燃烧等级评定介绍

背景：
UL（Underwriter’ Laboratories Inc）是美国的一家最老的私营保险业试验所，简称UL公司。创建于上世纪末（1894年）由于当时在美国因使用电气不当而发生很多火灾，为了保证用户安全使用电气产品，美国的一些保险公司同意建立一所对电气产品在使用前进行检验的试验室，它们一直资助到1916年。以后UL就成为完全独立的自筹资金和不求盈利的机构，它的全部收入来自其工程和产品检验任务，它的任务是制定安全标准，执行安全检验和在安全标准的基础上经营鉴定证明和认可业务，它的目的是为了放置火灾、触电、盗窃和其他事故而导致生命和财产的损失。
UL制定的标准有500多个，随着产品的开发，科学技术的进步，UL标准仍在不断增加，补充，修订。其中跟塑料关系较密切的标准主要有UL94、UL748、UL1410等等。这些标准对塑料和塑料零部件的难燃性和着火性都提出了严格的要求。本文介绍的UL94标准就是用来衡量和说明设备和电器所用材料相对于受控试验室环境中的热和火焰的可燃性。

1. 案例背景
接收到客户塑料测试样品，要求根据UL94测试标准完成试验并评定V级燃烧等级。

2. 测试方法简述
A.测试标准：UL94
样品要求：
1) 片状：切割、熔铸、挤塑等方式均可，边沿光滑、表面干净、密度均匀。
2) 尺寸：长×宽：125±5mm × 13.0±0.5mm，需要提供测试的最小厚度样品和最大厚度样品；样品最大厚度不超过 13mm，如果最小厚度样品和最大厚度样品测试得出的结果不一致，则还需提供中间尺寸的样品，中间尺寸厚度跨度不超过 3.2mm；角半径不大于 1.3mm。
3) 系列：若颜色、密度等有多种型号，则要提供相应的有代表性的样品。
4) 数量：样品最少 2 套、每套 5 件样品。

样品预处理：
1) 23±2C，50±5%RH，48 Hours min.
2) 空气交换炉，70±1C，168 Hours 后置入干燥器中，室温下冷却至少4小时

测试程序：
1) 夹持：从上端夹入 6mm，长度方向朝下，样品下端离预置棉花层上表面保持 300±10mm 距离，100%纯度的棉花，重量 0.08g，尺寸 50mm×50mm，最大厚度不超过6mm。
2) 燃具：甲烷流量 105ml/min，背压力10mm水柱。
3) 火焰：焰高 20±1mm。
4) 燃烧：火焰中心置于样品下边沿中点处，燃具顶部到样品下端距离为 10±1mm，维持 10±0.5 秒，如果燃烧过程中样品出现形状和位置的变化，燃具要随之调整，若测试过程中有熔融物滴落，可将燃具倾斜至 45º，燃烧 10±0.5 秒后以 300mm/min 的速度移开燃具至少 150mm，同时开始记录余焰时间 t1，焰停止时立刻再次燃烧 10±0.5 秒，移开后记录余焰时间 t2和余燃时间 t3。
说明：余焰和余燃的判别可以用小片棉花接触，能点燃则为余焰。
如果点燃后火焰熄灭，则忽略该样品，用另外的样品进行测试。若是因为样品发出的气体将火焰熄灭，则应立即点燃燃具继续燃烧，直到燃烧时间达到 10±0.5 秒时停止并移开燃具。

试验记录：
1) 第一次余焰时间 t1
2) 第二次余焰时间 t2
3) 第二次余燃时间 t3
4) 样品是否燃尽
5) 试验过程中滴落的微粒是否点燃棉花

V 火焰等级的评定：

说明：五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；当 t2 +t3 为 51~55 秒（V-1）或 251~255秒（V-2）时也会用另外一套样品来进行结果验证。

燃烧试验装置示意图
 

B.测试图片：

测试图片

C.测试结果记录
判定条件 1 2 3 4 5 V0
每个独立的样品燃烧持续的时间t1或t2 0/0s 2/2s 0/0s 0/0s 0/0s ≤10s
对任意处理组的五个样品的总的燃烧持续时间t1+t2 2s ≤50s
在第二次火焰施加后，每个独立的样品燃烧持续时间和灼热燃烧时间t2+t3 0s 0s 0s 0s 0s ≤30s
任一样品持续燃烧和灼热燃烧是否到夹持样品的夹子处 否 否 否 否 否 否
燃烧颗粒或滴落物是否引燃脱脂棉 否 否 否 否 否 否

3. 结论
由以上测试分析结果可知，该FPC样板燃烧性能等级符合UL94 V0标准。

4. 参考标准
UL94-2013 Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances
GB/T 5169.16-2008 电工电子着火危险试验第16部分:试验火焰50W水平与垂直燃烧火焰试验方法

作者简介：
MTT（美信检测）是一家从事材料及零部件品质检验、鉴定、认证及失效分析服务的第三方实验室,网址：www.mttlab.com,联系电话：400-850-4050。