塑料阻燃等級(jí)，你都了解么
- 發(fā)布時(shí)間：2019-08-27 08-27 14:50 作者：康阜新材料
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我們知道，為了提高制品的使用安全系數(shù)，一般都會(huì)要求采用達(dá)到相應(yīng)阻燃等級(jí)的材料，怎樣才能使材料達(dá)到阻燃等級(jí)呢？我們一起來(lái)看看。
什么是阻燃等級(jí)？
阻燃等級(jí)，即物質(zhì)具有的或材料經(jīng)處理后具有的明顯推遲火焰蔓延的性質(zhì)，并以此劃分的等級(jí)制度。
提高阻燃水平的方法
塑料一般通過(guò)添加阻燃劑的方法提高阻燃等級(jí)，而阻燃劑依其使用方式可以分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。
添加型阻燃劑通常以添加的方式配合到基礎(chǔ)樹脂中，它們與樹脂之間僅僅是簡(jiǎn)單的物理混合，主要是磷酸酯和含鹵磷酸酯、鹵代烴、氧化銻、氫氧化鋁等。其優(yōu)點(diǎn)是使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)，但由于其添加量達(dá)10%~30%，常會(huì)影響塑料的性能。
反應(yīng)型阻燃劑一般為分子內(nèi)包含阻燃元素和反應(yīng)性基團(tuán)的單體，如鹵代酸酐、鹵代雙酚和含磷多元醇等，由于具有反應(yīng)性，可以化學(xué)鍵合到樹脂的分子鏈上，成為塑料樹脂的一部分，多數(shù)反應(yīng)型阻燃劑結(jié)構(gòu)是合成添加型阻燃劑的單體。
阻燃劑發(fā)揮阻燃作用主要包括四種效應(yīng)：
(1)冷卻效應(yīng)：一些阻燃劑能夠吸收塑料在燃燒時(shí)所釋放的熱量，使燃燒的塑料溫度下降，防止它繼續(xù)降解或裂解，中斷可燃?xì)怏w的來(lái)源，使火焰熄滅，如有機(jī)磷氮膨脹型阻燃劑；
(2)隔絕效應(yīng)：在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生不燃性氣體或泡沫層，或形成一層液體或固體覆蓋層，使燃燒過(guò)程因無(wú)氧補(bǔ)充而中止，如鹵素阻燃劑、膨脹型石墨和多元醇及聚乙烯醇等；
(3)消除自由基效應(yīng)：在燃燒過(guò)程中能消除裂解或熱解產(chǎn)生的自由基O·及OH·，使燃燒的鏈反應(yīng)中段，切斷可燃?xì)怏w的來(lái)源，如鹵素阻燃劑；
(4)稀釋效應(yīng)：在燃燒時(shí)能釋放出惰性氣體，稀釋可燃?xì)怏w及燃燒區(qū)域中的氧的濃度，使燃燒不能進(jìn)行，如硼化合物與鉬化合物。
在實(shí)際應(yīng)用中，阻燃劑的幾種阻燃效應(yīng)會(huì)發(fā)揮協(xié)同作用, 能起到更好的阻燃效果，既節(jié)省了用量，又提高了阻燃效率。
測(cè)試阻燃等級(jí)
例：
以美國(guó)UL-94等級(jí)為例說(shuō)一下測(cè)定材料阻燃等級(jí)的方法：
取長(zhǎng)127mm、寬12.7mm、厚不高于12.7mm不低于3.05mm的樣條，在樣條上端（6.4mm處）用支架上的夾具夾持，并保持樣條的縱軸垂直，在距其下端9.5mm處放置噴燈，在距樣條下端305mm處放干燥脫脂棉，點(diǎn)燃噴燈并調(diào)節(jié)其火焰高度為19mm，點(diǎn)火10s后移去火焰并記錄樣條的燃燒時(shí)間，若30s內(nèi)樣條的火焰熄滅，則重新對(duì)樣條點(diǎn)燃10s，移去火焰并記錄其有焰燃燒和無(wú)焰燃燒的時(shí)間，若有溶滴在脫脂棉上，觀察是否會(huì)引燃脫脂棉。
塑料阻燃等級(jí)由HB，V-2，V-1向V-0逐級(jí)遞增：
HB：UL94標(biāo)準(zhǔn)中最底的阻燃等級(jí)。要求對(duì)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(biāo)志前熄滅。
V-2：對(duì)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在60秒內(nèi)熄滅。可以有燃燒物掉下。
V-1：對(duì)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在60秒內(nèi)熄滅。不能有燃燒物掉下。
V-0：對(duì)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在30秒內(nèi)熄滅。不能有燃燒物掉下。
等級(jí)含義：
UL關(guān)于塑料燃燒性的認(rèn)證方法有兩種：一種是我們通常看到最多的UL–94 V0、V1、V2、V5，這是垂直燃燒的測(cè)試方法；另一種是我們一般很少見(jiàn)到的UL94 HB，這是水平測(cè)試的方法。
UL94 HB：水平燃燒這種塑料能慢慢燃燒但不能自熄。這種類型是UL的最低等級(jí)，經(jīng)常是用縱向V0、V1或V2方式行不通時(shí)才采用這種方法。
UL94 V0、V1、V2、V5垂直燃燒UL阻燃性分類體系如下：
UL94 V0評(píng)定方法：從點(diǎn)燃后把火焰移開(kāi)后樣品能快速自熄到在一定時(shí)間間隙內(nèi)無(wú)燃燒的熔體滴落（也就是說(shuō)，燃燒著的熔體滴落在位于測(cè)試樣品下面的一英尺的棉花墊上，不能引燃棉花）。
UL94 V1評(píng)定方法與V0類似，只不過(guò)它要求的自熄時(shí)間要長(zhǎng)些。這種測(cè)試允許熔體滴落在棉花墊上，但不能點(diǎn)燃棉花。
UL94 V2和V1相同，只是它允許燃燒著的熔滴將一英尺下面的棉花點(diǎn)燃。
UL94 V5是最嚴(yán)格的檢測(cè)方法，它涉及到塑料制品實(shí)際在火焰里的壽命。實(shí)驗(yàn)要求火焰長(zhǎng)度為5min，對(duì)測(cè)試樣品施加五次燃燒，其間不允許有熔滴滴落，不允許測(cè)試樣品有明顯的扭曲，也不能產(chǎn)生任何被燒出來(lái)的洞。
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