1、变压器中电子绝缘塑胶材料阻燃试验方法时间:2011-03-191 引言在变压器材料或塑胶产品中，相信大家对这个阻燃等级 94V 值这一词语也是比较了解认识，UL94 等级是应用最广泛的塑料材料可燃性能标准，它用来评价材料在被点燃后熄灭的能力。根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴能力以及滴珠是否燃烧可有多种评判方法。每种被测材料根据颜色或厚度都可以得到许多值。当选定某个产品的材料时，其 UL 等级应满足塑料零件壁部分的厚度要求。UL 等级应与厚度值一起报告，只报告 UL 等级而没有厚度是不够的。塑料阻燃等级由 HB，V-2，V-1 向 V-0 逐级递增：见得最多的是我们常用的变压器材料胶芯的 UL 黄卡
2、都有注明，而且在各种电子绝缘材料认证中都需要这个标准或者相应的要求等级，所以针对阻燃等级的测试方法在本文中作了叙述，可以作为材料认证或检验方法、依据使用有一定的帮助。在电子绝缘材料中 UL94 有以下几种等级： UL94-HB、UL94V-0、UL94V-1、UL94V-2、UL94 5VA/5VB 等，以下分别为各种等级测试过程方法予以说明。2 UL94 HB 级水平燃烧试验(Horizontal Flame retardant class test)2.1 测试样品要求1) 形状为片状，切割、挤塑等方式均可，边沿光滑，表面干净，密度均匀；2) 试片尺寸：长 1255mm*宽 130.5，厚
3、（一般为 1.5mm；3.0mm；6.0mm 厚） ，需要提供测试最小厚度样品和 3mm 厚度样品，若样品厚度大于 3mm 或者最大厚度小于 3mm，则可以不用提供 3mm 样品，样品厚度最大不超过 13mm，最大宽度不超过 13.5mm，角半径不大于 1.3mm；3) 若多种系列颜色与密度，可以提供有代表性的样品；4) 数量：样品至少 2 套，每套 3 件样品。2.2 试验测试程序1) 在 251mm 及 1001mm 处画划线做记号；2) 在夹住靠近 100mm 处样品尾端，每试片以长度方向呈水平放置,宽度呈 452方式，丝网固定在样品 1001mm 处； 3) 每一种厚度准备了三个试片,
4、测试前先在 23和 50%相对湿度下放置 48 小时；4) 燃具：甲烷流量 105mL/min，背压力 10mm 水柱；5) 燃烧：焰炉倾斜 45 度，焰高 20mm1mm，样品置于 6mm 深处，301 秒或燃烧到25mm 处移走焰炉；6) 在火焰燃烧至 25mm 处开始计时，计下停燃烧时所用的时间和燃烧过的长度；7) 测出火焰，燃烧速率以 mm/min 计算，V=60L/t ，L 是燃烧的长度 mm，t 是燃烧时间 s。2.3 试验记录 1) 火焰是否燃烧至 251mm 或 1001mm 处；2) 火焰燃烧至 251mm 或 1001mm 之间，记录燃烧过的长度 L 和燃烧此段长度所用的时
5、间 t；3) 若火焰燃烧通过了 1001mm，则记录从 25 处到 100 处所用的时间 t；4) 再按以上计算燃烧的速度。2.4 HB 等级的判定1) 跨度在 75mm 上 3.0mm13mm 厚度之样品，燃烧速度40mm/min；2) 跨度在 75mm 上，厚度小于 3.0mm 之样品，燃烧速度 75mm/min；3) 或火焰在 100mm 前停止燃烧。如果测试结果符合上述条件的则为 HB 级。说明：如厚度在 3.00.2mm 的样品能通过火焰测试，则此结论适应于厚度在 1.53.0mm之间的所有样品；样品至少 2 套，每套 3 件，若第一套中仅有一件不合格，则可以用第二套样品来重作试验。
6、3 UL94 V 级垂直燃烧试验(Vertical Flame retardant class test,V-0/V-1/V-2)3.1 测试样品要求1) 形状为片状，切割、挤塑等方式均可，边沿光滑，表面干净，密度均匀；2) 试片尺寸：长 125mm5mm*宽 13mm0.5，厚（一般为 0.7mm；1.5mm；3.0mm 厚） ，需要提供测试最小厚度样品和最大厚度样品，样品厚度最大不超过 13mm，如果最小厚度样品与最大厚度样品测试的结果不一致，则还需要提供中间尺寸厚度样品，中间尺寸厚度跨度不超过 3.2mm，角半径不大于 1.3mm；3) 若多种系列颜色与密度，可以提供有代表性的样品；4)
7、 数量：样品至少 2 套，每套 5 件样品；5) 样品预处理：23和 50%相对湿度下放置 48 小时，然后再放入 70 度，168 小时进入炉进行干燥，室温下冷却 4 小时。3.2 试验测试程序1) 从上端夹住样品长约 6mm 处，长度方向垂直向下，样品下端离预置棉花层上表面保持30010mm 距离，要求是 100%的纯度的棉花，重量 0.08g，尺寸约 50*50mm，最大厚度不超过 6mm；2) 燃具：甲烷流量 105mL/min，背压力 10mm 水柱；3) 燃烧：火焰中心置于样品下边沿中心点处，燃具顶部到样品下端距离为 101mm，维持 100.5 秒，如果燃烧过程中样品形状和位置发
8、生变化，燃具要随之调整，若测试过程中有熔融物滴落，可将燃具焰炉倾斜 45 度，燃烧 100.5 秒以后以 300mm/min 的速度移开燃具至少 150mm，同时开始计录余焰时间 t1，余焰停止时立刻再次燃烧 100.5 秒，移开后记录余焰时间 t2 和余燃时间 t3。注明：要求火焰高 20mm，余焰和余燃的判别可以用小片棉花接触，能点燃则为余焰，如果点燃后火焰熄灭，则可以忽略该样，用另外的样品进行测试，若是因为样品发出的气体能将火焰熄灭，则应立即点燃燃具继续燃烧，直到燃烧时间达到 100.5 秒时停止并移开燃具。3.3 试验记录 1) 记录第一次余焰时间 t1；2) 记录第二次余焰时间 t2
9、；3) 记录第一次余燃时间 t3；4) 记录样品是否燃尽；5) 记录试验过程滴落的微粒是否点燃棉花。3.4 V 级火焰等级的评定： 标准 UL94 V-0 UL94 V-1 UL94 V-2单个样品的时间 t1/t2 10s 30s 30s所有样品的时间 t1+t2 50s 250s 250s单个样品的时间 t2+t3 30s 60s 60s是否燃尽 否 否 否是否点燃棉花 否 否 是以上说明：五个样品中仅有一个样品不合格，可用第二套样品来进行测试：当 t2+t3 为5155 秒(V-1) 或 251255 秒(V-2)时也会用另外一套样品来进行结果验证。4 UL94 5V 级垂直燃烧试验(5
10、00W 125mm Vertical Flame retardant class test,94-5VA/5VB)4.1 测试样品要求及处理1) 形状为片状，切割、挤塑等方式均可，边沿光滑，表面干净，密度均匀；2) 试片尺寸：长 1255mm，宽 130.5mm，一般厚度为 3.0mm，需要提供测试最小厚度样品和 3mm 厚度样品；块状样品，150*150mm5mm，以提供最小厚度样品；稍厚一点也需提供，以防测试结果不一致，但样品最大厚度不超过 13mm，角半径不大于 1.3mm3) 样品预处理：23和 50%相对湿度下放置 48 小时，然后再放入 70 度，168 小时进入炉进行干燥，室温下
11、冷却 4 小时。4.2 条状样品试验测试程序：1) 从上端夹住长约 6mm 处样品，长度方向垂直向下，样品下端离预置棉花层上表面保持30010mm 距离，要求是 100%的纯度的棉花，重量 0.08g，尺寸约 50*50mm，最大厚度不超过 6mm；2) 燃具：甲烷流量 965mL/min，背压力 125mm 水柱；要求火焰高为 12510mm，内焰 402mm，倾斜 205 度，窄边对准燃具。3) 燃烧：从样品角尖处开始燃烧，保证内焰接触样品，燃具倾斜 20 度，燃烧 50.5 秒，重复进行五次燃烧，如果燃烧过程中有粒子滴落，样品收缩或伸张，要相应地调整燃具以保证内焰接触样品。4.3 试验记
12、录 1) 余焰时间和余燃时间2) 滴落粒子是否点燃棉花4.4 块状样品测试1) 水平地夹持样品2) 火焰作用在样底面中心处，燃具倾斜 205 度，内焰接触样品，时间为 50.5 秒，然后移走燃烧并保持 50.5 秒，重复作用五次后停止，当所有余焰和余燃均停止后，观察并记录样品是否被烧穿。4.5 5V 火焰等级的评定：UL94 5VA UL94 5VB单个样品的余焰和余燃时间 60s 60s是否点燃棉花 否 否单个样品的时间 t2+t3 30s 60s是否被烧穿（产生一个洞） 否 是说明：结果需根据条状样品和块状样品的测试结果进行判定，进行 5V 防火试验的材料需先符合 V 级防火试验的测试要求， 5 个条状样品中仅有 1 个不合格或 3 个块状样品仅有一个不合格，可用另外一组样品进行重测。此种 UL945V 是所有 UL94 测试中最严格的一种，下图为 5VA/5VB 样品试验测试示意图：UL94 参考其它同等的测试方法HB ASTM D635，ASTM D4804 ，IEC60707，ISO1210 V，20mm 火焰 ASTM D3801，IEC60707，ISO1210V，20mm 火焰（VTM 测试）ASTM D5048，ISO10351V，125mm 火焰 ASTM D4804，ISO9773
