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不同材料的阻燃性能检测标准有哪些差异

三方检测机构-王工 2023-03-03

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阻燃性能是材料安全的核心指标之一,不同材料(如塑料、纺织品、木材、建筑材料、电子电器材料等)因材质结构、应用场景的差异,对应的阻燃检测标准在测试方法、评判指标、分级逻辑上各有侧重。这些差异直接影响材料阻燃性能的评估结果,也决定了材料能否满足特定场景的安全要求。本文将围绕五类常见材料,拆解其主流阻燃检测标准的具体差异,理清不同标准对材料阻燃要求的本质区别。

塑料材料:UL 94与GB/T 2408的测试细节差异

塑料是阻燃检测中最常见的材料类型,UL 94(美国保险商实验室标准)和GB/T 2408(中国国家标准)是全球应用最广的两个标准。UL 94的核心是“垂直燃烧分级”(如V-0、V-1、V-2),试样尺寸为127mm×12.7mm×厚度(0.8-13mm),点火源为丙烷喷灯,垂直燃烧时点火10秒,需观察火焰熄灭时间、滴落物是否引燃下方200mm处的棉花——V-0级要求两次点火后火焰均≤10秒熄灭,无引燃性滴落物。

GB/T 2408则将测试分为“垂直燃烧(FV级)”和“水平燃烧(FH级)”,试样尺寸为125mm×13mm×厚度,点火时间同样10秒,但垂直燃烧时试样底部距棉花的距离为300mm(比UL 94远100mm),且增加了“阴燃时间”要求——FV-0级需满足续燃≤10秒、阴燃≤30秒、滴落物不引燃棉花。

以PP(聚丙烯)塑料为例,某款UL 94 V-0级的PP材料,在GB/T 2408测试中可能因阴燃时间达到35秒而无法通过FV-0级;而厚度<0.8mm的薄塑料,UL 94有单独的VTM级标准,GB/T 2408则未区分,直接通过调整试样厚度覆盖,这也是两者适用范围的明显差异。

此外,UL 94的“水平燃烧HB级”要求火焰蔓延速度≤40mm/min(厚度≥3mm)或≤75mm/min(厚度<3mm),而GB/T 2408的FH-1级要求火焰蔓延速度≤100mm/min,更宽松的指标意味着部分UL 94 HB级材料可直接满足GB/T 2408的FH-1级。

纺织品:GB/T 5455与ISO 15025的评判重点不同

纺织品的阻燃检测需关注“穿着或装饰场景的火焰扩散”,GB/T 5455(《纺织品 燃烧性能 垂直方向燃烧速率的测定》)和ISO 15025(《纺织品 燃烧性能 垂直方向火焰蔓延的测定》)是核心标准。GB/T 5455的测试方法是将试样垂直悬挂,用酒精灯点火10秒,测量“续燃时间、阴燃时间、损毁长度”——B1级要求续燃≤5秒、阴燃≤5秒、损毁长度≤150mm。

ISO 15025则更侧重“火焰蔓延的速度”,点火源为丁烷喷灯(火焰高度40mm),点火时间12秒,评判指标是“火焰到达试样顶部的时间”:若2分钟内未到达顶部,则视为合格。比如一款阻燃纯棉布,GB/T 5455测试中续燃3秒、阴燃4秒、损毁120mm(符合B1级),但ISO 15025测试中若火焰1分30秒到达顶部,则不符合要求。

美国的16 CFR 1610标准(儿童睡衣阻燃)差异更大:它要求纺织品“水平燃烧时火焰蔓延速度≤76mm/分钟”,且不允许熔融滴落物——这是针对儿童穿着时“接触火源后火焰快速扩散”的风险设计,而GB/T 5455和ISO 15025均未针对特定人群制定额外要求。

此外,GB/T 5455对“毛绒纺织品”有单独规定(试样需梳理绒毛),而ISO 15025未区分,这也是针对国内纺织品类型的适应性调整。

木材:GB/T 17658与ASTM E84的测试场景差异

木材及木质复合材料的阻燃检测需模拟“建筑内饰的火焰传播”,GB/T 17658(《阻燃木材燃烧性能试验方法 锥形量热仪法》)和ASTM E84(《建筑材料表面燃烧特性的标准试验方法》)是关键标准。GB/T 17658用锥形量热仪模拟火灾辐射热(如50kW/m²),测试“热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、烟生成速率(SPR)”——PHRR≤150kW/m²、THR≤15MJ/m²视为合格。

ASTM E84则采用“隧道法”:将试样安装在3.66m长的隧道内,用燃气喷灯点火,测量“火焰传播指数(FSI)、烟密度等级(SDR)”——FSI≤25为A级(不燃)、26-75为B级(难燃)。比如阻燃胶合板,GB/T 17658关注“火灾中的热释放强度”,ASTM E84关注“隧道内的火焰扩散范围”。

以一款酚醛树脂浸渍的阻燃木饰面板为例,GB/T 17658测试中PHRR为120kW/m²(合格),但ASTM E84测试中FSI为80(超过B级的75),原因是隧道法中火焰沿面板表面扩散更快,而锥形量热仪更侧重材料自身的热释放。

此外,GB/T 17658要求测试“氧指数(LOI)”(LOI≥30为难燃),而ASTM E84未包含这一指标,这是两者在评判维度上的明显区别——氧指数反映材料的“燃烧难易程度”,火焰传播指数反映“燃烧后的扩散速度”。

建筑材料:GB 8624与EN 13501的分级体系差异

建筑材料的阻燃分级直接关联建筑防火等级,GB 8624(《建筑材料及制品燃烧性能分级》)和EN 13501(《建筑产品和构件的燃烧性能分类》)是中、欧核心标准。GB 8624将材料分为A级(不燃)、B1级(难燃)、B2级(可燃)、B3级(易燃),分级依据包括:氧指数(LOI≥30为B1级)、烟密度(SDR≤75为B1级)、燃烧滴落物(不引燃滤纸为B1级)。

EN 13501则采用更细致的“七等级体系”:A1(无有机物不燃)、A2(含有机物不燃)、B、C、D、E、F级,其中A2到F级需通过“单燃烧室内测试(SBI)”评估“热释放速率、火焰蔓延、烟密度、燃烧滴落物”——B级要求热释放速率峰值≤300kW/m²、火焰蔓延时间≥10分钟、烟密度≤0.1m²/s。

以EPS(聚苯板)保温材料为例,GB 8624的B1级要求LOI≥30、SDR≤75、滴落物不引燃;而EN 13501的B级要求SBI测试中热释放速率峰值≤300kW/m²,若某EPS板的LOI为32(符合GB 8624 B1级),但SBI测试中热释放速率峰值为350kW/m²,则无法达到EN 13501的B级。

此外,GB 8624针对“铺地材料”制定了单独分级(如B1级要求临界辐射通量≥0.45W/cm²),而EN 13501将铺地材料纳入通用体系,仅调整SBI测试的试样安装方式,这是针对不同建筑场景的适应性差异。

电子电器材料:IEC 60695与GB/T 5169的测试精度差异

电子电器材料需应对“局部过热”风险(如电路短路、元件发热),IEC 60695(《电工电子产品着火危险试验》)和GB/T 5169(《电工电子产品着火危险试验 第1部分:总则》)是主要标准。IEC 60695的核心测试是“灼热丝试验(GWT)”和“针焰试验(NFT)”:灼热丝用直径4mm的镍铬丝加热至500-960℃,按压试样30秒,观察是否引燃;针焰用直径0.5mm的火焰(800℃)灼烧10秒,观察火焰蔓延。

GB/T 5169的测试方法与IEC 60695一致,但在“测试精度”上要求更严:比如灼热丝试验中,IEC 60695要求接触压力为1N±0.2N,而GB/T 5169要求1N±0.1N——更小的压力偏差意味着对设备的精度要求更高,避免因压力过大导致热量传递过多而误判。

以ABS塑料电器外壳为例,IEC 60695的灼热丝温度为750℃,若试样未引燃且火焰在30秒内熄灭,则合格;而GB/T 5169的相同测试中,若设备压力偏差为0.15N(超过GB/T 5169的0.1N),可能导致试样因热量过多而引燃,被判不合格。

此外,IEC 60695的“漏电起痕试验(PTI)”要求材料在电压下不产生导电痕迹,而GB/T 5169更关注“痕化路径的长度”——若痕化路径≤10mm则视为合格,而非仅“是否产生痕迹”,这是针对国内电子电器绝缘材料的实际使用场景调整的指标。

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