塑料材料防火阻燃等級

塑料材料防火等級 FOR *UL 94* 總體 可燃性 UL94 等級是應用最廣泛的塑料材料可燃性能標準。它用來評價材料在被點燃后熄滅的 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 標準中最底的阻燃等級。要求對于 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 毫米的標志前熄滅。

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 . 這在各個安全標準里面有要求的，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料零件 , 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于 0.06m 金屬殼內之零件 ; IV. 儀表殼 , 儀表面 , 指示燈或寶石 , 置于至少 V-1 等級的 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-94-1985 標準 UL94 試驗共有五種： 1 ． B 級的水平燃燒試驗 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 的標準測定這里不作介紹） 5 ． 94VTM-0,94VTM-1,94VTM-2 級的垂直燃燒試驗（ VTM 指極薄的材料這里不作介紹） 現分述如下： 94HB 級的水平燃燒試驗方法： 本試驗采用長 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 燒速度不大于 38.1mm/min ，或試樣厚度小于 3.05mm 時，燃燒速度不大于 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（ 6.4mm 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. 。將本生燈點燃并調節至產生 19mm 高的藍色火焰，把本生燈火焰置 于試樣下端，點火 10s ，然后移去火焰（離試樣至少 152mm 遠），并記下試樣有焰燃燒時間。

若移去火焰后 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燃時間。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，評級時應考慮其因 素。 具體分級指標如下。 級別 測試項目 94V-0 94V-1 94V-2 1 十次點燃總有焰燃燒時間最大值（ S ） 50 250 250 2 個別的有焰燃燒時間最大值（ s ） 10 30 30 3 無焰燃燒時間 (s) 30 60 60 4 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?；鹧婵偢叨日{至 127mm ，點火 5 秒，再移開 5 秒， 如此重復操作，直到試樣承受點火 5 次。在第 5 次移開火焰后，觀察并記錄如下各項：

（ 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 ）在燃燒后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 次點火后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。因此并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 級塑料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 級塑料則相反。 大多數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 般要用如下的指標來衡量。

（1）氧指數（OI） 氧指數：塑料試樣在 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}；其中[N2]和[O2]代表兩種氣體的流量。 塑料的氧指數 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，塑料的氧指數越大，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 小于 22 時，為易燃性 塑料；當 OI 在 22-27 之間時，為自熄性塑料；當 OI 大于 27 時，為難燃塑料。一般而言塑 料的 OI 都達不到 27，而阻燃場合對塑料的 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料在直接接觸火源時的燃燒情況，并劃分為三個級 別。

（1）V0 級：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：離火后 10-30s 熄滅，并不燃其下方 30cm 處的藥棉。

（3）V2 級：離火后 30s 熄滅，并引燃其下方 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。

塑料的燃燒過程是一個極其復雜的熱氧化反應的過程，導致塑料燃燒的基本要素為熱、氧 和可燃性氣體。

（1）第一階段：熱引發過程。外部熱源或火源的熱量導致塑料發生從固態到液態的相態變 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后，與氧氣相遇， 當塑料吸收的熱量足以使可燃氣體燃燒時，可引發塑料燃燒，并從局部向整體擴散。此時對 易燃塑料而言，即使去掉火源，燃燒也將繼續。 我公司研制的阻燃母粒分別用于 PP、PE、 PS、ABS 等，使用操作簡單效果優良，產品分散性好。 使用配比建議 PP、PE、VO 級的添加 10 份左右。ABS、PS、VO 級添加 10-15 份左右。主要根據客戶的需求自行調整。 主要技術 指標： 序號 項目 技術指標 1 外觀 顆粒均勻、色澤一致 2 阻燃性 V0、V1、V2 3 耐熱性 ≥4 級 4 耐光性 7-8 級