[机械]塑料和泡沫材料的可燃性试验

1 范围

本标准规定了塑料和泡沫材料的可燃性试验方法和材料标志要求等。

本标准适用于塑料和泡沫材料。

注

1 本标准不适用于装饰用的泡沫材料；海绵材料如果根据本标准测试，应符合泡沫材料的要求。

2 对于有专用阻燃性标准的材料不需符合（但可以参考）本标准。

2 分类及应用2.1塑料和泡沫材料按其可燃性分为5VA、5VB、V-0、V-1、V-2、HB、HBF、HF-1和HF-2等9个类别。2.2典型的应用场合示例

a) 分类为5VA和5VB的塑料材料使用于支承或隔离电气元件等的着火源，使其它材料免受该着火源影响的场合；

b) 分类为V-0、V-1和V-2的塑料材料使用于与着火源相近但不直接受着火源影响的场合；

c) 分类为HB的塑料材料使用于不会受到着火源影响的场合；

d) 分类为HBF、HF-1和HF-2的泡沫材料使用于不会受到着火源影响的场合。

3 定义

本标准采用以下定义。

3.1余焰时间

在规定的条件下，当试验火源移开以后，材料持续燃烧的时间长短。

3.2余灼时间

在规定的条件下，当试验火源移开和（或）燃烧停止以后，材料持续灼热的时间长短。

4 试验设备要求4.1试验箱罩

测试仪器应具有箱罩（容积至少0.5m3以上），试验时无气流导入，试验后可迅速排除燃烧后的烟雾。如果试验燃烧时间加长，还应该有更大的容积，为燃烧提供充足的氧气。

4.2试验燃烧器

采用的燃烧器为本生（Bunsen）或梯瑞尔（Tirrill）燃烧器，燃烧器试管长度为100mm±10mm，内径为9.5mm±0.3mm，试管不得带有末端附加物如稳定器。

4.3燃烧器翅尖

分类为HBF、HF-1和HF-2的泡沫材料要求在试验燃烧器上面加上一个燃烧器翅尖，翅尖的形状为一个扇形，剖面尺寸约48mm±1mm×1.3mm±0.05mm。

4.4燃烧器座

燃烧器座应该带有燃烧气体阀门调整和空气进气量调整装置，可以调整火焰高度，并且燃烧器座的角度应可调（至少45°可调）。

4.5固定支架

垂直燃烧装置应带有用于样品垂直定位调节的固定支架。水平燃烧装置应带有用于样品和金属丝 的水平定位调节的固定支架。

4.6测时装置

应有秒表或其它测时工具，分辨率不差于0.5s。

4.7量尺

测量火焰高度的钢直尺，分辨率1mm。

4.8使用气体

一般使用液化石油气或打火机气体，其热容量约为（37±1）MJ/m3（1000Btu/立方英尺）。有疑问时应使用纯度至少为98%的工业甲烷气体。

4.9水平燃烧试验金属丝

应是直径0.43mm±0.03mm的钢丝编织成的边长约125mm的钢丝 ， 格密度为每25.4mm（即1英寸）边长有20个孔。

4.10试验处理箱

能够长时间提供干球温度为23℃±2℃，相对湿度为（50±5）%的环境。

4.11水平燃烧支持座。

在水平燃烧试验中，在样品有挠曲的情况下使用的支持金属座或类似作用物品。

4.12千分尺。

测量样品厚度的千分尺，应能够测量0.01mm；测量样品其他尺寸，可使用游标卡尺。

4.13脱脂棉块。

提供干（100%干度）的外科用的脱脂棉块，尺寸大约为50mm×50mm正方形，厚度6mm。

注：如果可以保证试验中掉下的熔化物或燃烧物能掉落到脱脂棉块上，脱脂棉块的尺寸可以适当减少。

4.14干燥器。

内装无水氯化钙或其他干燥剂的干燥器，在干球温度23℃±2℃下，能够维持相对湿度不超过20%的干燥环境。

4.15烘箱。

全通风的空气循环箱，能维持干球温度70℃±1℃的状态，空气循环能力应该达到每小时将全部空气更换五次。

4.16泡沫支持钢丝 。

分类为HBF、HF-1和HF-2的泡沫材料水平燃烧试验需要采用平织（plain weave）、低炭、平钢或不锈钢、四孔（每25.4mm边长4个孔）的专用钢丝 ， 丝直径0.88mm±0.05mm， 的面积为215mm×75mm，在长度方向的一端向上弯成90°角、13mm高（简称为：向上弯折端）。

4.17泡沫支持座。

分类为HBF、HF-1和HF-2的泡沫材料水平燃烧试验需要一个能方便固定、更换4.16所述钢丝 的4脚钢架（或其他合适的钢架），使钢丝 离底面的距离在175mm±25mm内可调。

5 试验通用要求5.1所有样品应制作成薄片材料，或者采用模压、注塑、层压等方法制成，具体尺寸见表1的规定：

表1 燃烧试验样品5）6）的尺寸 （单位：mm）

5.2试验条件
5.2.1测试样品（模压样品或自制样品）应放置于干球温度为23℃±2℃，相对湿度为（50±5）%的环境中至少4h。

有疑问时，应放置48h。然后，除了分类为HB的塑料材料之外的样品还应再放置于温度为70℃±1℃的空气循环箱中168h，之后在室温下放置于干燥器中覆以无水氯化钙进行冷却干燥至少4h。

注

1 ANSI/UL94-1996中的此条没有“有疑问时”的规定，本标准在保证结果基本无误之下，考虑方便试验进行而做出此规定，但在有疑问的情况下应按照原标准的要求。

2 对于分类为V-0、V-1、V-2级的工业层压制品材料可以在125℃±1℃环境中放置24h，来代替在70℃±1℃环境中放置168h的要求。

5.2.2试验样品应该在取离干燥器之后30min内进行测试。5.2.3所有样品应该在室温15℃~35℃，相对湿度45%~75%的试验室内进行测试。5.2.4脱脂棉块在使用之前，应该放进干燥器中24h以上。5.2.5脱脂棉块应该在取离干燥器之后30min内使用。5.3试验通用操作方法5.3.1试验火焰的调节方法

先调节气体供给的燃烧器空气入口，直至产生所要求高度的黄尖蓝焰；然后，增加空气供给，直至黄尖消失；如有必要，火焰高度可以再测和修正。

5.3.2脱脂棉块的处置方法

脱脂棉块应该放置于样品燃烧时所经过的路径的正下方所要求的距离；如果试验中有熔化物掉下但没有引起脱脂棉块燃烧，这时必须移动脱脂棉块的位置，以使下一滴熔化物掉落在干净的棉花上。

5.3.3区分余焰和余灼的方法

可用一小块脱脂棉花放于有疑问之处，棉花点燃的即是余焰。

6 试验方法及要求6.1分类为HB的塑料材料的水平燃烧试验6.1.1试验方法6.1.1.1将样品的一端夹住，使样品的纵轴水平，横轴倾斜45°±2°，样品最低棱边与水平放置的钢丝 之间相距10mm±1mm，样品自由端与钢丝 边缘上下对齐，见图1。6.1.1.2如果样品在最初固定时，其自由端有挠曲，则应使用一个支持物（如合适的小棍子）放置在距样品自由端的（水平方向）20mm处，将样品撑起来，使其不再向下挠曲；在样品被夹端，必须留有足够的间隙，以使支持物可以向旁边自由地滑动；当样品进行燃烧时，支持固定物要以相同的速率后撤，始终保持距自由端未燃烧处20mm左右。6.1.1.3然后，燃烧器远离样品放置，点燃后，并调节产生20mm±1mm高的蓝色火焰。

图1 分类为HB的塑料材料的水平燃烧试验

6.1.1.4将试验火焰施加于样品自由端约6mm±1mm处的低边，燃烧器试管的中轴要与样品的纵向底边处于同一垂直平面，并与水平成45°的角，见图1。6.1.1.5试验火焰施加火焰30s±1s，然后将燃烧器取离样品。如果在火焰施加30s之前，样品已经燃烧至25mm标志线处，则应该立即停止施加火焰。6.1.1.6试验中应观察并记录以下情况和数据。

a) 样品是否燃烧至100mm标志线处；或

b) 如果样品在100mm标志线之前停止燃烧，应记录从25mm标志线起的燃烧的长度（L）和经历的时间（t）；或

c) 如果样品燃烧超过100mm标志线，应记录从25mm标志线处至100mm标志线处的燃烧所经过的时间（t），并计算燃烧速率（V）。公式如下：

V=60L/t

式中：V——燃烧速率，mm/min

L——燃烧长度，mm

t——燃烧时间，s

6.1.2试验要求6.1.2.1材料应符合以下各项要求之一：

a) 厚度为3.0mm ~13mm的样品，燃烧速率（V）不超过40mm/min；或

b) 厚度小于3.0mm的样品，燃烧速率（V）不超过75mm/min；或

c) 在100mm标志线之前停止燃烧。

6.1.2.2如果三个一组的样品中仅有一个不合格，必须取另外三个一组样品进行试验，该第二组的所有样品必须符合要求。6.1.2.3以3.0mm厚度分类为HB级的材料，不需要任何附加测试就可自动的被分类为1.5mm厚度的HB级材料。6.2分类为V-0、V-1和V-2的塑料材料的垂直燃烧试验6.2.1试验方法6.2.1.1样品应纵轴垂直，在样品上部6mm处夹住样品，使样品低边高于燃烧器试管10mm±1mm以及高于脱脂棉块水平面300mm±10mm，样品的窄边面对燃烧器（即宽度一面面对试验人员）。6.2.1.2然后，燃烧器远离样品放置，点燃后，并调节产生20mm±1mm高的蓝色火焰。见图2所示。

6.2.1.3将试验火焰置于试验样品低边中部之下10s±0.5s。然后将试验火焰撤离至150mm之外。

6.2.1.4

当样品燃烧停止时，试验火焰应立即重置于样品下，10s±0.5s后，试验火焰又撤走。

图2 分类为V-0、V-1和V-2的塑料材料的垂直燃烧试验

6.2.1.5如果在试验中，样品掉下熔化物或燃烧物，则燃烧器要倾斜一个角度，直至45°，以适当避开落下的颗粒，同时应重新调整样品低边与燃烧器试管之间距离为10mm±1mm。在试验中不论任何情况，均应保持样品低边主要部分（忽略流丝等）与燃烧器之间距离为10mm±1mm。

注：如果试验火焰在试验中被熄灭，则该样品应被忽略而须另取一个样品进行测试。除非火焰的熄灭是由于样品发出的气体所致，在这种情况下，应该立刻重新点燃火焰，并使火焰施加时间总和仍为10s±0.5s。

6.2.1.6试验中应观察并记录以下情况和数据。

a) 第一次施加火焰后的余焰时间（t1）；

b) 第二次施加火焰后的余焰时间（t2）；

c) 第二次施加火焰后的余灼时间（t3）；

d) 样品是否燃尽至支持夹；

e) 样品是否掉下燃烧物引燃脱脂棉块。

6.2.2试验要求。6.2.2.1材料应符合表2的规定：

表2 分类为V-0、V-1和V-2的塑料材料的试验要求

6.2.2.2如果五个一组的样品中有一个不符合要求，必须取另外五个一组的样品进行试验；如果余焰的总时间只超过表2规定的5s内（含5s），也必须另取五个一组的样品进行试验；第二组的全部样品必须符合要求。

如果第一组样品试验中余焰的总时间超过表2规定的5s以上，该材料判为不合格。

6.2.2.3样品不得在试验中出现严重卷曲的现象，使得无法继续试验。

注：ANSI/UL94-1996中允许试验中卷曲的样品分类为VTM-0，VTM-1和VTM-2，本标准不采纳该材料分类。

6.2.2.4分类为94V-2的66型尼龙材料按照ASTM D789《尼龙喷注模压及挤压材料》中的方法，用移液管或布鲁克菲尔（Brookfield）粘度计来测得的粘度应小于120相对粘度（RV），否则模压样品的相对粘度不应小于相应形状的相对粘度的70%。6.3分类为5VA和5VB的塑料材料的垂直燃烧试验

分类为5VA和5VB的塑料材料均需要进行棒形和块形样品的测试，以判断是否符合要求。

注：一般来说，由于分类为5VB的塑料材料允许燃烧穿孔，因此这类材料不需要进行块形样品的试验。

6.3.1棒形样品试验方法6.3.1.1棒形样品应纵轴垂直，在样品上部6mm处夹住样品，以使样品低边高于脱脂棉块300mm±10mm；样品的窄边面对燃烧器（即宽度一面面对试验人员）。6.3.1.2然后，燃烧器远离样品放置，点燃后，并调节使整个火焰总高度为125mm±10mm，内蓝蕊高度为40mm±2mm。再调节燃烧器座，使燃烧试管与垂直面成20°±5°的角度。6.3.1.3将试验火焰以与垂直面成20°±5°施加于样品低边的一个角，使蓝色火焰尖端触及样品，见图3所示：6.3.1.4试验火焰施加5s±0.5s，取离5s±0.5s，重复操作五次。如果试验中样品掉下颗粒、收缩或拉长，则应移动燃烧器或样品以使内蓝蕊尖端在样品的角部与样品主要部分接触。必要时，应手持燃烧器和固定装置来满足。6.3.1.5第五次取走试验火焰后，必须观察和记录下列现象和数据：

a) 余焰时间（t1）和余灼时间（t2）；

b) 样品是否有会点燃脱脂棉块的燃烧颗粒落下。

6.3.2块形样品试验方法。

图3 分类为5VA和5VB的塑料材料的垂直燃烧试验

6.3.2.1块形样品应水平固定在支持夹上，并使样品底面高于脱脂棉块300mm±10mm。6.3.2.2然后，燃烧器远离样品放置，点燃后，并调节使整个火焰总高度为125mm±10mm，内蓝蕊高度为40mm±2mm。再调节燃烧器座，使燃烧试管与垂直面成20°±5°的角度。6.3.2.3将试验火焰施加于块形样品底面中部，以使火焰内蓝蕊尖端触及样品。参考图3。6.3.2.4试验火焰施加5s±0.5s，取离5s±0.5s，重复操作五次。如果试验中样品变形，则应移动燃烧器或样品以使内蓝蕊尖端与样品表面相接触。必要时，应手持燃烧器和固定装置来满足。6.3.2.5第五次取走火焰后，以及全部余焰或余灼停止后，要观察和记录块形样品是否有燃烧穿孔。如果在五次施加试验火焰的过程中样品已经出现了燃烧穿孔，则可立刻停止燃烧。6.3.3试验要求：6.3.3.1材料应符合表3的规定：

表3 分类为5VA和5VB的塑料材料的试验要求

6.3.3.2如果五个一组的棒形样品中仅有一个，或三个一组的块形样品中仅有一个不合格，则要取另外一组样品进行试验，第二组的全部样品必须符合要求。
6.3.3.3在有怀疑的情况下，材料还应按照6.2“分类为V-0、V-1和V-2的塑料材料的垂直燃烧试验”进行试验，结果应符合要求。
6.4分类为HBF、HF-1和HF-2的泡沫材料的水平燃烧试验
6.4.1试验方法
6.4.1.1把泡沫支持金属 固定于泡沫支持架上，形成202mm×75mm的水平面，并距垂直放置的燃烧器翅尖13mm±1mm，在钢丝 的向上弯折端的下方175mm±25mm处放置一块脱脂棉块。
6.4.1.2样品平放在钢丝 上（“长×宽”的一面与钢丝 接触），25mm标志线一端靠近钢丝 的向上弯折端。样品外部密度高的一侧朝下放置，带有粘性的一侧朝上放置。
6.4.1.3如果不是每次试验都使用新的钢丝 ，则试验前钢丝 上的残余物必须清除，并使其冷却。
6.4.1.4然后，燃烧器远离样品放置，点燃后，并调节产生38mm±2mm高的蓝色火焰。之后燃烧器迅速放置在钢丝 的向上弯折端的中心线下方。见图4所示：

图4 分类为HBF、HF-1和HF-2的泡沫材料的水平燃烧试验

6.4.1.5试验火焰施加60s±1s后撤离样品100mm以外，同时，开始计时。6.4.1.6当火焰燃烧到25mm标志线处，应启动另一个计时器，如果在火焰施加60s的过程中，火焰已经燃烧到25mm标志线，此时应立刻启动第二个计时器。

注：可以采用其他的计时的方法，只要能够测量到所要求的时间。

6.4.1.7考虑分类为HBF的泡沫材料在试验应观察并记录以下现象和数据。

a) 取走试验火焰后的余焰时间（t1）和余焰加余灼时间（t2）；

b) 如果火焰或余灼在125mm标志线以前熄灭，记录从25mm标志线至火焰熄灭点（或余灼终止时）的距离（Lb）和燃烧（余灼）所经过的时间（tb）；

如果火焰或余灼超越125mm标志线，则记录从25mm标志线至125mm标志线（距离Lb=100mm）之间的燃烧（余灼）所经过的时间（tb），并计算燃烧速率（BR）。计算公式如下：

BR=60Lb/tb

式中：BR——燃烧速率，mm/min

Lb——燃烧长度，mm

tb——燃烧时间，s

6.4.1.8考虑分类为HF-1和HF-2的泡沫材料在试验应观察并记录以下现象和数据。

a) 取走试验火焰后的余焰时间（t1）和余焰加余灼时间（t2）；

b) 样品是否燃烧超越60mm标志线；如果没有的话，还要记录当停止燃烧后，从25mm标志线到的火焰熄灭点的燃烧距离（L1）；

c) 待余灼停止后，受火焰影响距离是否超越60mm标志线；如果没有的话，还要记录从样品靠近试验火焰一端到受到作用（燃烧或灼热）的终点的距离（L2）；

d) 样品是否有会点燃脱脂棉块的燃烧颗粒落下。

6.4.2分类为HBF的泡沫材料的试验要求6.4.2.1材料应符合以下各项要求之一：

a) 在火焰或余灼达到125mm标志线前停止燃烧或灼热；或

b) 燃烧速率（BR）不超过40mm/min。

6.4.2.2如果分类为HBF的泡沫材料每五个一组的样品仅有一个不符合，则要另取五个一组重新测试；该第二组的全部样品必须符合要求。6.4.3分类为HF-1和HF-2的泡沫材料的试验要求6.4.3.1材料应符合表4的规定：

表4 分类为HF-1和HF-2的塑料材料的试验要求

6.4.3.2如果分类为HF-1和HF-2的泡沫材料每五个一组样品的试验情况在下列情况之一，应另取五个一组样品重新测试；该第二组的全部样品必须符合要求。

a) 有一个样品余焰时间（Tr）超过10s；或

b) 有两个样品余焰时间（Tr）超过2s，但不超过10s；或

c) 有两个样品余焰时间（Tr）超过2s，其中只有一个超过10s；或

d) 有一个样品不符合6.4.3.1表4中2~5项的规定。

7 标志7.1材料包装物必须有以下标志：

a) 制造厂名、专用标志名字或识别符号，具有三者之一即可认为满足本要求。

b) 唯一的材料标识，不会与本厂其他材料混淆。

7.2如果生产者在不止一个工厂生产该材料，则每个材料包装物上必须有体现这一点的标志。