關于塑料制品水平垂直燃燒測試儀實驗方法

淺談塑料制品水平垂直燃燒測試儀實驗方法
自GB/T 8624-2006(建筑材料及制品燃燒性能分級》(以下簡稱GB/T 8624—2006)頒布實施，基本采用了歐盟現行的燃燒測試方法，小型試驗方法部分被放棄，氧指數法、水平垂直燃燒試驗在消防監督工作中曾起到了重要作用。例如氧指數，其試驗結果以數字形式表現，簡潔直觀，對材料燃燒性能有說明性，并且數據重現性很高。而塑料水平(垂直)燃燒測試，能夠對建筑塑料制品的可燃性做出較為顯著的評價。因此在GB/T 8624—2006修訂中，此試驗方法又被重新加入。
1 常用塑料燃燒特性及用途
1．1塑料及燃燒特性
天津循煜科技有限公司技術部工作人員指出，建筑中常用的塑料種類繁多，并有各種不同分類。其較常見的分類是熱塑性塑料及熱固性塑料的區分。
(1)在特定的溫度范圍內，加熱時變軟流動，冷卻變硬，是一種可逆過程，可反復加工，為熱塑性塑料，建筑中的很大一部分塑料屬于此類別，包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。這類塑料在受火后，易融化、滴落，一般采用水平測試法進行測試。
(2)初次加熱時可軟化流動，到一定溫度時，產生化學反應，形成網狀化學鍵變硬，這種變化不可逆，不能再熔化，且不能溶解在溶劑中，為熱固性塑料。熱固性塑料借助靠前次加熱時的塑化流動，在壓力下充滿型腔，較后固化成具有特定形狀、尺寸的制品，如酚醛、環氧、氨基、聚氨酯等塑料。該類塑料制品在建筑中也很常見，主要用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等惡劣環境中，在受火后，部分會輕微收縮，但尺寸較小，幾乎可忽略，經過阻燃處理，氧指數達到較高水平后，不會助長火焰蔓延。


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結構材料，僅有一小部分用于制造承受輕荷載的結構構件，如塑料波形瓦、門窗、通風管道、儲水塔罐等。更多的是與其他材料復合，如用作電線電纜套管、人造板的貼面材料等。
(1)塑料異型材拼焊的門窗框、櫥柜組件等采用硬質發泡聚氯乙烯或聚苯乙烯制造，常用于墻板護角、門窗口的壓縫條、石膏板的嵌縫條、踢腳板、掛鏡線、天花吊頂回緣、樓梯扶手等處。
(2)玻璃纖維增強塑料，俗稱玻璃鋼。常用于建筑中的有透明或半透明的波形瓦、采光天窗、浴盆、整體衛生間、泡沫夾層板、通風管道、混凝土模殼等。
(3)塑料管材件，廣泛的應用于水管、化工及電線穿線管等。常用的有硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁烯管以及ABS塑料等。用于電工套管的塑料制品，在建筑中使用時需經過防火檢測，此時就需要進行塑料水平測試法、氧指數、煙密度測試。天津循煜科技有限公司技術部工作人員指出，
(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，以及化纖地毯、無紡地氈等。此類塑料制品用于地面，因此一般采用GB/T 11785—2005《鋪地材料燃燒性能測定輻射熱源法》…進行燃燒測試判定其燃燒性能。
(5)塑料壁紙在室內裝修中經常采用，熱壓硬質塑料貼面板、印花紙與中密度纖維板或其他人造板熱壓成裝飾板，都可以用作室內的隔墻板、門芯板、家具板或地板。這類板材一般會根據其使用部位，參考相關規范，選用相應燃燒等級制品，確定其試驗方法。
(6)泡沫塑料輕質多孔，是的絕熱和吸聲材料，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。這類材料目前的測試一般通過煙密度、燃燒熱值、放熱量、泡沫塑料水平(垂直)燃燒法確定其燃燒性能。還可通過英準BS8414((應用在建筑表面的非承重墻外履層系統的火反應測試方法》及GB/T 29416—2012(建筑外墻外保溫系統的防火性能試驗方法》進行測試，得到大尺寸火災試驗結論。
2 塑料阻燃等級測試方法塑料阻燃等級由VⅢ，V-1，V-2向HB遞減，該等級分別由塑料垂直試驗法和塑料水平試驗法測試區分。

CZF-5CD型觸摸屏水平垂直燃燒試驗儀
天津循煜科技有限公司研發的此款水平垂直燃燒試驗儀主要用于測試塑料類及非金屬材料類物質燃燒性能的試驗儀器。適用于塑料和非金屬材料試樣處于50W火焰條件下，水平或垂直方向燃燒性能的試驗室測定方法。
二、產品功能特點
1.觸摸屏+PLC控制
2.自動化程度高：自動記錄試驗時間，自動顯試結果，自動計時，自動點火，施焰結束后本生燈自動退回
3.式樣夾前、后、上、下進退均可觸摸屏操控，啟動、停止、燃氣、計時、點火、保存、保存、照明、排風均通過觸摸屏控制實現，指尖輕觸即可完成試驗
4.記時準確
三、相關技術參數
①儀器合適工作條件及主要技術指標
1. 環境溫度：室溫～40℃； 相對濕度：≤75％；
2. 供電電壓和功率：220V±10％       50HZ     功率150W
3. 本生燈自動點火時間：任意設定
4. 本生燈內徑9.5mm±0.5mm
5. 氣源：液化石油氣（仲裁時加工業甲烷氣）；
6. 鋼板靜電噴塑箱體
7. 大于0.5立方米（鋼板靜電噴涂款）
8. 儀器重量約：100kg
9. 工作電源 ：  220V  AC  50HZ
10. 計時范圍：0~999s 記時精度：10s±0.2s 30s±0.2s；
11. 施焰時間 ：  0～999.9S（可調）
12. 余焰時間 ：  0～999.9S（可調）
13. 余灼時間 ：  0～999.9S（可調）
14. 燃燒角度 ：  0°、20°、45°可選擇
15. 火焰 ：  20mm ~ 175mm   可調
16. 火焰溫度：（100-1000）℃可調
17. 氣體流量 ：  氣體流量105ml/min-1000ml/min可調
18. 燃 燒 燈 ：  燈管內徑9.5±0.3mm,長度：100mm±10mm
20. 位置調節 ：  樣品夾支架可上下、左右調節，燃燒座可前后調節，調節行程均大
21. 外型尺寸:寬1160mm×深600mm×高1310（含腳）mm （0.5方，另有0.75方）
22. 燃燒試驗區容積：＞0.5立方,長*寬*高約900mm×590mm×1050mm, 背景黑色，背景照度≤20Lux
23. 觸摸顯示屏相關參數：
①尺寸：7寸 有效顯示尺寸 長15.4cm 寬8.59cm；
②分辨率：800*480
③通訊接口 RS232、3.3V CMOS或TTL、串口方式
④儲存容量:1G
⑤采用純硬件FPGA驅動顯示，“零”啟動時間，上電即可運行
⑥采用M3+FPGA架構，M3負責指令解析，FPGA專注TFT顯示，速度和可靠性均好
⑦主控制器均采用低能耗處理器，自動進入節能模式
②設計標準：
GB-T2408-2008《塑料燃燒性能的測試-水平法和垂直法》（ANSI/UL94 -2006）
③適用標準：
GB-T13488《橡膠燃燒性能測定—垂直燃燒法》
GB/T5169、ANSI/UL94、IEC60950-1、IEC695-2-2等標準規定的模擬安全試驗項目。

 2．1 UL94

天津循煜科技有限公司技術部工作人員指出，塑料阻燃分級中較常提到的是UL94，UL是指英文保險商試驗所(Underwriter Laboratories Ine．)，作為較***，世界上從事安全試驗和鑒定較大的民間機構，UL 94—2009(設備和器具部件用塑料材料的可燃性試驗》。21(以下簡稱uL 94—2009)是應用非常廣泛的燃燒試驗標準。它用來評價材料在被點燃后熄滅的能力，測試樣品根據尺寸不同，結果會有所區別。目前現行標準為UL 94—2009，其中包括水平、垂直燃燒法，針對不同試樣采用不同方法進行測試。UL 94—2009中的燃燒試驗根據燃燒火焰功率、樣品種類、測試放置方式、燃燒時間、燃燒速度、滴落物情況等試驗結果，把聚合物材料區分為HB，V-O，V-1，V_2，5VA，5VB，VTM旬，VTM一1，VTM-2，HBF，HF-1，HF-2級另0。
(I)水平燃燒試驗樣品長125 mm，寬為13 mm，50 W試驗火焰施加30 S，或者試樣的燃燒達到距樣品施加火焰處25 mm時(如果在30 S內)移開火焰，記錄火焰燃燒時間和樣品損壞長度，斷定其是否為HB級材料。
(2)50 W垂直燃燒試驗等級包括V-O，V-1，或V-2，樣品尺寸與水平燃燒相同，火焰施加于試樣10 S后，如試樣停止燃燒，重新施加火焰10 S，通過測量余焰和余輝時間、火焰蔓延情況和燃燒顆粒滴落情況，評價試樣的垂直燃燒行為，據此區分三個等級。
通過500 W垂直燃燒試驗區別5VA或5VB；通過薄膜材料的垂直燃燒試驗來斷定薄膜材料的燃燒等級：VTM-O，VTM．1或VTM-2；對于泡沫材料，通過泡沫水平燃燒試驗區分HBF，HF一1，HF．2。
2．2我國建筑材料分級中涉及的塑料水平測試目前現行標準為GB/T 2408—2008《塑料燃燒性能的測定水平法和垂直法》"1，等同采用IEC 60695．11．10：2003，IEC是指電工委員(InternationalElectrotechnical Commission)，是世界上成立較早的標準化機構，IEC主要針對電氣、電子工程領域。該試驗方法與UL 94—2009中的水平垂直燃燒法相同，包括樣品尺寸與測試步驟。通過水平試驗法測量線性燃燒速率，評價試樣的水平燃燒行為。主要記錄損壞長度、經過的時間，較終得到燃燒速率，火焰蔓延情況也要進行記錄，并由此區分這三個等級：HB，HB40，HB75。塑料垂直燃燒法與上述UL 94方法相同。
天津循煜科技有限公司技術部工作人員指出，泡沫塑料水平燃燒測試采用GB 8332—2008《泡沫塑料燃燒性能試驗》進行測試，該方法等同采用ISO9772—2001與UL 94—2009中泡沫水平測試方法。GB/T 8624—2006采用了歐盟分級體系EN 13501—1的技術要求，將建筑制品燃燒性能分為A1，A2，B，C，D，E，F等100多個等級，SBI適用于A1到D等級的建筑制品評價指標，摒棄了GB 8624—1997中的小型試驗方法，一方面增加了測試成本，另一方面電線電纜套管類塑料材料小試驗方法對塑料燃燒分級有特定的意義，小試樣即可判定其燃燒特性，在GB/T8624—2006的修訂中，決定恢復加入水平垂直試驗方法。

 天津循煜科技有限公司技術部