阻燃性能评估 | 一文掌握UL 94等级划分与测试技巧
2024-07-09UL是美国保险商实验室的简写（Underwrites Laboratories Inc.），始建于1894年，是美国最权威的、世界上最大的从事安全试验和鉴定的民间机构之一。
在100多年的发展历史中，其自身形成了一套严密的组织管理体系、标准开发和产品认证程序。UL认证的主要目的是确保产品在安全、性能和质量方面达到一定的标准，从而保护消费者的生命财产安全。
随着中国市场的不断扩大和国际化程度的提高，越来越多的中国企业开始关注产品安全问题，积极申请UL认证。
01
UL94阻燃等级划分
UL94 是目前国际上应用最广泛的塑料材料阻燃性能评价标准，共有 12 种等级：HB、V-0、V-1、V-2、5VA、5VB、VTM-0、VTM-1、VTM-2、HBF、HF-1、HF-2。
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。
中国采用的与之对等的阻燃等级标准是GBT2408《塑料燃烧性能的测试水平法和垂直法》。
塑料阻燃等级由HB向V-0逐级递增：HB<V-2<V-1<V-0<5VB<5VA。
02
UL94常用试验方法
UL94 用来评价材料在被点燃后火焰熄灭的能力。根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴落能力以及滴落物是否燃烧等有多种评判方法。
UL 94-HB试验
HB是UL 94标准中最低的阻燃等级。
试验方法是水平夹住试片的一端与水平成 45±2 度，取一铁网，水平固定在试片下方 10±1mm，将本生灯（火焰高度20mm左右）成 45 度，移动到试片另一端接触样品 6mm，并计时 30±1 秒后移开，待试片烧至 25mm 标记时，启动另一计时器。若在 30±1 秒内就烧至 25 mm 的标记时，启动另一计时器，并将本生灯移开。
UL 94-V试验
UL 94-V试验与HB试验完全不同，与HB试验相比，材料具有更高的阻燃性。
本生灯（火焰高度20mm左右）接触样品下方中心点燃烧 10±0.5 秒后，以 300mm/s 的速度移开本生灯，距离试片至少 150mm，并记录第一次的自燃时间。自燃停止后，马上进行第二次燃烧，燃烧 10±0.5 秒后，移开本生灯，并记录第二次自燃时间及火焰熄灭后的炽红时间。
UL 94-5V试验
UL 94-5V试验则比UL 94-V试验更加严格，试验更是分为2个阶段。首先将条状试样垂直放置并进行燃烧试验，合格后再用平板进行试验。
1阶段：将试片用夹具或治具水平固定住，将本生灯以与水平成 20±5 度移动到试片下方，火焰内焰的尖端接触样品底部中心点燃烧 5±0.5 秒后，移开本生灯 5±0.5 秒，重复此动作五次，在第五次燃烧后移开并观察记录试片是否有破洞损坏。
图：UL 94-5V试验 1阶段
2阶段：将本生灯（火焰高度125mm左右）保持与水平成 20±5 度移动到试片旁，使火焰内焰（高40mm±2mm）的尖端接触样品底端的一边，燃烧 5±0.5 秒后，移开本生灯 5±0.5 秒，重复此动作五次，在第五次燃烧后移开并记录自燃时间及火焰熄灭后炽红时间。
图：UL 94-5V试验 2阶段
在上述实验中，实验样条为国标的标准上指定的长130±3mm，宽13.0±0.3mm，厚3.0±0.2mm。
03
UL94等级评判标准
HB等级
HB是UL94标准中最低的阻燃等级。要求对于3-13mm厚的样品，燃烧速度小于40mm/min；小于3mm厚的样品，燃烧速度小于75mm/min；或者在100mm的标志前熄灭。
V等级
V-2：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，余焰&余燃在60秒内熄灭。滴落的微粒可点燃棉花。
V-1：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，余焰&余燃在60秒内熄灭。滴落的微粒不可点燃棉花。
V-0：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，余焰&余燃在30秒内熄灭。滴落的微粒不可点燃棉花。
5V等级
5VB：对样品进行五次5秒的燃烧测试后，余焰&余燃在60 秒内熄灭。滴落的微粒不可点燃棉花。对于块状样品允许被烧穿。
5VA：对样品进行五次5秒的燃烧测试后，余焰&余燃在30 秒内熄灭。滴落的微粒不可点燃棉花。对于块状样品不允许被烧穿。
04
三个测试层级
20mm火焰，判定结果HB，V-0，V-1或V-2的等级。
125mm火焰，判定结果5V-A或5V-B的等级。
20mm火焰针对薄材料，判定结果VTM-0，VTM-1或VTM-2的等级。
V等级需要5个样品，HB只需要3个。当开始以V测试但若材料在前2个样品显示出不良特性时可以使用所剩下的第3个样品转换测试到HB。
当材料测试成为V-0时，该材料可以接着用125mm火焰测试看看5V-A或5V-B等级之可能性。但是仅有在该材料通过V-0等级时才可以施行该5V测试。
需要注意的是：若材料很薄，则不能按照任何V等级测试，因为材料在火焰的热度中会"飘动"，该材料应该被当成一个薄材料以VTM测试程序来测试。同样地，仅有在该材料没通过或无法依据V测试程序适当的测试时才可以施行VTM测试。
