塑料阻燃等級(jí)由 HB ， V-2 ， V-1,V-0,5VB 向 5VA 逐級(jí)遞增： HB ： UL94 標(biāo)準(zhǔn)中最底的阻燃等級(jí)。要求對(duì)于 3 到 13 毫米厚的樣品，燃燒速度小于 40 毫米 每分鐘；小于 3 毫米厚的樣品，燃燒速度小于 70 毫米每分鐘；或者在 100 毫米的標(biāo)志前熄滅。

V-2 ：對(duì)樣品進(jìn)行兩次 10 秒的燃燒測(cè)試后，余焰 & 余燃在 60 秒內(nèi)熄滅。滴落的微粒可點(diǎn)燃棉花。 V-1 ：對(duì)樣品進(jìn)行兩次 10 秒的燃燒測(cè)試后，余焰 & 余燃在 60 秒內(nèi)熄滅。滴落的微粒不可點(diǎn)燃棉 花。 V-0 ：對(duì)樣品進(jìn)行兩次 10 秒的燃燒測(cè)試后，余焰 & 余燃在 30 秒內(nèi)熄滅。滴落的微粒不可點(diǎn)燃棉 花。 5VB: 對(duì)樣品進(jìn)行五次 5 秒的燃燒測(cè)試后 , 余焰 & 余燃在 60 秒內(nèi)熄滅。滴落的微粒不可點(diǎn)燃棉花。 對(duì)于塊狀樣品允許被燒穿 . 5VA: 對(duì)樣品進(jìn)行五次 5 秒的燃燒測(cè)試后 , 余焰 & 余燃在 30 秒內(nèi)熄滅。滴落的微粒不可點(diǎn)燃棉花。

對(duì)于塊狀樣品不允許被燒穿 . 這在各個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)里面有要求的，比如 IT 設(shè)備要求如下： a. PCB: V-1 以上 ; b. FBT, CRT, YOKE :V-2 以上 ; c. WIRING HARNESS:V-2 以上 ; d. CORD ANONORAGE: HB 以上 ; e. 其它所有零件 : V-2 以上或 HF-2 以上 ; f. 例外情形 : 下述零件與電子零件 ( 限會(huì)在失誤狀況下 , 因溫度過高而引燃的電子零件 ) 若相隔 13mm 以上 , 或 是相互間以至少 V-1 等級(jí)之障礙物隔開 , 則其耐燃等級(jí)要求如下 :

I. 小型的齒輪 , 凸輪 , 皮帶 , 軸承及其它小零件 , 不須防火證明 ;

II. 空氣載液的導(dǎo)管 , 粉狀物容器及發(fā)泡塑料零件 , 防火等級(jí)為 HB 以上或 HBF 以上 g. 下述件不須防火證明 : I. 膠帶 ; II. 已獲認(rèn)證零件 ;

III. 密封于無開孔且體積小于 0.06m 金屬殼內(nèi)之零件 ; IV. 儀表殼 , 儀表面 , 指示燈或?qū)毷?, 置于至少 V-1 等級(jí)的 PCB 上的 IC, 晶體管 , 光耦合 器及其它小零件的外殼 .

阻燃等級(jí)的定義 UL 認(rèn)證分幾個(gè)等級(jí) ? 是如何表示各等級(jí) ? 下面是詳細(xì)資料： 美國(guó)阻燃材料標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法 美國(guó)阻燃材料標(biāo)準(zhǔn)為 ANSI/UL-94-1985 標(biāo)準(zhǔn) UL94 試驗(yàn)共有五種： 1 ． B 級(jí)的水平燃燒試驗(yàn) 2 ． 94V-0 、 94V-1 、 94V-2 級(jí)的垂直燃燒試驗(yàn) 3 ． 94 5-V 級(jí)的垂直燃燒試驗(yàn) 4 ． 用輻射板的火焰蔓延指數(shù)試驗(yàn)（按 ASTM E 162 的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定這里不作介紹） 5 ． 94VTM-0,94VTM-1,94VTM-2 級(jí)的垂直燃燒試驗(yàn)（ VTM 指極薄的材料這里不作介紹） 現(xiàn)分述如下： 94HB 級(jí)的水平燃燒試驗(yàn)方法： 本試驗(yàn)采用長(zhǎng) 127mm ，寬 12.7mm ，最大厚度 12.7mm ，最小厚度 3.05mm 的小條狀試樣。在 無通風(fēng)的試驗(yàn)箱中進(jìn)行。

評(píng)為 94HB 級(jí)的材料，試樣厚度為 12.7mm 時(shí)，在 76.2mm 標(biāo)距上的燃 燒速度不大于 38.1mm/min ，或試樣厚度小于 3.05mm 時(shí)，燃燒速度不大于 38.1mm/min 或在達(dá)到 102mm 標(biāo)線之前，必須停止燃燒。 94V-0 、 94V-1 、 94V-2 級(jí)的垂直燃燒試驗(yàn)方法 UL94 中的垂直燃燒試驗(yàn)根據(jù)樣品燃燒時(shí)間，熔滴是否引燃脫脂棉等試驗(yàn)結(jié)果，把聚合物材料 定為 V-2,V-1,V-0 和 5-V 四個(gè)級(jí)別，其中以 V-2 級(jí)為最低阻燃級(jí)， 5-V 級(jí)為最高阻燃級(jí)。先介紹 94V-0 、 94V-1 、 94V-2 級(jí)試驗(yàn)方法。 此試驗(yàn)用小條試樣長(zhǎng) 127mm ，寬 12.7mm ，最大厚度 12.7mm 。在無通風(fēng)試驗(yàn)箱中進(jìn)行。試樣 上端（ 6.4mm 的地方）用支架上的夾具夾住，并保持試樣的縱軸垂直。試樣下端距燈嘴 9.5mm ， 距干燥脫脂棉表面 305mm. 。將本生燈點(diǎn)燃并調(diào)節(jié)至產(chǎn)生 19mm 高的藍(lán)色火焰，把本生燈火焰置 于試樣下端，點(diǎn)火 10s ，然后移去火焰（離試樣至少 152mm 遠(yuǎn)），并記下試樣有焰燃燒時(shí)間。

若移去火焰后 30s 內(nèi)試樣的火焰熄滅，必須再次將本生燈移到試樣下面，重新點(diǎn)燃試樣點(diǎn)火 10s ， 然后再次移開本生燈火焰，并記下試樣的有焰燃燒和無焰燃燒的續(xù)燃時(shí)間。若試樣熔滴有煙棵里， 讓其落入試樣下 305mm 的脫脂棉上，看其是否引燃脫脂棉。若脫脂棉著火，評(píng)級(jí)時(shí)應(yīng)考慮其因 素。 具體分級(jí)指標(biāo)如下。 級(jí)別 測(cè)試項(xiàng)目 94V-0 94V-1 94V-2 1 十次點(diǎn)燃總有焰燃燒時(shí)間最大值（ S ） 50 250 250 2 個(gè)別的有焰燃燒時(shí)間最大值（ s ） 10 30 30 3 無焰燃燒時(shí)間 (s) 30 60 60 4 有焰熔滴 無 無 允許僅短時(shí)燃燒 94 5-V 級(jí)的垂直燃燒試驗(yàn)方法 94 5-V 級(jí)垂直燃燒試驗(yàn)分 A 法和 B 法兩種（ A 法為試條， B 法為試片），是比 94V-0 、 94V-1 、 94V-2 測(cè)試更嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)方法。 以 A 法為例，將試條（ 127mm ╳ 12.7mm ）上端 6.4mm 處夾住并保持其縱軸垂直，噴燈安裝 在燈座的斜面上，使等于垂直線 20 度角。火焰總高度調(diào)至 127mm ，點(diǎn)火 5 秒，再移開 5 秒， 如此重復(fù)操作，直到試樣承受點(diǎn)火 5 次。在第 5 次移開火焰后，觀察并記錄如下各項(xiàng)：

（ 1 ）有焰加無焰燃燒的持續(xù)時(shí)間。

（ 2 ）試樣被燒毀或損傷的距離。

（ 3 ）在試驗(yàn)期間試樣是否熔滴顆粒。

（ 4 ）在燃燒后和冷卻時(shí)立即觀察試樣的變形和物理強(qiáng)度。 94 5-V 垂直燃燒試驗(yàn)分級(jí)指標(biāo)如下 測(cè)試項(xiàng)目 方法 第 5 次點(diǎn)火后任一試樣的燃燒時(shí)間顆粒 有無燃燒的熔滴，另取一組 5 個(gè)試樣 再作試驗(yàn)第二次試驗(yàn)的要 A 法 不超過 60 秒 無 5 個(gè)試樣中有一個(gè) 不符合要求 所有試樣都符合要求 B 法 同上 同上 同上 同上 以上介紹的是美國(guó) ANST/UL94-1985 試驗(yàn)方法。 不同用途對(duì)阻燃性有不同要求，一般說來，人們總希望材料的阻燃性級(jí)別高一些。但事實(shí)上 各種阻燃測(cè)試方法都有其局限性，其結(jié)論都是相對(duì)的。因此并不是阻燃級(jí)別越高越好，例如通常 認(rèn)為 UL94 V-0 級(jí)的材料比 V-2 級(jí)的好。然而某些電器產(chǎn)品要求材料具有抗電弧點(diǎn)燃性，這時(shí) V-2 級(jí)就比 V-0 級(jí)好。因?yàn)? 94V-2 級(jí)塑料不會(huì)在電作用下形成導(dǎo)電而結(jié)焦，從而大大降低了著火 的可能性，而 94 V-0 級(jí)塑料則相反。 大多數(shù)的塑料尤其是通用塑料都容易燃燒，即其阻燃性不好。衡量塑料阻燃性能的好壞，一 般要用如下的指標(biāo)來衡量。

（1）氧指數(shù)（OI） 氧指數(shù)：塑料試樣在 N2-O2 的混合氣體中保持連續(xù)的阻燃所需的最低氧氣體積分?jǐn)?shù)，具體計(jì) 算公式如下： OI=[O2]/{[O2]+N2}；其中[N2]和[O2]代表兩種氣體的流量。 塑料的氧指數(shù) 越小，說明其連續(xù)燃燒所需氧氣的濃度越低，材料越易燃燒；反之，塑料的氧指數(shù)越大，說 明其連續(xù)燃燒所需氧氣的濃度高，材料越不易燃。 一般認(rèn)為：當(dāng) OI 小于 22 時(shí)，為易燃性 塑料；當(dāng) OI 在 22-27 之間時(shí)，為自熄性塑料；當(dāng) OI 大于 27 時(shí)，為難燃塑料。一般而言塑 料的 OI 都達(dá)不到 27，而阻燃場(chǎng)合對(duì)塑料的 OI 要求都在 30 左右，因此大部分樹脂都需要進(jìn) 行阻燃改性處理。

（2）美國(guó)的 UL-94 標(biāo)準(zhǔn) 美國(guó)的 UL-94 標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法為觀察塑料在直接接觸火源時(shí)的燃燒情況，并劃分為三個(gè)級(jí) 別。

（1）V0 級(jí)：燃燒的塑料離火后 10s 熄滅，并不引燃其下方 30cm 處的藥棉。

（2）V1 級(jí)：離火后 10-30s 熄滅，并不燃其下方 30cm 處的藥棉。

（3）V2 級(jí)：離火后 30s 熄滅，并引燃其下方 30cm 處的藥棉。 在我國(guó)主要是使用氧指數(shù)來表示阻燃性，可是目前我公司的產(chǎn)品主要是依靠美國(guó)的 UL-94 來表示的。

塑料的燃燒過程是一個(gè)極其復(fù)雜的熱氧化反應(yīng)的過程，導(dǎo)致塑料燃燒的基本要素為熱、氧 和可燃性氣體。

（1）第一階段：熱引發(fā)過程。外部熱源或火源的熱量導(dǎo)致塑料發(fā)生從固態(tài)到液態(tài)的相態(tài)變 化。

（2）第二階段：熱降解過程。塑料吸收的熱量足以克服分子內(nèi)原子間一些弱小鍵能時(shí)，開 始發(fā)生降解，其實(shí)質(zhì)為空氣中氧存在下的一種自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)果可發(fā)生可燃性氣體。

（3）第三階段：燃燒過程。熱降解反應(yīng)發(fā)生的可燃?xì)怏w濃度達(dá)到著火極限后，與氧氣相遇， 當(dāng)塑料吸收的熱量足以使可燃?xì)怏w燃燒時(shí)，可引發(fā)塑料燃燒，并從局部向整體擴(kuò)散。此時(shí)對(duì) 易燃塑料而言，即使去掉火源，燃燒也將繼續(xù)。 我公司研制的阻燃母粒分別用于 PP、PE、 PS、ABS 等，使用操作簡(jiǎn)單效果優(yōu)良，產(chǎn)品分散性好。 使用配比建議 PP、PE、VO 級(jí)的添加 10 份左右。ABS、PS、VO 級(jí)添加 10-15 份左右。主要根據(jù)客戶的需求自行調(diào)整。 主要技術(shù) 指標(biāo)： 序號(hào) 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 1 外觀 顆粒均勻、色澤一致 2 阻燃性 V0、V1、V2 3 耐熱性 ≥4 級(jí) 4 耐光性 7-8 級(jí)