Основы огнестойкой серии

Основы огнестойкой серии

Сегодня мы собираемся обсудить тему «Основы огнестойких серий». В нашей повседневной жизни часто происходят пожары, приводящие к огромным имущественным потерям и человеческим жертвам. Поэтому понимание основ огнестойких материалов имеет важное значение для повышения нашей осведомленности о безопасности и снижения риска возгорания. Во-первых, давайте начнем с основного определения. Огнестойкость — это свойство вещества или материала, которое снижает вероятность возгорания за счет замедления распространения пламени или его самостоятельного тушения. По мере развития технологий исследователи разработали множество огнезащитных технологий, включая применение добавок и реактивных антипиренов, а также их эффективность в различных материалах. Далее мы обсудим классификацию и свойства огнезащитных материалов. Прежде всего, огнестойкость конструкционных пластиков можно оценить методом испытания на горение, который делится на 2 типа: горизонтальный метод и вертикальный метод. Вертикальный метод заключается в измерении продолжительности остаточного пламени и послесвечения, дальности горения и количества капель частиц для оценки огнестойкости материала в соответствии с поведением образца в соответствии с критериями, указанными в таблице 1, обычным методом. Обычно классифицируют материал на уровень V-0, V-1 и V-2 (V, то есть вертикальное горение), а в спецификации UL внутри содержания пластикового материала 94-V0 (94V0, то есть так называемое пламя уровень огнестойкости, разделенный на 5) (94V0 – это так называемая степень огнестойкости, которая делится на 5 классов)

94-V0: Огонь гаснет, как только выходит из помещения, и не загорается самопроизвольно.

94-В1: При горении горит 1 секунду, а затем сразу гаснет без самовозгорания.

94-В2: Огонь горит 2 секунды, а затем гаснет без самовозгорания.

94-V5: Горит в течение 5 секунд после устранения огня из горелки и не загорается самопроизвольно.

94-HB: Горит до тех пор, пока после прекращения огня не останется только углерод.

Примечание: т₁, т₂ относится к продолжительности послепламенного периода; т₃ относится к продолжительности послесвечения; т_f относится к общему времени послевоспламенения.

Различные пластмассы имеют разные свойства горения, например, сам ПК обладает определенной степенью огнестойкости, испытание на вертикальное горение может достигать класса V-2, в то время как сам АБС является легковоспламеняющимся и не может быть классифицирован. Огнезащитная модификация пластмасс путем добавления антипиренов может задержать горение и снизить интенсивность горения. Однако пластик в процессе горения, помимо собственного сгорания, также образует капли, которые воспламеняют другие горючие материалы, что приводит к распространению огня, что приводит к серьезным последствиям. Поэтому в огнестойкие пластмассы часто необходимо добавлять противокапельные добавки, чтобы предотвратить капание расплава в процессе горения.

I. Введение в классы огнестойкости электрических кабелей.

• Рейтинг пожарной опасности CSA:

FT1: Испытание на вертикальное горение (нет требований к капающему материалу)

FT2: Испытание горизонтального горения

FT3: Испытание на падение зажигательной смеси при вертикальном горении (невозможно воспламенить газетную бумагу)

FT4: Испытание вертикального горения в закрытой камере сгорания (аналогично закрытому зданию), тепловая энергия 70 000 БТЕ/ч.

FT5: Испытание на огнестойкость, обычно используемое при подземных работах. Портативный КАБЕЛЬ.

• Рейтинг пожарной безопасности UL:

A: Горизонтальное испытание на огнестойкость

B: VW-1: Испытание на вертикальное возгорание, капли не могут воспламенить вату. VW-1SC: Испытание на вертикальное возгорание, провод с изолированной жилой испытывается отдельно от готового провода.

C: CL2 (ИСПЫТАНИЕ ПЛАМЯ НА ВЕРТИКАЛЬНОМ ПОДДОНЕ): Испытание на вертикальное возгорание в закрытой камере сгорания (аналогично закрытому зданию UL1581).

D: CL2R (КАБЕЛЬ RISET)

E: CL2P (КАБЕЛЬ ПЛЕНУМА)

F: CM (КАБЕЛЬ СВЯЗИ)

Г: CMR

Ч: КМП

• UL1581 в режиме горения провода:

1: VW-1: испытание на вертикальное горение (уровень горения проволоки UL)

2: FT1: испытание вертикального горения;

3: FT2: испытание на горизонтальное горение;

4: FT4: испытание на вертикальное горение;

5: FT6: горизонтальное горение и испытание на дым. (Класс воспламеняемости FT соответствует стандарту CSA по воспламеняемости электропроводки)

Среди вышеперечисленных уровней: VW-1 и FT1 одного уровня. FT2 проще всего пройти и имеет самый низкий уровень. (FT6>FT4>FT1>FT2);

VW-1 строже, чем FT1, оба горят вертикально, критерии оценки: 1.

1. След подгорания (крафт-бумага) не может быть обуглен более чем на 25%;

2. пять 15-секундных ожогов не должны продолжаться более 60 секунд. 3;

3. горящие капли не могут воспламенить вату; VW-1 требует 1, 2, 3; FT1 требует только 1, 2.

Для проволочной промышленности: UL 94 V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB оценка материалов, используемых в проводе, тест будет использоваться для проверки материала для разработки стандартного образца, не будет маркироваться на проводе. VW-1 VW-2 FT-1 FT-2 тест – это сам провод, после прохождения теста на проводе можно отметить соответствующую марку. Огнестойкий провод и огнестойкий материал UL94 — это две разные вещи, скажем, изоляционный материал может пройти UL94 V-0, но не обязательно через VW-1; Кроме того, UL94 является огнестойким изоляционным материалом, а требования к огнестойкости провода обычно указаны в UL758 62 1581; объект иного; поэтому огнезащитный состав UL94 V-0 V-1 и т. д. не является огнезащитным составом провода. V-0 V-1 и другие антипирены UL94 не являются огнезащитными средствами для проволоки; в проводе AWM нет печати 'В-0'!

Тест на горение VW-1/FT1 и UL94 V0 в оборудовании имеет большую разницу:

1: Высота и температура пламени разные.

2: Расход метана, используемый в тесте, также отличается.

3. Противодавление метана также отличается.

4: Объем камеры сгорания также отличается: для VW-1 требуется более 4 кубических метров, а для V0 требуется только более 0,5 кубических метров.

5: Количество сгорания также отличается

6: Результаты сгорания: V0 требует регистрации остаточного времени горения, а VW-1 этого не делает!

Но UL94 в условиях горения на уровне 5V и условиях испытаний на горение VW-1 и методах испытаний схожи, ближе! Напоминание: будь то оборудование для испытаний на горение VW-1 или UL94, необходимо обращаться к ASTM5025 и ASTM5027, UL1581 и UL94 — это только метод испытаний, требования к испытательному оборудованию должны соответствовать стандартам ASTM!

II. Сравнение огнестойкости пластика UL94 с огнестойкостью UL 1581 VW-1

В UL94 имеется 12 типов: HB, V-0, V-1, V-2, 5VA, 5VB, VTM-0, VTM-1, VTM-2, HBF, HF-1, HF-2. Рейтинг воспламеняемости UL94 является наиболее широко используемым стандартом воспламеняемости пластиковых материалов. Он используется для оценки способности материала тушить при возгорании. На основе скорости горения, времени горения, устойчивости к падению и горения капель можно сделать различные выводы. Для каждого протестированного материала можно получить множество значений в зависимости от цвета или толщины. Когда материал выбран для изделия, рейтинг UL должен соответствовать требованиям к толщине стенки пластиковой детали. Рейтинг UL должен быть указан вместе со значением толщины; недостаточно указать рейтинг UL без указания толщины.

Огнестойкость пластмасс увеличивается от НВ, В-2, В-1, В-0, 5ВБ до 5ВА:

• HB: Самая низкая степень огнестойкости по стандарту UL94. Требует скорости горения менее 40 мм в минуту для образцов толщиной от 3 до 13 мм; менее 70 мм в минуту для образцов толщиной менее 3 мм; или тушение до отметки 100 мм.

• V-2: После двух 10-секундных испытаний образца на горение остаточное пламя и догорание гаснут в течение 60 секунд. Капающие частицы могут воспламенить хлопок.

• V-1: После двух 10-секундных испытаний образца на горение остаточное пламя и догорание гаснут в течение 60 секунд. Капающие частицы не могут воспламенить вату.

• V-0: После двух 10-секундных испытаний образца на горение остаточное пламя и догорание гаснут в течение 30 секунд. Капли не должны воспламенить вату.

• 5VB: После пяти 5-секундных испытаний на горение пламя и догорание гаснут в течение 60 секунд. Капли не должны воспламенить вату. Допускается прожог кусковых образцов.

• 5VA: После пяти 5-секундных испытаний образца на горение пламя и догорание гаснут в течение 30 секунд. Капающие частицы не должны воспламенять вату. Прожог кусковых образцов не допускается.

III. Различия в оборудовании тестов UL94 и VW-1

Разница между испытанием UL94 и VW-1 в оборудовании. Испытание на горение UL94 включает HB, V0, V1, V2, VMT, 5VA, 5VB и другие испытания на горение, тогда как UL1581 имеет VW-1, FT1, FT2, FT4 и другие испытания на горение.

• Разница между этими двумя тестами с точки зрения оборудования заключается в следующем:

Фонарь VW-1FT1 для: 125 мм (500 Вт), пламя горения: высота внутреннего пламени 40 ± 2 мм, внешнего пламени 125 ± 10 мм.

UL94 HB, паяльная лампа V-класса для: 20 мм (50 Вт), пламя горения: синее пламя без конуса, высота 20 ± 1 мм.

Уровень горения UL94 5V используется 125 мм (500 Вт), пламя горения: высота внутреннего пламени 40 ± 2 мм, внешнее пламя 125 ± 10 мм.

• Температура пламени пламени также различна:

Испытательное пламя 20 мм (50 Вт): время от 100±2 до 700±3℃ составляет 44±2 с.

Испытательное пламя 125 мм (500 Вт): 100±2~700±3℃ составляет 54±2S.

• Тестовое пространство также отличается:

UL94 в HB, V, VMT его пространство должно быть больше 0,5 кубических метров, а требования 5V превышают 0,75 кубических метров. Требования VW-1 превышают 4 кубических метра.

• Метан имеет различные требования к потоку:

Расход газа классов HB, V и VMT составляет 105 мл/мин при противодавлении 10 мм водяного столба или эквивалентном значении;

Расход газа класса 5V составляет 965 мл/мин, давление 125 ± 25 мм водяного столба или эквивалентное давление.

• VW-1 имеет то же противодавление, что и класс 5V по UL94:

Скорость потока газа составляет 965 мл/мин, давление водяного столба 125±25 мм или эквивалентное давление.

(Примечание: в настоящее время многие бытовые пластиковые горелки UL94 не оснащены специальным расходомером метана (часто заменяется расходомером воздуха, что приводит к существенной разнице!) Кроме того, они не оснащены U-образными манометрами противодавления. Что еще более важно: нет системы измерения температуры пламени, вы можете проверить свое оборудование!

IV. Типы огнестойких и стандартных марок

Основными техническими показателями пожарной безопасности кабелей являются огнестойкость CO.₂ кабелей, плотность дыма и токсичность газов. Американские стандарты противопожарной защиты больше касаются первых двух вопросов, однако Европа и США имеют совершенно разные взгляды на пожарную безопасность. Традиционная концепция Соединенных Штатов, согласно которой: основной причиной пожара является производство угарного газа (CO) и последующий процесс сгорания CO в CO.₂ выделение тепла. Следовательно, контроль количества тепла, выделяющегося в процессе сгорания, может снизить опасность пожара. Европа традиционно была убеждена, что: при сжигании галогенированной кислоты (HCL) выбросы, коррозионная активность газа, концентрация дыма и токсичность газа должны определить, можно ли безопасно удалить людей с места пожара, что является основным фактором. Рейтинг огнестойкости IEC для оценки огнезащитных свойств кабелей и кабелей Международная электротехническая комиссия сформулировала три стандарта IEC60332-1, IEC60332-2 и IEC60332-3. IEC60332-1 и IEC60332-2 используются для оценки огнестойкости одиночного кабеля, когда он проложен наклонно и вертикально (стандарты GB12666.3 и GB12666.4), тогда как IEC60332-3 (стандарты GB12666.5-90) используется для оценки огнестойкости свернутого кабеля при его вертикальном сжигании по сравнению с огнестойкостью спутанный кабель при его вертикальном горении. IEC60332-3 (GB12666.5-90 в Китае) используется для оценки огнестойкости связанных кабелей при вертикальном горении по сравнению со связанными кабелями.

• Класс огнестойкости IEC60332-1/BS4066-1 (испытание на пламя одиночных проводов/кабелей с вертикальной изоляцией)

Это стандарт огнестойкости для одиночных кабелей. Испытание предусматривает, что образец длиной 60 см закрепляют вертикально в металлическом ящике с открытой передней стенкой и используют пропановую горелку с длиной пламени 175 мм от верхнего закрепленного конца образца на расстоянии 450 мм с пламенем. конус контактирует с кабелем под углом 45 градусов. Испытание считается успешным, если обгоревшая поврежденная часть образца находится на расстоянии не более 50 мм от нижнего закрепленного конца.

• Класс огнестойкости IEC60332-3/BS4066-3 (испытание на пламя пучков проводов/кабелей)

Это стандарт огнестойкости свитых кабелей. Спецификация испытаний, пучки образцов кабеля длиной 3,5 м с проволокой, закрепленной в трапециевидной испытательной рамке, необходимое для определения количество образцов в соответствии с различными классификациями неметаллических материалов. Образцы подвешивают вертикально на задней стенке печи сжигания, а воздух подается в печь сжигания через воздухозаборник на нижней пластине. Плоская горелка с пропаном до 750 ℃, пламя и контакт с образцом, образец при принудительной продувке воздухом (выбросы в воздух 5м3/мин, скорость ветра 0,9м/с), должен находиться в вертикальном сгорании в течение 20 минут горения не возникает, Кабель в пламени распространяется на 2,5 метра в пределах самозатухания. IEC60332 имеет класс A, класс B, класс C и класс D классификации, чтобы оценить преимущества и недостатки огнезащитных свойств.

• Уровень наддува - уровень CMP (испытание горения подачи воздуха/туннельное испытание Штайнера на пламене в камере/Туннельное испытание Штайнера)

Это самый требовательный кабель в стандарте пожарной безопасности UL (Plenum Cable), применимый стандарт безопасности — UL910, испытание предусматривает, что несколько образцов укладываются на горизонтальный канал устройства и сжигаются газовой горелкой Бунзена мощностью 87,9 кВт (300 000 БТЕ). /ч) в течение 20 минут. Соответствующим стандартом является то, что пламя не должно выходить более чем на 5 футов за переднюю часть пламени газовой горелки Бунзена. Оптическая плотность имеет максимальное пиковое значение 0,5 и максимальное значение средней плотности 0,15. Этот кабель CMP обычно устанавливается в системах герметизации возврата воздуха, используемых в вентиляционных каналах или в вентиляционном оборудовании, и одобрен для использования в Канаде и США. Материалы FEP/PLENUM, соответствующие UL910, обладают лучшей огнестойкостью и более низкой концентрацией дыма, чем малодымные, не содержащие галогенов материалы, соответствующие IEC60332-1 и IEC60332-3.

• Класс магистральной линии — класс CMR (испытание стояка на пламя)

Это стандарт UL для кабелей коммерческого класса (вертикальный кабель), соответствующий применимому стандарту безопасности UL1666. Испытание предусматривает, что несколько образцов укладываются на моделируемый вертикальный вал и подвергаются воздействию указанной газовой горелки Бунзена мощностью 154,5 кВт (527 500 БТЕ/ч) в течение 30 минут. Квалификационный критерий заключается в том, что пламя не должно распространяться на верхнюю часть помещения высотой 12 футов. Кабели магистрального класса не имеют спецификации по концентрации дыма и обычно используются для вертикальной и горизонтальной напольной проводки.

• Коммерческий класс CM (испытание пламенем вертикального лотка)

Это стандарт UL для кабелей коммерческого класса (кабелей общего назначения) в соответствии с UL1581, применимым стандартом безопасности, который требует, чтобы несколько образцов укладывались на вертикальную опору высотой 8 футов и сжигались (70 000 БТЕ/ч) в течение 20 минут. указанная ленточная горелка мощностью 20 кВт. Соответствующим стандартом является то, что пламя не распространяется на верхний конец кабеля и гаснет само. UL1581 аналогичен IEC60332-3C, за исключением того, что количество проложенных кабелей отличается. Кабели коммерческого класса не имеют спецификации по концентрации дыма и обычно используются только для горизонтальной прокладки на одном этаже, а не для вертикальной прокладки на полу.

• Общее назначение – класс CMG (испытание пламенем вертикального лотка)

Это стандарт UL для кабелей общего назначения (кабелей общего назначения), применимый стандарт безопасности — UL1581. Условия испытаний для коммерческого класса и класса общего назначения аналогичны, и оба признаны для использования в Канаде и США. Кабель общего назначения не имеет спецификации по концентрации дыма и обычно используется только для горизонтальной проводки на одном этаже, а не для вертикальной проводки на полу.

• Бытовой класс — класс CMX (испытание пламенем на вертикальной проволоке)

Это стандарт UL для кабелей с ограниченным доступом, применимый стандарт безопасности UL1581, VW-1. Образец для испытаний выдерживают в вертикальном положении и обжигают испытательной горелкой (30 000 ТЕ/ч) в течение 15 секунд, затем останавливают на 15 секунд и повторяют 5 раз. Критериями прохождения являются то, что остаточное пламя не должно превышать 60 секунд, образец не должен сгореть более чем на 25%, а хирургическая ватная подкладка на дне не должна воспламеняться от падающих предметов. UL1581-VW-1 аналогичен IEC60332-1, за исключением того, что он горит в течение другого периода времени. Этот класс также не имеет спецификации по дыму или токсичности и предназначен для использования только в домашних или небольших офисных системах, где проложен один кабель. Эти кабели не следует использовать в связках, они должны быть защищены оплеткой. Плотность дыма, содержание галогенов и рейтинг токсичности.

• IEC60754-1/BS6425-1 Определение содержания галогенных газов (выбросы галогенов)

Это спецификация стандартов IEC и BS для концентрации выбросов хлористого водорода (HCL). Галогены содержат фтор, хлор, бром, йод и летучий радиоактивный элемент астат, причем эти компоненты высокотоксичны. Экспериментальные условия: печь для сжигания, предварительно нагретая до 800 ℃, встроенный образец массой 1,0 г, помещенный в печь, использование скорости выбросов в воздух, чтобы HCL растворялся в воде, а затем определение содержания галогенной кислоты в водном растворе. Если выделение галоидной кислоты (HCL) при горении материала кабеля составляет менее 5 мг/г, его можно назвать безгалогенным кабелем (LSOH), если выделение галоидной кислоты (HCL) превышает 5 мг/г, но менее 15 мг/г, можно так называемый низкогалогенный кабель (LSF). Стоит отметить, что метод IEC 60754-1.

В. Будущее огнезащитных материалов

Далее мы обсудим классификацию и свойства огнезащитных материалов. Огнезащитные материалы можно разделить на две основные группы: органические антипирены и неорганические антипирены. Органические антипирены в основном включают сложные эфиры фосфорной кислоты, галогенированные углеводороды и т. д., тогда как неорганические антипирены включают гидроксид алюминия, гидроксид магния и так далее. Каждый тип антипирена имеет свои уникальные преимущества и сферу применения, поэтому нам необходимо выбрать правильный тип в соответствии с реальной ситуацией. Кроме того, защита окружающей среды стала одной из ключевых задач современного общества, поэтому исследованиям и разработкам экологически чистых огнезащитных материалов уделяется все больше внимания. Хотя традиционные галогенсодержащие антипирены обладают отличным огнезащитным действием, при горении они выделяют токсичные пары, которые представляют угрозу для окружающей среды и здоровья человека. Поэтому исследование новых огнезащитных материалов с высокой эффективностью, низкой токсичностью и легкой деградацией является важной задачей, стоящей перед нами в настоящее время. В целом, хотя мы и добились определенного прогресса в исследованиях огнезащитных материалов, предстоит еще много работы. Мы должны продолжать наши усилия по решению проблем, стоящих перед областью огнезащитных материалов. Я надеюсь, что сегодняшний рассказ даст вам новые идеи и вдохновение, и я с нетерпением жду возможности работать с вами, чтобы способствовать будущему развитию этой области.

(1) Огнезащитная система конструкционных пластмасс включает в себя базовую смолу, антипирен, противокапельный агент и т. д. Обычно подходящий огнезащитный состав добавляется в зависимости от совместимости огнезащитного состава с базовой смолой и от того, добавлено ли добавление Огнезащитный состав повлияет на первоначальные характеристики базовой смолы, долговечность, стоимость и другие факторы.

(2) В настоящее время огнестойкие конструкционные пластмассы, огнестойкие ПК / АБС, огнестойкие ПК в основном добавляются к органическому негалогенированному фосфорному огнестойкому арилфосфату, такому как RDP и т. д., и добавляют противокапельный агент в качестве со-компонента. -эффективный огнезащитный состав для достижения стандартов огнестойкости UL94V0. Огнестойкий АБС-пластик, огнестойкий HIPS, огнестойкий ПБТ и огнезащитный состав PA, из-за безгалогенного огнезащитного или огнезащитного состава эффективность или цена слишком высока для практического применения, органический бромный огнезащитный состав такие как DBDPE и другие антипирены Sb2O3 по-прежнему применяются в больших количествах, противокапельный агент добавляется выборочно в зависимости от ситуации или не добавлено.

(3) Поскольку противокапельный агент из ПТФЭ с покрытием обладает превосходной диспергируемостью и простотой в эксплуатации, при комнатной температуре не происходит агломерации, изделия, отлитые под давлением, не морщатся, черно-белые изделия без кристаллов могут значительно улучшить блеск поверхности изделий, в требования к блеску поверхности изделий из огнестойких материалов ПК, ПК/АБС, АБС и УПП при применении более высокой доли, а в изделиях не требуется блеск поверхности огнестойких материалов ПБТ или PA В огнестойкие материалы ПБТ или PA, которые не требуют блеска поверхности изделий, чаще выбирают для добавления чистый порошок ПТФЭ.

(4) В будущем, по мере роста осведомленности людей о безопасности, экологические нормы будут ужесточаться, а также в ответ на требования ЕС по использованию безгалогенных антипиренов в электронных дисплеях, а также в китайских 5G, транспортных средствах на новых источниках энергии и других быстроразвивающихся объектах, Производство огнестойких конструкционных пластиков в Китае, особенно ПК / АБС и огнестойких ПК, будет расти быстрее, что приведет к более быстрому росту спроса на органические негалогенированные фосфорные антипирены и противокапельные агенты. темп роста. рост.

(5) Китай является основным производителем в мире безгалогенных фосфорных антипиренов, новые производственные мощности в мире в будущем в основном будут отечественными. Промышленное производство противокапельного агента из ПТФЭ с покрытием должно сбалансировать противокапельный эффект и блеск поверхности продукта, имеет высокий технический порог. Раньше из-за отсутствия внутреннего производства и более высоких цен в сочетании с рынком перерабатывающей продукции требования к глянцу поверхности не слишком высоки, доля рынка невелика; В 2003 году отечественное промышленное производство, его цена постепенно снижались, отечественные пользователи начали обращаться к продуктам с покрытием, в то время как рынок продуктов 3C для повышения требований к блеску поверхности, так что порошок ПТФЭ не может удовлетворить требования клиента, спрос на изделия с покрытием Значительно увеличились.

В статье представлен всесторонний взгляд на основы огнезащитных средств, включая оценку, рейтинг и тестирование различных материалов. Стоит отметить, что YINSU Flame Retardant также предлагает широкий ассортимент антипиренов для различных материалов, таких как красный фосфор. ФРП-950, ФРП-750, Сурьмяный композит Т3 и замена бромида сурьмы Т-30, которые играют жизненно важную роль в повышении пожарной безопасности.