淺談塑料制品水平垂直燃燒測(cè)試儀實(shí)驗(yàn)方法
自GB/T 8624-2006(建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)GB/T 8624—2006)頒布實(shí)施，基本采用了歐盟現(xiàn)行的燃燒測(cè)試方法，小型試驗(yàn)方法部分被放棄，氧指數(shù)法、水平垂直燃燒試驗(yàn)在消防監(jiān)督工作中曾起到了重要作用。例如氧指數(shù)，其試驗(yàn)結(jié)果以數(shù)字形式表現(xiàn)，簡(jiǎn)潔直觀，對(duì)材料燃燒性能有說(shuō)明性，并且數(shù)據(jù)重現(xiàn)性很高。而塑料水平(垂直)燃燒測(cè)試，能夠?qū)ㄖ芰现破返目扇夹宰龀鲚^為顯著的評(píng)價(jià)。因此在GB/T 8624—2006修訂中，此試驗(yàn)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(shù)部工作人員指出，建筑中常用的塑料種類(lèi)繁多，并有各種不同分類(lèi)。其較常見(jiàn)的分類(lèi)是熱塑性塑料及熱固性塑料的區(qū)分。
(1)在特定的溫度范圍內(nèi)，加熱時(shí)變軟流動(dòng)，冷卻變硬，是一種可逆過(guò)程，可反復(fù)加工，為熱塑性塑料，建筑中的很大一部分塑料屬于此類(lèi)別，包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。這類(lèi)塑料在受火后，易融化、滴落，一般采用水平測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試。
(2)初次加熱時(shí)可軟化流動(dòng)，到一定溫度時(shí)，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀化學(xué)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(shí)的塑化流動(dòng)，在壓力下充滿(mǎn)型腔，較后固化成具有特定形狀、尺寸的制品，如酚醛、環(huán)氧、氨基、聚氨酯等塑料。該類(lèi)塑料制品在建筑中也很常見(jiàn)，主要用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等惡劣環(huán)境中，在受火后，部分會(huì)輕微收縮，但尺寸較小，幾乎可忽略，經(jīng)過(guò)阻燃處理，氧指數(shù)達(dá)到較高水平后，不會(huì)助長(zhǎng)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(jié)構(gòu)材料，僅有一小部分用于制造承受輕荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如塑料波形瓦、門(mén)窗、通風(fēng)管道、儲(chǔ)水塔罐等。更多的是與其他材料復(fù)合，如用作電線(xiàn)電纜套管、人造板的貼面材料等。
(1)塑料異型材拼焊的門(mén)窗框、櫥柜組件等采用硬質(zhì)發(fā)泡聚氯乙烯或聚苯乙烯制造，常用于墻板護(hù)角、門(mén)窗口的壓縫條、石膏板的嵌縫條、踢腳板、掛鏡線(xiàn)、天花吊頂回緣、樓梯扶手等處。
(2)玻璃纖維增強(qiáng)塑料，俗稱(chēng)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(wèi)生間、泡沫夾層板、通風(fēng)管道、混凝土模殼等。
(3)塑料管材件，廣泛的應(yīng)用于水管、化工及電線(xiàn)穿線(xiàn)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(shí)需經(jīng)過(guò)防火檢測(cè)，此時(shí)就需要進(jìn)行塑料水平測(cè)試法、氧指數(shù)、煙密度測(cè)試。天津循煜科技有限公司技術(shù)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(wú)紡地氈等。此類(lèi)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(cè)定輻射熱源法》…進(jìn)行燃燒測(cè)試判定其燃燒性能。
(5)塑料壁紙?jiān)谑覂?nèi)裝修中經(jīng)常采用，熱壓硬質(zhì)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(nèi)的隔墻板、門(mén)芯板、家具板或地板。這類(lèi)板材一般會(huì)根據(jù)其使用部位，參考相關(guān)規(guī)范，選用相應(yīng)燃燒等級(jí)制品，確定其試驗(yàn)方法。
(6)泡沫塑料輕質(zhì)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(lèi)材料目前的測(cè)試一般通過(guò)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(guò)英準(zhǔn)BS8414((應(yīng)用在建筑表面的非承重墻外履層系統(tǒng)的火反應(yīng)測(cè)試方法》及GB/T 29416—2012(建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試，得到大尺寸火災(zāi)試驗(yàn)結(jié)論。
2 塑料阻燃等級(jí)測(cè)試方法塑料阻燃等級(jí)由VⅢ，V-1，V-2向HB遞減，該等級(jí)分別由塑料垂直試驗(yàn)法和塑料水平試驗(yàn)法測(cè)試區(qū)分。
CZF-5CD型觸摸屏水平垂直燃燒試驗(yàn)儀
天津循煜科技有限公司研發(fā)的此款水平垂直燃燒試驗(yàn)儀主要用于測(cè)試塑料類(lèi)及非金屬材料類(lèi)物質(zhì)燃燒性能的試驗(yàn)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(yàn)室測(cè)定方法。
二、產(chǎn)品功能特點(diǎn)
1.觸摸屏+PLC控制
2.自動(dòng)化程度高：自動(dòng)記錄試驗(yàn)時(shí)間，自動(dòng)顯試結(jié)果，自動(dòng)計(jì)時(shí)，自動(dòng)點(diǎn)火，施焰結(jié)束后本生燈自動(dòng)退回
3.式樣夾前、后、上、下進(jìn)退均可觸摸屏操控，啟動(dòng)、停止、燃?xì)?、?jì)時(shí)、點(diǎn)火、保存、保存、照明、排風(fēng)均通過(guò)觸摸屏控制實(shí)現(xiàn)，指尖輕觸即可完成試驗(yàn)
4.記時(shí)準(zhǔn)確
三、相關(guān)技術(shù)參數(shù)
①儀器合適工作條件及主要技術(shù)指標(biāo)
1. 環(huán)境溫度：室溫～40℃； 相對(duì)濕度：≤75％；
2. 供電電壓和功率：220V±10％ 50HZ 功率150W
3. 本生燈自動(dòng)點(diǎn)火時(shí)間：任意設(shè)定
4. 本生燈內(nèi)徑9.5mm±0.5mm
5. 氣源：液化石油氣（仲裁時(shí)加工業(yè)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(jì)時(shí)范圍：0~999s 記時(shí)精度：10s±0.2s 30s±0.2s；
11. 施焰時(shí)間 ： 0～999.9S（可調(diào)）
12. 余焰時(shí)間 ： 0～999.9S（可調(diào)）
13. 余灼時(shí)間 ： 0～999.9S（可調(diào)）
14. 燃燒角度 ： 0°、20°、45°可選擇
15. 火焰 ： 20mm ~ 175mm 可調(diào)
16. 火焰溫度：（100-1000）℃可調(diào)
17. 氣體流量 ： 氣體流量105ml/min-1000ml/min可調(diào)
18. 燃 燒 燈 ： 燈管內(nèi)徑9.5±0.3mm,長(zhǎng)度：100mm±10mm
20. 位置調(diào)節(jié) ： 樣品夾支架可上下、左右調(diào)節(jié)，燃燒座可前后調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)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(yàn)區(qū)容積：＞0.5立方,長(zhǎng)*寬*高約900mm×590mm×1050mm, 背景黑色，背景照度≤20Lux
23. 觸摸顯示屏相關(guān)參數(shù)：
①尺寸：7寸 有效顯示尺寸 長(zhǎng)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(chǔ)存容量:1G
⑤采用純硬件FPGA驅(qū)動(dòng)顯示，“零”啟動(dòng)時(shí)間，上電即可運(yùn)行
⑥采用M3+FPGA架構(gòu)，M3負(fù)責(zé)指令解析，F(xiàn)PGA專(zhuān)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(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式
②設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：
GB-T2408-2008《塑料燃燒性能的測(cè)試-水平法和垂直法》（ANSI/UL94 -2006）
③適用標(biāo)準(zhǔn)：
GB-T13488《橡膠燃燒性能測(cè)定—垂直燃燒法》
GB/T5169、ANSI/UL94、IEC60950-1、IEC695-2-2等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模擬安全試驗(yàn)項(xiàng)目。
2．1 UL94
天津循煜科技有限公司技術(shù)部工作人員指出，塑料阻燃分級(jí)中較常提到的是UL94，UL是指英文保險(xiǎn)商試驗(yàn)所(Underwriter Laboratories Ine．)，作為較***，世界上從事安全試驗(yàn)和鑒定較大的民間機(jī)構(gòu)，UL 94—2009(設(shè)備和器具部件用塑料材料的可燃性試驗(yàn)》。21(以下簡(jiǎn)稱(chēng)uL 94—2009)是應(yīng)用非常廣泛的燃燒試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。它用來(lái)評(píng)價(jià)材料在被點(diǎn)燃后熄滅的能力，測(cè)試樣品根據(jù)尺寸不同，結(jié)果會(huì)有所區(qū)別。目前現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為UL 94—2009，其中包括水平、垂直燃燒法，針對(duì)不同試樣采用不同方法進(jìn)行測(cè)試。UL 94—2009中的燃燒試驗(yàn)根據(jù)燃燒火焰功率、樣品種類(lèi)、測(cè)試放置方式、燃燒時(shí)間、燃燒速度、滴落物情況等試驗(yàn)結(jié)果，把聚合物材料區(qū)分為HB，V-O，V-1，V_2，5VA，5VB，VTM旬，VTM一1，VTM-2，HBF，HF-1，HF-2級(jí)另0。
(I)水平燃燒試驗(yàn)樣品長(zhǎng)125 mm，寬為13 mm，50 W試驗(yàn)火焰施加30 S，或者試樣的燃燒達(dá)到距樣品施加火焰處25 mm時(shí)(如果在30 S內(nèi))移開(kāi)火焰，記錄火焰燃燒時(shí)間和樣品損壞長(zhǎng)度，斷定其是否為HB級(jí)材料。
(2)50 W垂直燃燒試驗(yàn)等級(jí)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(guò)測(cè)量余焰和余輝時(shí)間、火焰蔓延情況和燃燒顆粒滴落情況，評(píng)價(jià)試樣的垂直燃燒行為，據(jù)此區(qū)分三個(gè)等級(jí)。
通過(guò)500 W垂直燃燒試驗(yàn)區(qū)別5VA或5VB；通過(guò)薄膜材料的垂直燃燒試驗(yàn)來(lái)斷定薄膜材料的燃燒等級(jí)：VTM-O，VTM．1或VTM-2；對(duì)于泡沫材料，通過(guò)泡沫水平燃燒試驗(yàn)區(qū)分HBF，HF一1，HF．2。
2．2我國(guó)建筑材料分級(jí)中涉及的塑料水平測(cè)試目前現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 2408—2008《塑料燃燒性能的測(cè)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(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，IEC主要針對(duì)電氣、電子工程領(lǐng)域。該試驗(yàn)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(cè)試步驟。通過(guò)水平試驗(yàn)法測(cè)量線(xiàn)性燃燒速率，評(píng)價(jià)試樣的水平燃燒行為。主要記錄損壞長(zhǎng)度、經(jīng)過(guò)的時(shí)間，較終得到燃燒速率，火焰蔓延情況也要進(jìn)行記錄，并由此區(qū)分這三個(gè)等級(jí)：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(shù)部工作人員指出，泡沫塑料水平燃燒測(cè)試采用GB 8332—2008《泡沫塑料燃燒性能試驗(yàn)》進(jìn)行測(cè)試，該方法等同采用ISO9772—2001與UL 94—2009中泡沫水平測(cè)試方法。GB/T 8624—2006采用了歐盟分級(jí)體系EN 13501—1的技術(shù)要求，將建筑制品燃燒性能分為A1，A2，B，C，D，E，F(xiàn)等100多個(gè)等級(jí)，SBI適用于A1到D等級(jí)的建筑制品評(píng)價(jià)指標(biāo)，摒棄了GB 8624—1997中的小型試驗(yàn)方法，一方面增加了測(cè)試成本，另一方面電線(xiàn)電纜套管類(lèi)塑料材料小試驗(yàn)方法對(duì)塑料燃燒分級(jí)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(fù)加入水平垂直試驗(yàn)方法。
天津循煜科技有限公司技術(shù)部
