UL94-塑料阻燃性能测试方法

第3章阻燃性能测试方法3.1阻燃性能分类3.2测试标准及法规3.3点燃性及自熄性测试3.4火焰传播性能及测试3.5热释放速率及测试3.6火焰穿透性及测试3.7烟密度及测试3.8毒及腐蚀性气体测试进行阻燃性能测试的原因?满足规则制定的要求确定产品在火灾中的表现如何选择测试方法?产品和它的最终用途产品表现要求规则要求第3章阻燃性能测试方法火灾性能在许多方面，火灾是一系列事件的结果，在许多方面，火灾是一系列事件的结果.点燃---在什么样的条件下材料会被点燃?点燃源是什么?香烟,火柴,大的开放性燃烧?火灾传播---火灾如何在聚合物材料上传播?水平，从上向下，从下向上?热释放速率Heatreleaserate(HRR)---多少热量释放？以多快的速率？?3.1阻燃性能分类火焰穿透能力---火焰以什么样的速度穿透一堵墙，门，天花板或者其他障碍物。熄灭的难易?烟释放---Smokerelease(SEA,SmokeExtinctionArea)---烟气释放数量?释放速率?毒气释放---毒气释放的速度和潜在有害物质的种类？它们有刺激性吗？它们有腐蚀性吗?3.1阻燃性能分类发布组织：国际、地区、国家、部颁、企业等应用领域：建材、电子电器、纺织、交通、煤矿等材料种类：塑料、泡沫塑料、薄膜、织物、涂料等试验规模：小型、中型、大型燃烧性能：点燃、传播、自熄、释放量、毒腐蚀性3.2测试标准及法规阻燃测试标准领域，三个最重要国际机构：InternationalOrganizationforStandardization(ISO）InternationalElectrotechnical（电工）Commission(IEC)InternationalMaritime（海事）Organization(IMO)AmericanSocietyforTestingandMaterials–ASTMNationalFireProtectionAssociation-NFPANationalInstituteofStandardsandTechnology-NIST3.2测试标准及法规建筑材料燃烧性能分级方法GB-8624-1988建筑材料不燃性试验方法GB-5464-1985建筑材料难燃性试验方法GB-8625-1988建筑材料可燃性试验方法GB-8626-1988建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法GB-8627-1988建筑材料热释放速率试验方法GB/T16172-1995表3-1建筑材料燃烧性能测试标准3.2测试标准及法规电线电缆燃烧性能试验方法GB-2951.19-82电线电缆燃烧试验方法总则GB12666.1-90电线电缆燃烧试验方法单根电线电缆垂直燃烧试验方法GB12666.2-90电线电缆燃烧试验方法单根电线电缆水平燃烧试验方法GB12666.3-90电线电缆燃烧试验方法单根电线电缆倾斜燃烧试验方法GB12666.4-90电线电缆燃烧试验方法成束电线电缆燃烧试验方法GB12666.5-90电线电缆燃烧试验方法电线电缆耐火特性试验方法GB12666.6-90电线电缆燃烧试验方法烟浓度试验方法GB12666.7-90表3-2电子电器领域材料或产品燃烧能测试标准3.2测试标准及法规电子、电工产品着火危险试验标准号灼热丝试验法和导则GB-5169.4-1985针焰试验法GB-5169.5-1985用发热器的不良接触实验法GB-5196.6-1985本生灯型火焰试验法GB-5169.7-1985表3-3电子电器领域材料或产品燃烧性能测试标准3.2测试标准及法规塑料燃烧性能实验方法标准号氧指数法GB/T2406-1993炽热棒法GB2407-1980水平燃烧法GB2408-1980垂直燃烧法GB4609-1984点着温度的测定GB4610-1984烟密度法GB8323-1987闪点和自燃点的测定GB9343-1988泡沫塑料燃烧性能试验方法水平燃烧法GB8332-1987硬泡沫塑料燃烧性能试验方法垂直燃烧法GB8333-1987表3-4塑料燃烧性能测试标准3.2测试标准及法规纺织织物燃烧性能试验方法标准号氧指数法GB5454-1997垂直法GB5455-1997垂直向试样火焰蔓延性能的测定GB2408-1980表3-5织物燃烧性能测试标准3.2测试标准及法规饰面型防火涂料防火性能分级及试验方法标准号防火性能分级GB15442.1-1995大板燃烧法GB/T15442.2-1995隧道燃烧法GB/T15442.3-1995小室燃烧法GB/T15442.4-1995表3-6防火涂料燃烧性能测试标准3.2测试标准及法规3.2测试标准及法规建筑内部装修设计防火规范GB50222-95装修材料分类顶棚装修材料墙面装修材料地面装修材料隔断装修材料固定家具装饰织物（窗帘、帷幕、床罩、家具包布等）其他装饰材料（楼梯扶手、挂镜线、踢脚板、窗帘盒、暖气罩等）3.2测试标准及法规等级燃烧性能A不燃B1难燃B2可燃B3易燃表3-7装修材料燃烧性能等级GB8624-973.2测试标准及法规标准方法级别及判定适用建筑材料不燃性试验方法GB5464-1999（参照ISO1182-1983）A级炉内，试样表面、中心温度50℃续燃时间20s失重率50%所有装修材料建筑材料难燃性试验方法GB8625-88B1燃烧剩余长度150mm烟气温度200℃顶棚、墙面、隔断建筑材料可燃性试验方法GB8626-88B2边缘点火：垂直燃烧长度150mm表面点火：垂直燃烧长度150mm顶棚、墙面、隔断表3-8装修材料燃烧性能分级测试方法3.2测试标准及法规标准方法级别及判定适用铺地材料临界辐射通量的测定辐射热源法GB/T11785B1临界辐射通量0.45W/cm2B2临界辐射通量0.22W/cm2地面装修材料纺织织物燃烧性能试验方法氧指数法GB5454-1997B1（LOI32）B2（LOI26）装饰织物纺织织物燃烧性能试验方法垂直法GB5455-1997B1损毁长度150mm，续燃时间5s，阴燃时间5sB2损毁长度200mm，续燃时间15s，阴燃时间10s表3-9装修材料燃烧性能分级测试方法3.2测试标准及法规标准方法级别及判定适用塑料燃烧性能实验方法氧指数法GB/T2406-1993B1（LOI32）B2（LOI27）塑料装修材料塑料燃烧性能实验方法水平燃烧法GB2408-1980塑料燃烧性能实验方法垂直燃烧法GB4609-1984B1（FV-0）B2（FV-Ⅰ）建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法GB8627-88B1烟密度等级SDR75表3-10装修材料燃烧性能分级测试方法3.2测试标准及法规（1）塑料点着温度的测定GB4610-84塑料燃烧性能试验方法-点着温度的测定3.3点燃性及自熄性测试定义：在规定的试验条件下，从材料中分解放出的可燃气体，经外火焰点燃并燃烧一定时间的最低温度。试样制备：粒度0.5-1.0mm试验设备：150-450℃任何点恒定（2℃）点火器（喷嘴内径0.8mm，火焰高度10-15mm）试验步骤：设定温度，装样（1g）、盖盖子并启动秒表，点火器火焰位于盖口2mm上方晃动。3.3点燃性及自熄性测试判据：盖口上5min内出现连续5s以上的火焰的最低温度（并将其修约到10的倍数），即为材料的点着温度试验报告：材料的鉴别特征（名称、牌号、批号、生产厂等）；试样的制备及试样重量；试验中观察到的现象（烟气、溢出、火焰颜色等)；试验结果；试验日期及试验人员。3.3点燃性及自熄性测试（2）极限氧指数的测定GB/T2406-93塑料燃烧性能试验方法氧指数法ASTMD2863-91Plastics—Determinationofflammabilitybyoxygenindex3.3点燃性及自熄性测试自支撑塑料Ⅳ试样：（70-150mm）6.5mm3mm；判据：3min，5cm3.3点燃性及自熄性测试纺织织物试样：150mm50mm；判据：2min，4cm3.3点燃性及自熄性测试极限氧指数的定义：在规定的试验条件下，在氧、氮混合气流中，测定刚好维持试样燃烧规定时间或距离所需的最小的氧浓度，称为极限氧指数（LOI/%）。阻燃配方的初选；阻燃协同效应研究；阻燃机理的研究等。目前氧指数法不仅限于塑料(包括薄膜和泡沫塑料)，而且在纤维织物、橡胶等方面都已经得到广泛的应用。3.3点燃性及自熄性测试LOI测试方法提要：将试样垂直固定在燃烧筒中，使氧、氮混合气流由下向上流过，点燃试样顶端，同时记时和观察试样燃烧长度，与所规定的判据相比较。在不同的氧浓度中试验一组试样，测定塑料刚好维持平稳燃烧时的最低氧浓度，用混合气中氧含量的体积百分数表示。3.3点燃性及自熄性测试类型型式长/mm宽/mm厚/mm用途基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差自撑材料Ⅰ80-150--10±0.54±0.25用于模塑材料Ⅱ10±0.5用于泡沫材料Ⅲ﹤10.5--用于原厚的片材Ⅳ70-1506.53±0.25用于电器用模塑料或片材非自撑材料Ⅴ140-552﹤10.5--用于软片或薄膜等①塑料样品尺寸表2-11LOI试样尺寸3.3点燃性及自熄性测试调节混合气体：确定O2、N2浓度；流速40±10mm/s.点火源：丙烷、丁烷、石油液化气、煤气、天然气等可燃气体（火焰长度16±4mm）。点火：A法—顶端点燃法；B法—扩散点燃法。火焰作用时间最长为30s.3.3点燃性及自熄性测试方法A顶端点燃法•使火焰的最低可见部分接触试样顶端并覆盖整个顶表面，勿使火焰碰到试样的棱边和侧表面。在确认试样顶端全部着火后，立即移去点火器，开始记时或观察试样烧掉的长度。•点燃试样时，火焰作用的时间最长为30s，若在30s内不能点燃，则应增大氧浓度，继续点燃，直至30s内点燃为止。方法B扩散点燃法•充分降低和移动点火器，使火焰可见部分施加于试样顶表面，同时施加于垂直侧表面约6mm长。点燃试样时，火焰作用时间最长为30s，每隔5s左有稍移开点火器观察试洋，直至垂直侧表面稳定燃烧或可见燃烧部分的前锋到达上标线处，立即移去点火器，开始计时或观察试样燃烧长度。•若30s内不能点燃试样，则增大氧浓度，再次点燃，直至30s内点燃为止。•方法B也适用于I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型试样，标线应划在距点燃端10mm和60mm处。试样型式点燃方式评价准则（两者取一）燃烧时间，s燃烧长度ⅠⅡⅢⅣA法180超过上标线（50mm）B法超过下标线（60mm）ⅤB法燃烧长度超过下标线(100mm)判据：表2-12GB/T2406-93确定LOI判据注意：结构、温度、湿度、气体速度等的影响记录LOI及燃烧特性，例如：熔滴、烟灰、结炭、膨胀、灼烧及余辉等现象。3.3点燃性及自熄性测试影响氧指数的因素：①聚合物结构对LOI的影响1974年，D．W．VanKrevelen等首先提出了聚合物LOI、炭化倾向与聚合物结构之间的三个经验公式：式一：LOI=8000/△hf0.184M/10(O2)式中：△hf–比燃烧热，即△Hf/M（△Hf为摩尔燃烧热，M为聚合物结构单元的分子量）(O2)-聚合物的结构单元完全燃烧所需氧分子的摩尔数3.3点燃性及自熄性测试式二：LOI≈0.60–0.425CP(当CP≤1)式中：CP-组成参数，CP=H/C–0.65(F/C)1/3–1.1(Cl/C)1/3当CP≥1时：LOI≈0.1753.3点燃性及自熄性测试ForExample:Polycarbonate,C16H14O3,H/C=0.875,CP=0.875，M=254.3(O2)=18，C16H14O3+18O2=16CO2+7H2O按LOI=8000/△hf0.184M/10(O2)=0.184254.3/1018=0.26按LOI≈0.60–0.425CP≈0.60–0.4250.875≈0.23文献中PC的LOI试验值在0.25-0.28之间，最常见的是0.27。3.3点燃