新闻中心 > 公司新闻

阻燃标准中的碎片化知识(三)

作者:曾军 点击:640 日期:2018-10-09

在信息爆炸的互联网时代,要查阅各种阻燃标准,并不是一件难事。然而,错综复杂、枯燥晦涩的标准,细节琐碎、指标繁多,却让人烧脑。
这不,原本兴致勃勃的小编,想系统梳理各类标准,整理了一圈,就不淡定了:形形色色的standard,原理似是而非,参数各不相同,打着标准的旗号,却任性地定着五花八门的指标!
得了,偶还是老实做好碎片化知识整理吧!

                                                                                                                                 图1 磁盘碎片整理示意图
                              
                                                                                                                                                           1

       而说起碎片,小编首先想起其英文:debris; fragment; piece; patch; chip,等等。
       说起阻燃标准,小编经常也看到debris、fragment、drip、dripping、droplet、dropping字眼,涉及燃烧碎片/滴落物的标准比比皆是,也许,将它们串联在一起,归纳对比、综合整理,人们更容易融会贯通呢。
      下面,容小编娓娓道来:
     (1)UL 94-2013
      UL 94-2013:设备和器具部件用塑料材料的可燃性试验(Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances)。
      UL 94 标准是美国保险商实验所制定的关于材料燃烧性能的试验方法标准,适用于设备和电器的塑料零件的可燃性试验;UL 94标准可以用于其它非金属材料,但不适用于建筑材料和装饰的塑料材料。
      UL94包括的内容非常之多,阻燃评级也比较复杂,共12个防火等级:
      HB, V-0,V-1,V-2, 5VA,5VB,VTM-0,VTM-1,VTM-2,HBF, HF1,HF2。
      其中,VTM-0,VTM-1,VTM-2适用于塑料薄膜,HBF,HF1,HF2适用于发泡材料。
      其中,试样在测试中的熔滴及燃烧状态,是阻燃性能评价的重要指标。以最常见的垂直燃烧为例,在测试中,一旦出现试样滴落物引燃医用脱脂棉现象,阻燃等级便急剧下降。

                                                                                                                                      表1  UL94垂直燃烧等级判定

                                                                                                                 图2 UL 94 垂直燃烧试验所用装置平面图

                                                                                                                           图3 UL 94 HB试验所用装置平面图

                                                                                                                         图4 UL 94 VTM试验所用装置平面图
       UL 94各种等级测试方案如下:
       1) HB级: 水平燃烧测试 Horizontal Burning Test;
       2) V0-V2级: 垂直燃烧测试 Vertical Burning Test;
       3) 5VA/5VB: 5V级防火试 500w (125 mm) Vertical Burning Test;
       4) RP Class: 辐射板火焰蔓延测试 Radiant Panel Flame Spread Test;
       5) VTM0-VTM2: 薄质材料的垂直燃烧测试 Thin Material Vertical Burning Test;
       6) HF1-HF2: 发泡材料水平燃烧测试 Horizontal Burning Foamed Material Test。

                                                                                                               图5  UL 94-5 V(方法A)试验所用装置平面图
       (2)NF  P92-507
        NF P92-507: Buildings-Construction and furnishing materials-classification according to reaction to fire.NF P92-507: 建筑物-装饰装修材料,根据对火反应特性划分防火等级。除一般小尺寸部件外,标准对材料进行M等级测试及划分:分别为M0、M1、M2、M3、M4。
       其中,NF P92-503和NF P92-501 是分别按柔性材料和刚性材料进行测试分类的。
       各测试标准举例如下:
       NF P92-501: 建筑材料对火反应试验—各种厚度的硬质材料或厚度超过5mm的软质材料上进行热辐射试验。
       NF P92-503: 建材对火反应特性试验—使用电喷枪对厚度小于或等于5mm的软质材料软性材料进行的试验。
       NF P92-504: 防火安全—建筑物—建筑对火反应特性试验—耐火性能试验和火焰蔓延速度测试。
       NF P92-505: 防火安全—建筑物—建筑对火反应特性试验—对热融材料进行的试验:熔滴试验(NF P92-505: Dripping test with electrical radiator, used for melting materials)。
       NF P92-507的测试评价标往往涉及几个检测标准联合应用,尤其是有熔滴滴落时。
       譬如,对于软质材料的M1级判定,就涉及到电喷枪试验(NF P 92-503)和热熔材料的试验(NF P 92-505),甚至,涉及到NF P 92-503)NF P 92-504与NF P 92-505的联合应用。
       当试验取得如下结果时,软质材料可以被归类为M1级别:
       a)电喷枪试验(NF P 92-503):
       试验过程中,引燃器移开后,火焰持续时间不会超过5秒钟,火焰从试件底部向上延烧5分钟,火焰高度达到25厘米,都没有留下烧灼的痕迹,也没有熔滴滴落或燃烧残余。
       燃烧过程中可能会有炭化残余滴落到电喷枪上,无须对此加以考虑。
       如果出现熔滴滴落,无论有无燃烧现象,都应进行热熔材料的试验。
       b) 热熔材料的试验(NF P 92-505):
       如果试验过程中,出现无燃烧熔滴滴落,但没有引燃脱脂棉。
       电喷枪试验中,如果出现无燃烧的熔滴滴落,则试验材料被归为M1级别;如果出现燃烧熔滴滴落,则试验材料应归为M2级别。
       如果脱脂棉被引燃,则试验材料自动归为M4级别。
       c)耐火性能试验(NF P 92-504):
       电喷枪测试时,如果材料没有燃烧,或者燃烧时间小于等于5秒钟,但出现破洞,则需要对试验材料进行耐火性能试验后才能对其进行归类。
       此耐火性能试验过程中,火焰持续时间不超过两秒钟,也没有燃烧熔滴滴落情况出现。

                 图6  电喷枪试验(NF P 92-503)装置示意图
                        表2 NF P92-503和NF P92-505综合判定标准

表3 NF P92-504和NF P92-505综合判定标准

由上面的表格可以看出,一旦出现熔滴滴落使得脱脂棉被引燃,则不管其他指标如何,都是M4等级,其破坏力可见一斑。   
      (3)NFPA 701-2015
       NFPA701-2015标准是织物和薄膜火焰传播测试方法标准,其测试方法分为test 1和test 2。
       其中,纺织品领域常用的是test 1,适用于织物和用于门帘、窗帘、帷帐,或其他窗户遮挡材料,适用于单层织物和用缝、粘等处理方式紧密结合的多层门帘窗帘及帷帐类、不超过700g/m2装饰织物等,其判定如下:①,试样碎片或残渣滴落物在仪器底部的续燃时间不得超过2秒(10个样品平均值);②试样平均质量损失率不得大于40%;③单个试样的质量损失率与10个试样平均质量损失率的偏差,不超过标准偏差的3倍。
       而测试方法2适用于表面平坦且表面积大于700g/m2织物包含多层织物、薄膜、塑料帘等,适用于乙烯基涂层面料等,其判定是:①燃源移去后,任何个别试样燃烧时间不得超过2秒;②试样烧焦长度允许标准,则依试样种类而定.:单个folded试样,损毁长度不能超过1050毫米,单个FLAT试样,损毁长度不能超过435毫米;③测试中或测试后,试样碎片或残渣滴落物在测试仪器底部上的续燃不超过2秒。
 NFPA 701标准中,滴落物在仪器底部持续燃烧超过两秒,带来的后果,便是无法通过NFPA 701的测试。
      (4)GB20286-2006
       GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》指标繁多,例如,阻燃1级(织物)要求:氧指数≥32.0;损毁长度≤150 mm;续燃时间≤5 s;阴燃时间≤5 s;燃烧滴落物未引起脱脂棉燃烧或阴燃;烟密度等级(SDR)15;产烟毒性等级不低于ZA2级。
                                                                                                                          表4 公共场所阻燃织物的燃烧性能技术要求

阻燃2级(织物)要求:
      损毁长度≤200 mm;续燃时间≤15 ;阴燃时间≤15 s;燃烧滴落物未引起脱脂棉燃烧或阴燃;产烟毒性等级不低于ZA3级。
      对于燃烧滴落引起脱脂棉燃烧或阴燃的现象,GB20286-2006仍然是一票否决!

                                                                                                                                           2
      整理完这些标准,小编松了口气。
      小编的好友---一位绰号“迷糊博士”的老学究,看了相关内容,又开始提问了:
      迷糊博士:“小编,每月都在整阻燃标准,看的人多吗?”
      小编:“专业文章嘛,有几百上千阅读量,就OK喽。”
      迷糊博士:“人家六神磊磊读金庸,文章阅读量都是10万+,你不能学着点?”
      小编:“这.........没有可比性嘛?我的主业是做阻燃呀!“
      迷糊博士:”你整理的标准,涉及熔滴/续燃,难道,没续燃阴燃,不熔融滴落,就真的OK?”
      小编:“.....................”
      迷糊博士:“上面的都是明火测试,要是不用火,用光、热、电,又怎么说?”
      小编:“这.........,这说来话长呀!”
      迷糊博士:“别支支吾吾的啦,回去好好想想我的问题!”
      小编:“..................”

                                                                                                                                              3

       小编晚上休息,想着迷糊之问,失眠了。
       于是,看一会武侠,在碎片化阅读中,寻找心灵的慰藉。
       首先看的是《鹿鼎记》。
       小说中,最让小编关注的是第三十四回: 一纸兴亡看复鹿 千年灰劫付冥鸿。
       据悉,为各方所关注和争夺的《四十二章经》,表面上是一本普通佛经,其实关乎大清宝藏。藏宝的羊皮地图碎片,分别藏在8部四十二章经的封皮夹层之中。
       第三十四回中,韦小宝已经将八本《四十二章经》中的碎羊皮全部集齐,他让双儿将碎羊皮拼好:
     “(韦小宝)吩咐她将几千片碎皮片拼凑还原。双儿伏在案上,慢慢对着剪痕,一片片的拼凑。但数千片碎皮片乱成一团 ,要凑成原状,当真谈何容易?”
     “韦小宝跟着她走到桌边,只见桌上大白布上钉满了几千枚绣花针,几千块碎片已拼成一幅完整无缺的大地图,难得的是几千片碎皮拼在一起,既没多出一片,也没少了一片。”

       看到这里,小编不禁感叹:双儿的碎片化整理功夫,着实了得!!!
       然而,看到下面这节,小编的心一沉:
     “韦小宝把图形和地名牢记在心,要双儿也帮着记住,心想这些碎皮片要是给人抢了去,不免泄露秘密,于是投入火炉,一把烧了。”
       双儿辛苦整理出的羊皮地图,一把火就烧了!
       哎,多少人梦寐以求的藏宝图,就这样毁了。可惜!!!

                                                                                                                                图7  《四十二章经》与藏宝图

       夜深了,小编还在辗转反侧,难以入眠:
     “金庸老爷子,既然给主角配备了刀枪不入的护身宝衣,为何,不给作品主线----藏宝图增加个水火不侵的功能,方便后人寻宝???”
      迷糊之中,恍惚听到回怼的声音:
    “怪老爷子咯???清朝没有阻燃羊皮!”
    “小编,你提的阻燃标准,多是针对合成材料的!古代,只有天然材料!!!”

                                                                                                                                                           4

       藏宝图既然已被烧毁,小编没了念想,于是,又看别的。
       记得有句话:“一进桃园思先主,每读苏轼想乔峰。”
       于是,小编读起了《天龙八部》。
       让阻燃人印象深刻的,却是第十章:剑气碧烟横。
       小说中,鸠摩智上大理天龙寺, 欲夺取六脉神剑,和天龙寺六僧比试:
     “双方力道一触,十六道黑烟忽然四散,室中刹时间烟雾弥漫。鸠摩智毫不畏惧,鼓荡真力,护住了全身。
  但见烟雾渐淡渐薄,蒙蒙烟气之中,只见本因等五僧跪在地下,神情庄严,而本观与本参的眼色中更是大显悲愤。鸠摩智一怔之下,登时省悟,暗叫:“不好!枯荣这老僧知道不敌,竟然将六脉神剑的图谱烧了。”
  他所料不错,枯荣大师以一阳指的内力逼得六张图谱焚烧起火,生怕鸠摩智阴止抢夺,于是推动烟气向他进击,使他着力抵御,待得烟气散尽,图谱已烧得干干净净。”

                                                                                                                                  图8  激光武器----六脉神剑

       看到这里,小编一阵心疼:
     “六脉神剑的图谱,这么容易焚毁???又没阻燃!!!”
       想到这些,小编突然想起迷糊之问,迷糊博士,质疑小编,除了明火测试,用光、热、电,阻燃又怎么说?难道,他也看过《天龙八部》?
       小编问迷糊博士:“一阳指、六脉神剑是什么梗?激光武器吗?能焚毁图谱,却不烧伤、烫伤敌人皮肤???还有,南帝,还能用一阳指给黄蓉疗伤?”
       迷糊博士:“看了2018年的诺贝尔物理奖没有?”
       小编:“今年诺贝尔物理学奖授予激光物理学革命性发明。小编愚钝,就记得激光镊子和手术刀!”
       迷糊博士:“嗯,Ashkin发明的光学镊子使用激光光束来抓取粒子,原子以及分子。它们可以用来检验和操控病毒、细菌和其他活细胞而不会对其造成损伤。”
       小编:“高,实在是高!”
       迷糊博士:“小编,学无止境哦!”
       小编:“是是是,做阻燃,读武侠,学激光!”

                                                                                                                                    图9  激光镊子和手术刀
                            
                                                                                                                                                            5
        一连数日,小编都晚上睡意全无,这武侠碎片,还得继续读下去。
        随便翻看,就是一堆缠绵悱恻的镜头:排难解纷万兽庄,生日宴会献礼忙。英雄救美悄退隐,犹误君宝与郭襄!程英绿萼陆无双,云胡不喜梦一场。四女同舟何所望,不识张郎是张郎......武侠言情剧波澜壮阔,现代单身狗情何以堪!!!
        作为阻燃理工男,还是看点与专业相关的吧。
        这不,看到了《神雕侠侣》第十六回: 杀父深仇。
      “再过一阵,铁锤也已烧得通红,但他抓住锤柄拐杖,却似并不烫手。”
      “但见两条人影之间不断冒出青烟,原来李莫愁身上道袍带到烧得通红的锤拐,一块块的不断烧毁。她心中大怒,明明可以取胜,却被这老铁匠在兵刃上占了便宜,实是心不甘服,决意要击他一掌出气。”  。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

                                                                                                               图10  冯默风大战李莫愁,道袍遇高温碎片化。
     “突然之间,冯默风叫道:“不打了,不打了,你这样子成不成体统!”独足向后跃开半丈。李莫愁一呆,一阵凉风吹来,身上衣衫片片飞开,手臂、肩膊、胸口、大腿,竟有多处肌肤露了出来。她是处女之身,这一下羞惭难当,正要转头逃走,突然背上一凉,又是一大块衣衫飞走。
  杨过见她处境狼狈万状,当即扯断衣带,脱下外袍,运起内力,向她背上掷去。
  那袍子就似一个人般张臂将她抱住。李莫愁忙将手臂穿进袖子,拉好衣襟,饶是她一生见过大阵大仗无数,此时也不由得惊羞交集,脸上红一阵白一阵,不知是否更与敌人动手?寻思:“若再上前搏斗,这件衣衫又会烧毁,这口气只好咽下再说。””

                                                                                                      图11  李莫愁身中情花之毒,跌入火中,衣衫着火,葬身火海

       小说中,李莫愁的道袍,遇到烧得通红的锤拐,没有续燃,没有熔滴,更没有燃烧的滴落物,但是道袍炭化并断裂成碎片,却让李莫愁吃了大亏。
韦小宝的藏宝图、天龙寺的六脉神剑图谱、李莫愁的道袍,大约都不是人工合成的高分子,而应该是天然材料制成。这些材料遇明火、光或热,或燃烧,或阴燃、或炭化,损毁了,确实可惜。或许,他们和小编一样,也在内心呼唤,阻燃!阻燃!!!
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

       读到这些,小编倒是想起了很多,有NFPA260与TB117及BS5852标准中的香烟测试,也有许多评价阴燃的标准,进而,也想起了相对漏电起痕指数CTI,想到了灼热丝测试的相关细节,对 灼热丝可燃性指数GWFI 和灼热丝起燃温度 GWIT的概念也逐渐清晰起来。
研究完这一系列标准,小编倒有点坦然了,虽然,前面整理的有关燃烧碎片/滴落物的标准,不能涵盖各种应用场景,但有关滴落/滴落燃烧的阻燃判定,还是串起了很多知识财富。
而那些更加零碎的阻燃知识,只要用心琢磨,通过另外的主线,或许,也能连成一片。标准是死的,人是活的,解决问题,关键在于人!对于阻燃技术与标准,活学活用,与时俱进,才能融会贯通!!!勤奋求是进取的阻燃人,加油加油!!!

           图12 小编借古人名言励志自勉