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浅谈塑料制品水平垂直燃烧测试仪实验方法

2020-10-18 北京卓锐科技 10001

浅谈塑料制品水平垂直燃烧测试仪实验方法

自GB/T 8624(建筑材料及制品燃烧性能分级》(以下简称GB/T 8624)颁布实施,基本采用了欧盟现行的燃烧测试方法,小型试验方法部分被放弃,氧指数法、水平垂直燃烧试验在消防监督工作中曾起到了重要作用。例如氧指数,其试验结果以数字形式表现,简洁直观,对材料燃烧性能极具有说明性,并且数据重现性很高。而塑料水平(垂直)燃烧测试,能够对建筑塑料制品的可燃性做出较为显著的评价。因此在GB/T 8624—2006修订中,此试验方法又被重新加入。

1 常用塑料燃烧特性及用途

1.1塑料及燃烧特性

建筑中常用的塑料种类繁多,并有各种不同分类。其较常见的分类是热塑性塑料及热固性塑料的区分。

(1)在特定的温度范围内,加热时变软流动,冷却变硬,是一种可逆过程,可反复加工,为热塑性塑料,建筑中的很大一部分塑料属于此类别,包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。这类塑料在受火后,易融化、滴落,一般采用水平测试法进行测试。

(2)初次加热时可软化流动,到一定温度时,产生化学反应,形成网状化学键变硬,这种变化不可逆,不能再熔化,且不能溶解在溶剂中,为热固性塑料。热固性塑料借助靠前次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,较后固化成具有特定形状、尺寸的制品,如酚醛、环氧、氨基、聚氨酯等塑料。该类塑料制品在建筑中也很常见,主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中,在受火后,部分会轻微收缩,但尺寸较小,几乎可忽略,经过阻燃处理,氧指数达到较高水平后,不会助长火焰蔓延。

1.2建筑中常用的塑料及用途

塑料在建筑中大部分是用于非结构材料,仅有一小部分用于制造承受轻荷载的结构构件,如塑料波形瓦、门窗、通风管道、储水塔罐等。更多的是与其他材料复合,如用作电线电缆套管、人造板的贴面材料等。

(1)塑料异型材拼焊的门窗框、橱柜组件等采用硬质发泡聚氯乙烯或聚苯乙烯制造,常用于墙板护角、门窗口的压缝条、石膏板的嵌缝条、踢脚板、挂镜线、天花吊顶回缘、楼梯扶手等处。

(2)玻璃纤维增强塑料,俗称玻璃钢。常用于建筑中的有透明或半透明的波形瓦、采光天窗、浴盆、整体卫生间、泡沫夹层板、通风管道、混凝土模壳等。

(3)塑料管材件,广泛的应用于水管、化工及电线穿线管等。常用的有硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁烯管以及ABS塑料等。用于电工套管的塑料制品,在建筑中使用时需经过防火检测,此时就需要进行塑料水平测试法、氧指数、烟密度测试。

(4)地面材料中有很大一部分塑料制品,如聚氯乙烯制作的塑料地板、塑料卷材,以及化纤地毯、无纺地毡等。此类塑料制品用于地面,因此一般采用GB/T 11785—2005《铺地材料燃烧性能测定辐射热源法》…进行燃烧测试判定其燃烧性能。

(5)塑料壁纸在室内装修中经常采用,热压硬质塑料贴面板、印花纸与中密度纤维板或其他人造板热压成装饰板,都可以用作室内的隔墙板、门芯板、家具板或地板。这类板材一般会根据其使用部位,参考相关规范,选用相应燃烧等级制品,确定其试验方法。

(6)泡沫塑料轻质多孔,是优良的绝热和吸声材料,建筑中常用的有聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料。这类材料目前的测试一般通过烟密度、燃烧热值、放热量、泡沫塑料水平(垂直)燃烧法确定其燃烧性能。还可通过英国标准BS8414((应用在建筑表面的非承重墙外履层系统的火反应测试方法》及行业标准GB/T 29416—2012(建筑外墙外保温系统的防火性能试验方法》进行测试,得到大尺寸火灾试验结论。

2 塑料阻燃等级测试方法塑料阻燃等级由VⅢ,V-1,V-2向HB递减,该等级分别由塑料垂直试验法和塑料水平试验法测试区分。

2.1 UL94

塑料阻燃分级中较常提到的是UL94,UL是指英文保险商试验所(Underwriter Laboratories Ine.),作为美国较***,世界上从事安全试验和鉴定较大的民间机构,UL 94—2009(设备和器具部件用塑料材料的可燃性试验》。21(以下简称uL 94—2009)是应用非常广泛的燃烧试验标准。它用来评价材料在被点燃后熄灭的能力,测试样品根据尺寸不同,结果会有所区别。目前现行标准为UL 94—2009,其中包括水平、垂直燃烧法,针对不同试样采用不同方法进行测试。UL 94—2009中的燃烧试验根据燃烧火焰功率、样品种类、测试放置方式、燃烧时间、燃烧速度、滴落物情况等试验结果,把聚合物材料区分为HB,V-O,V-1,V_2,5VA,5VB,VTM旬,VTM一1,VTM-2,HBF,HF-1,HF-2级另0。

(I)水平燃烧试验样品长125 mm,宽为13 mm,50 W试验火焰施加30 S,或者试样的燃烧达到距样品施加火焰处25 mm时(如果在30 S内)移开火焰,记录火焰燃烧时间和样品损坏长度,断定其是否为HB级材料。

(2)50 W垂直燃烧试验等级包括V-O,V-1,或V-2,样品尺寸与水平燃烧相同,火焰施加于试样10 S后,如试样停止燃烧,重新施加火焰10 S,通过测量余焰和余辉时间、火焰蔓延情况和燃烧颗粒滴落情况,评价试样的垂直燃烧行为,据此区分三个等级。

图片关键词

通过500 W垂直燃烧试验区别5VA或5VB;通过薄膜材料的垂直燃烧试验来断定薄膜材料的燃烧等级:VTM-O,VTM.1或VTM-2;对于泡沫材料,通过泡沫水平燃烧试验区分HBF,HF一1,HF.2。

2.2我国建筑材料分级中涉及的塑料水平测试目前现行标准为GB/T 2408—2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》"1,等同采用IEC 60695.11.10:2003,IEC是指国际电工委员(InternationalElectrotechnical Commission),是世界上成立较早的国际标准化机构,IEC主要针对电气、电子工程领域。该试验方法与UL 94—2009中的水平垂直燃烧法完全相同,包括样品尺寸与测试步骤。通过水平试验法测量线性燃烧速率,评价试样的水平燃烧行为。主要记录损坏长度、经过的时间,较终得到燃烧速率,火焰蔓延情况也要进行记录,并由此区分这三个等级:HB,HB40,HB75。塑料垂直燃烧法与上述UL 94方法相同。

泡沫塑料水平燃烧测试采用GB 8332—2008《泡沫塑料燃烧性能试验》进行测试,该方法等同采用ISO9772—2001与UL 94—2009中泡沫水平测试方法。GB/T 8624—2006采用了欧盟分级体系EN 13501—1的技术要求,将建筑制品燃烧性能分为A1,A2,B,C,D,E,F等100多个等级,SBI适用于A1到D等级的建筑制品评价指标,完全摒弃了GB 8624—1997中的小型试验方法,一方面增加了测试成本,另一方面电线电缆套管类塑料材料小试验方法对塑料燃烧分级有特定的意义,小试样即可判定其燃烧特性,在GB/T8624—2006的修订中,决定恢复加入水平垂直试验方法。

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