塑胶材料的防火等级

1、塑膠材料的防火等級FOR *UL 94*總體可燃性 UL94等級是應用最廣泛的塑膠材料可燃性能標準。它用來評價材料在被點燃後熄滅的能 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 等級應滿足塑膠零件壁部分的厚 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。塑膠阻燃等級由 HB , V-2, V-1,V-0,5VB 向 5VA 逐級遞增 :【 HB 】 :UL94標準中最低的阻燃等級。要求對於 3到 13 毫米厚的樣品,燃燒速度小於 40毫米 每分鐘;小於 3毫

2、米厚的樣品,燃燒速度小於 70毫米每分鐘;或者在 100毫米的標誌 前熄滅。【 V-2】 :對樣品進行兩次 10秒的燃燒測試後,余焰 &餘燃在 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秒的燃燒測試後,余焰 &餘燃在 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 的燃燒測試後,余焰 &餘燃在 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秒的燃燒測試後 , 余焰 &餘燃在 60秒內熄滅。滴落的微粒不可點燃棉 花。對於塊狀樣品允許被燒穿 .【 5VA 】 : 對樣

3、品進行五次 5秒的燃燒測試後 , 余焰 &餘燃在 30秒內熄滅。滴落的微粒不可點燃 棉花。對於塊狀樣品不允許被燒穿 .這在各個安全標準裏面有要求的,比如 IT 設備要求如下: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. 其他所有零件 : 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等級之障礙物隔開 , 則其耐燃等級要求

4、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. 空氣載液的導管 , 粉狀物容器及發泡塑膠零件 , 防火等級為 HB 以上或 HBF 以上g. 下述件不須防火證明 :I. 膠帶 ;II. 已獲認證零件 ;III. 密封于無開孔且體積小於 0.06m 金屬殼內之零件 ;IV . 儀錶殼 , 儀錶面 , 指示燈或寶石 , 置於至少 V-1等級的 PCB 上的 IC, 電晶體 , 光耦合器及其它小零件的外殼 .【阻燃等級的定義】UL 認證分幾個等級 ? 是如何表示各等級 ? 下面是詳細資料:美國阻燃材料標準及測試方法美國阻燃材料標準為 ANSI/UL-9

5、4-1985標準UL94試驗共有五種:1 B 級的水準燃燒試驗2 94V-0、 94V-1、 94V-2級的垂直燃燒試驗3 94 5-V級的垂直燃燒試驗4 用輻射板的火焰蔓延指數試驗(按 ASTM E 162的標準測定這裏不作介紹5 94VTM-0,94VTM-1,94VTM-2級的垂直燃燒試驗 (VTM 指極薄的材料這裏不作介紹 現分述如下:94HB 級的水準燃燒試驗方法:本試驗採用長 127mm ,寬 12.7mm ,最大厚度 12.7mm ,最小厚度 3.05mm 的小條狀試樣。在無 通風的試驗箱中進行。評為 94HB 級的材料,試樣厚度為 12.7mm 時,在 76.2mm 標距上的燃

6、燒速 度不大於 38.1mm/min, 或試樣厚度小於 3.05mm 時 , 燃燒速度不大於 38.1mm/min或在達到 102mm 標線之前,必須停止燃燒。94V-0、 94V-1、 94V-2級的垂直燃燒試驗方法UL94中的垂直燃燒試驗根據樣品燃燒時間,熔滴是否引燃脫脂棉等試驗結果,把聚合物材料定 為 V-2,V-1,V-0和 5-V 四個級別 , 其中以 V-2級為最低阻燃級 , 5-V 級為最高阻燃級 。 先介紹 94V-0、 94V-1、 94V-2級試驗方法。此試驗用小條試樣長 127mm ,寬 12.7mm ,最大厚度 12.7mm 。在無通風試驗箱中進行。試樣上 端(6.4m

7、m 的地方用支架上的夾具夾住,並保持試樣的縱軸垂直。試樣下端距燈嘴 9.5mm ,距 乾燥脫脂棉表面 305mm. 。將本生燈點燃並調節至產生 19mm 高的藍色火焰,把本生燈火焰置於試 樣下端,點火 10s ,然後移去火焰(離試樣至少 152mm 遠,並記下試樣有焰燃燒時間。若移去 火焰後 30s 內試樣的火焰熄滅,必須再次將本生燈移到試樣下面,重新點燃試樣點火 10s ,然後再 次移開本生燈火焰,並記下試樣的有焰燃燒和無焰燃燒的續燃時間。若試樣熔滴有煙棵裏,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,評級時應考慮其因素。 具體分級指標如下。級別 測試項目 9

8、4V-0 94V-1 94V-21 十次點燃總有焰燃燒時間最大值(S 50 250 2502 個別的有焰燃燒時間最大值(s 10 30 303 無焰燃燒時間 (s 30 60 604 有焰熔滴 無 無 允許僅短時燃燒【 94 5-V級的垂直燃燒試驗方法】94 5-V級垂直燃燒試驗分 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測試更嚴格的實驗方法。以 A 法為例,將試條(127mm 12.7mm 上端 6.4mm 處夾住並保持其縱軸垂直,噴燈安裝在 燈座的斜面上,使等於垂直線 20度角。火焰總高度調至 127mm ,點火 5 秒,再移開 5秒

9、,如此 重複操作,直到試樣承受點火 5次。在第 5次移開火焰後,觀察並記錄如下各項:(1有焰加無焰燃燒的持續時間。(2試樣被燒毀或損傷的距離。(3在試驗期間試樣是否熔滴顆粒。(4在燃燒後和冷卻時立即觀察試樣的變形和物理強度。94 5-V垂直燃燒試驗分級指標如下測試項目 方法 第 5次點火後任一試樣的燃燒時間顆粒 有無燃燒的熔滴 , 另取一組 5個試樣再 作試驗第二次試驗的要A 法 不超過 60秒 無 5個試樣中有一個 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 ANST/UL94-1985試驗方法。不同用途對阻燃性有不同要求,一般說來,人們總希望材料的阻燃性級

10、別高一些。但事實上各 種阻燃測試方法都有其局限性,其結論都是相對的。因此並不是阻燃級別越高越好,例如通常認為 UL94 V-0級的材料比 V-2級的好。然而某些電器產品要求材料具有抗電弧點燃性,這時 V-2級就 比 V-0級好 。 因為 94V-2級塑膠不會在電作用下形成導電而結焦, 從而大大降低了著火的可能性, 而 94 V-0級塑膠則相反。大多數的塑膠尤其是通用塑膠都容易燃燒,即其阻燃性不好。衡量塑膠阻燃性能的好壞,一般要用 如下的指標來衡量。(1氧指數(OI 氧指數 :塑膠試樣在 N2-O2的混合氣體中保持連續的阻燃所需的最低氧氣體積分數 , 具體計算公式 如下: OI=O2/O2+N2

11、;其中 N2和 O2代表兩種氣體的流量。 塑膠的氧指數越小,說明其 連續燃燒所需氧氣的濃度越低,材料越易燃燒;反之,塑膠的氧指數越大,說明其連續燃燒所需氧 氣的濃度高 , 材料越不易燃 。 一般認為 :當 OI 小於 22時 , 為易燃性塑膠 ; 當 OI 在 22-27之間時, 為自熄性塑膠;當 OI 大於 27時,為難燃塑膠。一般而言塑膠的 OI 都達不到 27,而阻燃場合對塑 膠的 OI 要求都在 30左右,因此大部分樹脂都需要進行阻燃改性處理。(2美國的 UL-94標準美國的 UL-94標準的測試方法為觀察塑膠在直接接觸火源時的燃燒情況,並劃分為三個級別。(1 V0 級:燃燒的塑膠離火

12、後 10s 熄滅,並不引燃其下方 30cm 處的藥棉。(2 V1級:離火後 10-30s 熄滅,並不燃其下方 30cm 處的藥棉。(3 V2級:離火後 30s 熄滅,並引燃其下方 30cm 處的藥棉。在我國主要是使用氧指數來表示阻燃性,可是目前我公司的產品主要是依靠美國的 UL-94來表示 的。塑膠的燃燒過程是一個極其複雜的熱氧化反應的過程,導致塑膠燃燒的基本要素為熱、氧和可燃 性氣體。(1第一階段:熱引發過程。外部熱源或火源的熱量導致塑膠發生從固態到液態的相態變化。(2第二階段:熱降解過程。塑膠吸收的熱量足以克服分子內原子間一些弱小鍵能時,開始發生 降解,其實質為空氣中氧存在下的一種自由基鏈式反應,反應結果可發生可燃性氣體。(3 第三階段:燃燒過程。熱降解反應發生的可燃氣體濃度達到著火極限後,與氧氣相遇,當塑 膠吸收的熱量足以使可燃氣體燃燒時,可引發塑膠燃燒,並從局部向整體擴散。此時對易燃塑膠而 言,即使去掉火源,燃燒也將繼續。 我公司研製的阻燃