水平垂直燃烧、汽车内饰燃烧测试

1、UL94燃烧和汽车内饰燃烧理论知识培训 一二一二UL测试塑料因其加工容易和价格较低，在许多方面代替金属材料的使塑料因其加工容易和价格较低，在许多方面代替金属材料的使用，且具有阻燃性及耐热性等几种特性，但比起金属来，性质较为用，且具有阻燃性及耐热性等几种特性，但比起金属来，性质较为脆弱，有可能成为引发火灾的原因，因此为了防范于未然，许多国脆弱，有可能成为引发火灾的原因，因此为了防范于未然，许多国家正在制造各种规格的耐火产品，以此来试验塑料的耐火能力。家正在制造各种规格的耐火产品，以此来试验塑料的耐火能力。有关耐火的规格有关耐火的规格q UL94UL94：美国：美国UL(Underwriters

2、Laboratory)UL(Underwriters Laboratory)关于塑料的燃烧性的规关于塑料的燃烧性的规格，耐火度：格，耐火度：5VA5VBV-0V-1V-2HB5VA5VBV-0V-1V-2HB。q IEC707IEC707：国际电气技术委员会的耐火安全规格。：国际电气技术委员会的耐火安全规格。q CSA22.2CSA22.2项目的项目的No.0.6(Test AJ)No.0.6(Test AJ)：应用于加拿大电气、电子产品：应用于加拿大电气、电子产品的树脂耐火规格。最近与的树脂耐火规格。最近与ULUL达成协议，认证达成协议，认证ULUL试验数据，新设试验数据，新设ULUL的的5

3、V5V试验方法，经试验方法，经ULUL试验后，只需提供试验报告与用于试验后，只需提供试验报告与用于IDID试验的试验的样品，无需试验即可注册，样品，无需试验即可注册，ULUL也可以发行在加拿大销售的树脂类也可以发行在加拿大销售的树脂类的试验及证书的试验及证书(Certification)(Certification)。1. 定义2. 测试的意义3. 设备要求4. 试样要求5. HB级水平燃烧6. 垂直V级燃烧7. 垂直5V级燃烧有焰燃烧有焰燃烧有焰燃烧时间有焰燃烧时间无焰燃烧无焰燃烧移开点火源后材料火焰持续燃烧。移开点火源后材料火焰持续燃烧。在规定条件下，移开点火源后，材料持在规定条件下，移开

4、点火源后，材料持续有焰燃烧的时间。续有焰燃烧的时间。移开点火源，并且当有焰燃烧终止或无移开点火源，并且当有焰燃烧终止或无焰产生时，材料保持光的燃烧。焰产生时，材料保持光的燃烧。 在规定条件下，材料持续无焰燃烧的时间在规定条件下，材料持续无焰燃烧的时间。 2.1本测试是在规定的条件下对材料进行测试获得相关信息，比较不同材料的相对燃烧性质.但本测试方法中材料的燃烧性质在真实使用条件下所能表现的性质并不一致。 2.2评估材料是否易起火要考虑以下因素:燃烧输送、燃烧强度（放热率）氧化产物的环境因素如材料露出的位置，通风条件等。2.3由测试步骤衡量的材料燃烧性能受以下因素影响:密度、颜色、材料成型条件和

5、样品厚度。 2.4若一根样品发生收缩而未被点燃,认为测试结果无效并测试附加样品,若在一种测试程序下所有样品均发生收缩而未被点燃,则采取标准中的替代测试方法（VTM、HBF）。 3.1通风橱通风橱:窗积不小于0.5m3，应便于观察且不影响燃烧过程中试样周围空气的正常循环。为了安全和方便，该橱应为密闭且装有排风系统，以除去燃烧时产生的有毒烟气，但要试验过程中，应把排风系统关闭，试验完毕再立即启动排烟。3.2实验室燃烧器实验室燃烧器(本生灯本生灯):筒长为10010mm,内径为9.50.3mm,适当配备附件如稳定器等.本生灯须与ASTM D5025标准符合 .3.3支架支架:带有夹具或其它相应装置，

6、用来固定水平或垂直位置的试样和/或金属网，可调节试样的角度和高度。 3.4燃气输送燃气输送:工业级甲烷气,通过调节阀的压力表提供稳定的气流，备注：也可采用放热量改为371MJ/m3的天然气,但仲载试验必须采用工业级的甲烷气.-7-3.5金属网金属网:每25mm2约有20个网孔.用直径0.430.3mm铁丝编成,并切成边长约125mm的正方形,(仅用于水平燃烧测试).3.6干燥系统：干燥系统：含有无水氧化钙或其它干燥剂，保持在232时相对湿度不超过20%。3.7鼓风箱鼓风箱:能保持在701,每时至少换气5次。 3.8计时装置：计时装置：精确到0.5s.3.9测量尺：测量尺：精确到mm.-8-尺寸

7、尺寸外观外观数量数量 状态调节状态调节长（长（1251255 5）mmmm宽（宽（13130.30.3）mmmm厚厚 实际尺寸要求实际尺寸要求mmmm水平法每组测试水平法每组测试3 3个试样个试样垂直法每组测试垂直法每组测试5 5个试样个试样5V5V垂直法条状垂直法条状5 5个，薄片个，薄片3 3个个试样表面清洁、平整、光滑、试样表面清洁、平整、光滑、没有影响燃烧行为的缺陷。没有影响燃烧行为的缺陷。( (气泡、裂纹、飞边和毛刺等气泡、裂纹、飞边和毛刺等) )按按GB 2918GB 2918的规定的规定（23232 2），（，（50505)%RH5)%RH至少调节至少调节48h48h对于一些特定

8、的测试的样品在使用前要在对于一些特定的测试的样品在使用前要在707011的空气循环箱中进行的空气循环箱中进行168168小时的预处理小时的预处理, ,然后在室然后在室温条件下的干燥流中自然冷却至少温条件下的干燥流中自然冷却至少4 4小时小时. .q 用途：适用于耐火较低的材料的试验，测定燃烧速度用途：适用于耐火较低的材料的试验，测定燃烧速度q 样条：样条：1251255mm5mm 13130.20.2mmmm 厚度（厚度（3 3个样条）个样条）q 样条存放条件：样条存放条件：2323 C C，湿度，湿度50%50%，4848小时以上小时以上q 火焰要求：甲烷气体，火焰要求：甲烷气体，20mm2

9、0mm蓝色火苗，燃烧器倾角为蓝色火苗，燃烧器倾角为4545 p 试验步骤要求 标准条形试样尺寸为长1255mm,宽为13.00.5mm.需要提供测试的最小厚度样品和3.00.2mm；若试样的最小厚大于3.0mm或最大厚度小于3.0mm，则可以不用提供厚度为3.0mm；样品最大厚度不能超过13mm,宽度不能超过13.5mm,边角度直径不能超过1.3MM,试样边缘要光滑平整。样品可以切割、注塑等方式均可，保证密度一致。 样品需要准备2组，每组测试样品数量为3根,每个样品在距其点燃一端距离分别为251mm和1001mm处各一标记线. 夹紧试样远离25mm标线的一端,使其长轴呈水平,横截面轴线低棱边相

10、距101mm.并使用金属网的前缘与试样自由端对齐. 支持本生灯燃烧的烷气体按上图所示的进行供给,调节流量,使在小于10mm水栓压力下产生流速为105ml的气流,见ASTM D5207. 在远离试样的地方点燃本生灯,调节本生灯以产生201mm高的顶端带黄的蓝色火焰,增加燃气流量直到黄色消失,必要的时候测量火焰高度并调整。 调整本生灯位置使试样自由处于61mm长度受火焰,在保持本生灯位置不变的条件下,对试样施加火焰301S, 301S后或当火焰前沿达到25mm标线时,应立即移开本生灯,当火焰产前沿达到25mm标线时开始记时. 停止施加后若有试样继续燃烧,则应记录燃烧时间,(单位:S)若燃烧从25m

11、m标线开始超过100mm标线则应记录燃烧2个标线间的时间,如燃烧前沿超过25mm但未达到10mm标线,记录燃烧终止时时间(单位:S)以及烧损过的长度(单位mm)，烧损长度从25mm标线到燃烧终止端的燃烧长度L。火焰前沿是否超过火焰前沿是否超过25mm25mm标线标线100mm100mm标线标线火焰前沿超过火焰前沿超过25mm25mm标线但在标线但在100mm100mm标线前熄灭标线前熄灭, ,记录记录燃烧距离燃烧距离和和终止时间终止时间t t火焰前沿超过火焰前沿超过100mm100mm标线标线, ,记录记录25mm-75mm25mm-75mm内的燃烧时间内的燃烧时间.线性燃烧速度线性燃烧速度.

12、 v V-线性燃烧速度（mm）l- 燃烧距离（mm）t-燃烧时间（s）tl60记记录录内内容容耐火等级耐火等级厚度厚度313mm厚度厚度3mm试样在试样在100mm标线前标线前熄灭熄灭HB 燃烧速度燃烧速度40mm/分钟分钟燃烧速度燃烧速度75mm/分钟分钟q 用途：适用于耐火材料的试验，测定燃烧时间用途：适用于耐火材料的试验，测定燃烧时间q 样条和存放条件：与样条和存放条件：与HBHB试验相同试验相同q 火焰要求：甲烷气体，蓝色单一火苗，高度火焰要求：甲烷气体，蓝色单一火苗，高度20mm20mmp 试验步骤要求试验步骤要求 标准条形试样尺寸为长1255mm,宽为13.00.5mm.最大厚度不

13、能超过13mm，需要提供测试的最小厚度和最大厚度的样品；如果最小厚度和最大厚度样品测试得出结果不一致，还需要提供中间尺寸的样品，边角度直径不能超过1.3mm,试样边缘要光滑平整。样品可以切割、注塑等方式均可，保证密度一致。 两组每5根的试样按23 2，50 5%，最少处理48个小时。另外两组每5根的试样每根按在70+1 烘箱里面调节168个小时后，放置干燥器中，室温冷却至少4个小时的程序进行预处理。 夹住试样上端6mm,使试样长轴保持垂直,使试样下端距水平铺层的医用脱脂层距约为300mm,撕薄的脱脂层尺寸为5050min其最大厚度为6mm 。 燃烧的火焰以及气流的控制与HB级水平燃烧相同。 将

14、本生灯火焰对准试样下端中心，并使本生灯管顶面中心与试样下端面距离保持为101mm，保持此距离100.5S：必要时可随试样长度位置变化来移动本生灯。如果在施加火焰过程中，试样有熔融物或燃烧物滴落，则将本生灯在试样宽度方向一侧倾斜45角，并从试样下方后退足够距离，以防滴落物进入灯管中，同时保持试样残留部份与本生灯管顶面中心距离仍为101mm，呈线状的熔融物可忽略不计，对试样施加火焰100.5S后，立即将本生灯以约300mm/s的进度撤离到离试样至少150mm处。同时用计时装置测定试样的有焰燃烧时间T（单位为s）。p 试验步骤要求试验步骤要求 试样有焰燃烧停止后，即使本生灯没有撤离试样足够150mm

15、，立即在移本生口至试样下端面保持距离为101mm，再次施焰100.5S，必要时移开本生灯以清除滴落物，施焰后立即撤离本生灯远离试样至少150mm,同时启动记时装置测定试样的有焰时间T2,和无焰燃烧时间T3,记录T2的T3. 备注备注： 若视觉一难以判断有焰或无焰，在试样下端用镊子头持住一层边长为50mm的棉花,通过棉花是否被引燃来识别! 如果材料卷曲或伸缩，火焰应有相应的移动，保证底部最大进火！p 试验记录试验记录 a)第一次施焰后有焰燃烧时间,t1 b)第二次施焰后有焰燃烧时间,t2 c)第二次施焰后无焰燃烧时间,t3 d)试样有无燃烧后的无焰燃烧蔓延夹具. e)燃烧滴落物是否引燃脱脂棉.判

16、断依据 级别V-0V-1V-2-注1每根试样的有焰燃烧时间（t1或t2）10303030每组5根试样有焰燃烧时间总和（t1+ t2）50250250250每根试样第2次施焰后有焰加无焰燃烧时间（ t2+t3）30606060每根试样有焰或无焰燃烧蔓延到夹具现象无无无有滴落物引燃脱脂棉的现象无无有有/无注1.表示该材料不能用垂直法分级，而应采用水平法对其燃烧性能分级p 判断依据判断依据如果一组5个样品中仅有一个样品不合格，可用第二套样品来进行测试。如果有焰燃烧总时间超过50s，则需满足 当t1+t2为51-55s，仍可判为V-0。 当t1+t2为251S-255s，仍可判为V-1 或V-2。但第

17、二套第二套的5根样条必须满足上表的要求。- -1717- -5V5V燃烧试验：燃烧试验：BarBar条型燃烧试验、条型燃烧试验、PlaquePlaque板型板型燃烧试验燃烧试验q 条型燃烧（条型燃烧（BarBar）试验）试验v 样条和存放条件：与样条和存放条件：与HBHB试验相同试验相同v 火焰要求：双重火苗（外焰火焰要求：双重火苗（外焰12512510mm,10mm,内部内部的锥形蓝色的锥形蓝色焰焰40402mm2mm）q 板型板型燃烧（燃烧（PlaquePlaque）试验）试验v 样条尺寸：样条尺寸：150mm150mm 150mm 150mm 厚度（共厚度（共3 3块块）7.垂直5V级燃

18、烧p 试验步骤试验步骤要求要求 BarBar条型条型燃烧试验：燃烧试验：a) 条形试样的尺寸为1255mm,宽为13.00.5mm, 提供范围内最小厚度的样品, 最大厚度不超过13mm,试样边缘光滑,边角弧度不超过1.3mm.样品采用切割、注塑等方式均可，保证密度一致。如果条形试样有一根不符合要求，则测试另外一组试样，另一组试样须是与前一组同等厚度且符合物品相关要求。b) 夹住试样上端6mm.使试样长轴保持垂直,并使试样下端距水平铺的脱脂棉层纸约为30010mm,撕薄的脱脂棉层重量不超过0.08g,尺寸约为5050mm,其最大厚度为6mm。c) 调节燃烧的甲烷气体流量使在12525mm水柱压力

19、下产生流速为965mm/min的气流。d) 将本生灯移至远离试样处点燃,调节气流,使产生火焰的全部高度约为12510mm,内部的锥形蓝色火焰高于402mm,在本生灯底部垫一支座使灯管在偏离垂直方向205,试样的一端面向本生灯。e) 火焰偏离垂直位置20角,施焰时施加在试样较低的一端,使蓝色锥形的内焰刚好接触试样。p 试验步骤试验步骤要求要求 BarBar条型条型燃烧试验：燃烧试验：f)施加50.5S,重复此操作5次,在测试过程中若试样有熔融滴落,收缩或拉长,调整本生灯的位置使蓝色锥形内焰的顶端仍然接触试样的一端。g) 每根试样在进行第五次施焰后,观察并记录以下信息:I.有焰燃烧和无焰燃烧的时间

20、II.是否有滴落物点燃脱脂棉。 PlaquePlaque板型板型燃烧试验：燃烧试验：a) 片形试样的尺寸为长1505mm,宽为1505mm, 提供范围内最小厚度的样品,最大厚度不超过13mm,试样边缘光滑,边角弧度不超过1.3mm.样品采用切割、注塑等方式均可，保证密度一致。如果片性试样有一根不符合要求，则测试另外一组试样，另一组试样须是与前一组同等厚度且符合物品相关要求。b) 用支架上的夹具紧片形试样,使试样水平。c) 本生灯在偏离垂直方向205对方形试样的中心位置施焰,使蓝色锥形内焰的顶端刚好接触到试样 。d) 施焰55S然后移开火焰55S,重复此操作5次,必要时为进行完测试手持本行灯的支

21、架以使本生灯蓝色锥形火焰的顶端始终接触到片形试样的表面. 判断依据94-5VA94-5VB每个条形试样经5次施焰后有焰燃烧时间60s60s条形试样的滴落物是否引燃脱脂棉NONO片状试样里是否被烧穿NOYESp 判断依据判断依据1. 定义2. 设备要求3. 试样要求4. 测试步骤5. 注意事项与安全1.1 燃烧速度（燃烧速度（burning rate）所测燃烧距离和燃烧此距离所用时间的比值，单位为毫米每分钟（mm/min）1.2 层积层积复合材料（复合材料（composite material）若干层相似或不同材料，其表面之间由熔接、粘接、焊接等不同方法使全面紧密结合在一起的材料。1.3 单一单

22、一材料（材料（exclusive material）由同种材料构成的均匀的整体材料。若不同材料连续连接在一起（例如缝纫、高频焊接、铆接），这种材料应不属层积复合材料，每种材料均属单一材料。1.4 暴露面（暴露面（exposed side）零件装配在车内面向乘员的那一面。1.5 内饰材料（内饰材料（interior materials）汽车内饰零件所用的单一材料或层积复合材料，如座垫、座椅靠背、座椅套、安全带、头枕、扶手、活动式折叠车顶、所有装饰性衬板（包括内门护板、侧围护板、后围护板、车顶棚衬里）、仪表板、杂物箱、室内货架板或后窗台板、窗帘、地板覆盖层、遮阳板、轮罩覆盖物、发动机罩覆盖物和其他

23、任何室内有机材料，包括撞车时吸收碰撞能量的填料、缓冲装置等材料。2.1 燃烧箱燃烧箱燃烧箱底部设有10个直径为19mm的通风孔四壁靠近顶部四周有宽13mm的通风槽温度计孔的中心距后面板内侧20mm2.2 试样支架试样支架试样支架由2块U型耐腐蚀金属板制成的框架组成。尺寸大小如下图。安装后的试样底面应在燃烧箱底板之上178mm，试样支架前端距燃烧箱的内表面距离应为22mm，试验支架两纵外侧离燃烧箱内表面距离为50mm。2.3 燃气灯燃气灯：内径9.5mm；2.4 燃气：燃气：最好使用液化气，也可用燃烧后热值约为35MJ/m338MJ/m3的其他可燃气，如天然气、城市煤气等；2.5 计时器：计时器：精确度不低于0.5s；2.6 温度计：温度计：量程150 以上，精确度1；2.7 钢板尺：钢板尺：量程400mm以上，精确度1mm；2.8 通风橱：通风橱：容积为燃烧箱的20110倍。试样尺寸：标样356*100mm，厚度13mm纯蓝色38mm高高度标尺38mm100mm154mm第一标线第一标线第二标线第二标线4.1 试样在232，505%RH至少调节24h，不超过168h；4.2 在燃气灯的空气进口关闭状态下点燃燃气灯，将火焰按火焰高度标志板调整，使火焰高度为38mm，在开始第一次试验前，火焰应在此状态下至少