史上最全,阻燃性能測試方法、標準大揭秘

需要做阻燃性能測試的產品有很多,比如防火/耐火材料制品、建筑材料制品、塑料材料制品、涂料產品等等,這些產品對阻燃性能的要求都會很高,而阻燃性能的測試方法還是很多的,今天我們就常見的水平燃燒試驗方法、垂直燃燒試驗方法、氧指數法這三種阻燃性試驗,從標準到具體檢測方法為大家詳細介紹一下。

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史上最全,阻燃性能測試方法、標準大揭秘綜述

需要做阻燃性能測試的產品有很多,比如防火/耐火材料制品、建筑材料制品、塑料材料制品、涂料產品等等,這些產品對阻燃性能的要求都會很高,而阻燃性能的測試方法還是很多的,今天我們就常見的水平燃燒試驗方法、垂直燃燒試驗方法、氧指數法這三種阻燃性試驗,從標準到具體檢測方法為大家詳細介紹一下。

 

 

一、 阻燃性能測試之水平燃燒試驗方法

水平燃燒試驗法是在實驗室條件下測試試樣水平支撐下的燃燒性能。水平燃燒試驗方法標準有很多,主要是在電線電纜、塑料、皮革、毛毯的測試。

 

1、水平燃燒試驗檢測標準

 GB/T 12666.2-2008 單根電線電纜燃燒試驗方法 第2部分:水平燃燒試驗

 GB/T 8332-2008 泡沫塑料燃燒性能試驗方法 水平燃燒法

 MH/T 6047-2008 航空毛毯四層水平燃燒試驗方法

 QB/T 2729-2005 皮革 物理和機械試驗 水平燃燒性能的測定

 

2、水平燃燒試驗具體測試方法

(1) 試驗裝置

試驗在燃燒箱內進行, 箱體左內側裝有一支內徑為 9.5mm 的本生燈。其內右側有固定試件的試件夾。 本生燈向上傾斜 45 度, 并裝有進退裝置。試驗用燃氣為天然氣、 石油氣或煤氣, 并備有秒表及卡尺。

(2) 試驗方法 A.

試件制備 每種材料需 5 個試件, 每個試件要求平整光滑, 無氣泡,長 125±5mm, 寬 13.0±0.3mm, 厚 3.0±0.2mm, 對厚度為 2-13mm 的試樣也可進行試驗, 但其結果只能在同樣厚度之間比較。

B. 試驗步驟

首先在試樣的寬面上距點火源 25mm 和 100mm 處各劃一條標線, 再將試件以長軸水平放置, 其橫截面軸線與水平成 45 度角固定在試件夾上。在其下方 300mm 處放置一個水盤。 點燃本生燈, 調節火焰長度為 25mm并成藍色火焰, 將火焰內核的尖端施用與試樣下沿約 6mm 長度。 并開始計時, 施加火焰時間為 30 秒。 在此期間內不得移動本生燈, 但在試驗中,若不到 30 秒時間試件已燃燒到第一標線, 應立即停止施加火焰。 停止火焰后應作如下觀察記錄 。

a. 2S 內有無可見火焰;

b. 如果試樣繼續燃燒,則記錄火焰前沿從第一標線到第二標線所用時間 t, 求其燃燒速度 V:V=75/t (mm/min)

c. 如果火焰到達第二標先前熄滅, 記錄燃燒長度 S:S=(100-L)mm 式中: L——從第二標線到未燃部分的最短距離, 精確到1mm。 觀察其他現象, 如熔融, 卷曲, 結碳, 滴落及滴落物是否燃燒等。

 

C. 結果的評定

每個試驗按下列歸類 a. GB2408-80/Ⅰ :試樣在火源撤離后 2s 內熄滅b. GB2408-80/Ⅱ :火焰前沿在到達第二標先前熄滅, 此時應報告試樣燃燒長度 S (如燃燒長度 50mm, 報告為 GB2408-80/Ⅱ -50mm) c. GB2408-80/Ⅲ :火焰前沿到達或超過第二標線, 此時應報告燃燒速度 V (如燃燒速度為20mm/min 報告為 GB2408-80/Ⅲ-20mm/min). 試驗結果以 5 個試件中數字最大的類別作為材料的評定結果, 并報告最大燃燒長度或燃燒速度。

 

 

、 阻燃性能測試之垂直燃燒試驗方法

垂直燃燒法是在規定條件下, 對垂直放置具有一定規格的試樣施加火焰作用后的燃燒進行分類的一種方法。

 

1、垂直燃燒試驗檢測標準

 GB 32086-2015 特定種類汽車內飾材料垂直燃燒特性技術要求和試驗方法

 GB/T 12666.1-2008 單根電線電纜燃燒試驗方法 第1部分:垂直燃燒試驗

 GB/T 8333-2008 硬質泡沫塑料燃燒性能試驗方法 垂直燃燒法

 JB/T 4278.18-2011 橡皮塑料電線電纜試驗儀器設備檢定方法 第18部分:單根銅芯絕緣細電線電纜垂直燃燒試驗裝置

 JB/T 4278.5-2011 橡皮塑料電線電纜試驗儀器設備檢定方法 第5部分:單根絕緣電線電纜垂直燃燒試驗裝置

 JJF(紡織)068-2016 垂直燃燒試驗儀校準規范

 JJF(紡織)068-2018 垂直燃燒試驗儀校準規范

 FZ/T 98017-2018 紡織品垂直燃燒性能試驗儀

 

2、垂直燃燒試驗具體測試方法

1) 試驗裝置 試驗是在內部尺寸為 329mm×329mm×780mm 的燃燒箱內進行。 燃燒箱頂部開有直徑150mm 的排氣孔, 為防止外界氣流對試驗的影響, 在距箱頂 25mm 處加一塊頂板, 燃燒箱右側裝有試件夾支座, 并達到試件固定后能處于燃燒箱中心位置。 箱體左側裝有向上傾斜 45 度的本生燈一個。 固定在控制箱的水平滑道上。 箱體下部放置一個放脫脂棉的支架。 其他備用的還有秒表及卡尺。

 

(2) 試驗方法

 

 A. 試件 每組試樣需 5 個試件, 要求平整光滑無氣泡。 長 130±3mm,寬 13.0±0.3mm.厚 3.0±0.2mm。 制好的試件應在標準氣候條件下調節 48 小時。

 

 B. 試驗步驟 試件垂直固定在實件夾上,試件上端夾住部分為 6mm.放好脫脂棉。 在距試件 150mm 處點燃本生燈,調節火焰高度為 20±2mm, 并呈藍色火焰。 將本生燈中心置于試件下端10mm 位置, 火焰對準試件下端中心部分。 開始計時。 當對試件施加火焰10s 后移開火源, 記錄試件有焰燃燒時間, 試件有焰燃燒熄滅后, 按上述方法再施加火焰 10s, 分別記錄移開火焰后試件有焰燃燒和無焰燃燒時間。

 

C. 結果評價將試件的燃燒性能按下面規定為 FV-0, FV-1, FV-2, 三級。

V-0: 垂直試樣在 10 秒內停止燃燒; 不允許有液滴;

V-1: 垂直試樣在 30 秒內停止燃燒; 不允許有液滴;

V-2: 垂直試樣在 30 秒內停止燃燒; 允許有燃燒物滴下。

如果一組5 個試樣中有一個不符合表中要求應再取一組試樣進行試驗, 第二組5 個試樣應全部符合要求。 如果第二組仍有一個試樣不符合表中相應要求, 則以兩組中數值最大的級別作為該材料的級別。 如果試驗結果超出F V-2 項應要求, 則該材料不能采用垂直燃燒法評定氧指

 

 

三、 阻燃性能測試之氧指數方法

適合阻燃性能測試-氧指數法的產品還是很多的,如粘膠、滌綸纖維、合成纖維、塑料、紡織品、瀝青等等。

 

1、阻燃性能測試-氧指數檢測標準

 FZ/T 50016-2011 粘膠短纖維阻燃性能試驗方法 氧指數法

 FZ/T 50017-2011 滌綸纖維阻燃性能試驗方法 氧指數法

 FZ/T 50029-2015 合成纖維原料切片阻燃性能試驗方法 氧指數法

 GB/T 16581-1996 絕緣液體燃燒性能試驗方法 氧指數法

 GB/T 2406.1-2008 塑料 用氧指數法測定燃燒行為 第1部分:導則

 GB/T 2406.2-2009 塑料 用氧指數法測定燃燒行為 第2部分:室溫試驗

 GB/T 5454-1997 紡織品 燃燒性能試驗 氧指數法

 GB/T 8924-2005 纖維增強塑料燃燒性能試驗方法 氧指數法

 GSB 08-3562-2019 塑料(PMMA)氧指數標準樣品

 NB/SH/T 0815-2010 瀝青燃燒性能測定 氧指數法

 TB/T 2919-1998 織物燃燒氧指數試驗方法

 

2、阻燃性能測試-氧指數具體測試方法

 

1)參考GB2406《塑料燃燒性能試驗方法 氧指數法》 規定測夾住下端能直立的塑料, 試樣燃燒時間為 3min, 從試樣的寬面上距點火端 50mm 處劃一標線。 試樣的燃燒時間超過 3min 或火焰前沿超過標線時, 就降低氧濃度,試樣的燃燒時間不足 3min 或火焰前沿不到標線時, 就增加氧濃度, 如此反復, 直至兩者所得氧濃度之差小于 0. 5%。

 

2) 試驗方法

 

A. 試件制備

 每組樣品應 5-10 個試件, 每個試件長 70-150mm,寬 6.5±0.5mm,厚,3.0±0.5mm, 并要求試件表面平整光滑, 無氣泡

 

B. 試驗步驟

試驗進行前應將試件在距點火源 50mm 處劃一條刻度線, 再垂直裝在試件夾上, 其上端到燃燒筒的距離大于 10mm, 估計初始氧濃度并進行調節, 應保持任何時候燃燒桶內的氣流流速為 40±10mm/s。 讓調節好的氣流流動 30s, 以便清洗燃燒筒。 然后用點火器點燃試件頂部, 確認試件頂部全部點燃時, 移去點火器并開始計時。 此時不得任意改變流量和氧濃度。試驗過程中, 若試樣燃燒時間超過 3min,或火焰前沿超過標線, 應降低氧濃度再進行試驗。, 反之則應增加氧濃度。 當調節到氧濃度值的增加或減少之差小于 0.。 5%時, 應以降低的氧濃度值計算材料的氧指數。 在該范圍內進行三次試驗。,

 

C. 結果計算

氧指數(OI) 的計算公式:OI=[O2] / [O2]+[N2]×100%式中 [O2]——氧氣流量 L/min:[N2]——氮氣流量 L/min.三次試驗結果的平均值即為該材料的氧指數。

各種有機聚合物的氧指數都以測過。一般 OI≥27 的物質為阻燃性物質。

 

D. 討論

影響氧指數的因素

 a. 流速

在 30 和 120mm/s, OI 幾乎與氣流無關, , 流速必須足夠快, 以便從最近處的氣氛中清除燒過的氣體, 但又不能太快, 以免在火的前沿增加混合

速度。

b. 試樣的厚薄

材料隨試樣變薄而變得更易燃燒 , 氧指數值下降。

c. 壓強

有些聚合物其 OI 表現對減壓敏感, 這可能由于通過不斷除去產物而使聚合物的降解加速。

 d. 惰氣

當用 Ar 、 Ne 、 CO2 氣體時, 維持燃燒所需的氧分數(OF) 表示 :OF = [O2] / [惰氣]

OF 值隨氣體的熱容而線性的增加。當用 Hr 時, OI 值比預料的大 50%,這是由于 Hr 氣的高導熱率把熱從火焰中帶走的緣故。

e. 溫度

溫度對 OI 有很大的影響, 在室溫下溫度對 OI 的影響不大。 在高溫下各種聚合物 OI 對溫度的關系各不相同。

f. 數值與點火位置的關系

底部點火與頂部點火可以得到不同的氧指數值, 底部點火較頂部點火更接近實際燃燒情況, 其氧指數值低得多。

 

 

 

以上就是阻燃性能測試的最常見的三種試驗方法,阻燃性能測試的方法還是要根據具體的產品及客戶的需求來選擇,而上文所提到的三種測試試驗都是以塑料阻燃測試為參考的。而適合做阻燃性能測試的產品,還有汽車內飾材料、電子產品、電工產品、家具、床墊等等。

 

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