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Concepto de clasificación de retardante de llama

La prueba de clasificación de retardante de llama es un método utilizado para evaluar la capacidad de un material para resistir la propagación de la llama. Las normas comunes incluyen UL94, IEC 60695-11-10 y GB/T 5169.16. En la norma UL94,Prueba de inflamabilidad de materiales plásticos para piezas de dispositivos y aparatosLas clasificaciones de retardantes de llama se clasifican en 12 niveles según la rigurosidad y la aplicación de la prueba: HB, V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB, VTM-0, VTM-1, VTM-2, HBF, HF1 y HF2.

Generalmente, las clasificaciones de retardantes de llama comúnmente utilizadas varían de V-0 a V-2, siendo V-0 el que indica el mejor rendimiento de retardante de llama.

1.1 Definiciones de las cuatro clasificaciones de retardantes de llama

HB (quema horizontal):
La clasificación HB indica que el material arde lentamente, pero no se autoextingue. Es el nivel más bajo en UL94 y se utiliza generalmente cuando los métodos de prueba verticales (V-0, V-1 o V-2) no son aplicables.

V-2 (Quema vertical – Nivel 2):
La clasificación V-2 significa que el material se somete a dos pruebas de llama vertical de 10 segundos. Tras retirar la llama, el tiempo de combustión del material no supera los 30 segundos y puede encender el algodón colocado 30 cm por debajo. Sin embargo, la llama no debe sobrepasar la línea marcada.

V-1 (Quema vertical – Nivel 1):
La clasificación V-1 significa que el material se somete a dos pruebas de llama vertical de 10 segundos. Tras retirar la llama, el tiempo de combustión del material no debe superar los 30 segundos, y la llama no debe extenderse por encima de la línea marcada ni encender el algodón colocado 30 cm por debajo.

V-0 (Quema vertical – Nivel 0):
La clasificación V-0 significa que el material se somete a dos pruebas de llama vertical de 10 segundos. Tras retirar la llama, el tiempo de combustión del material no debe superar los 10 segundos y la llama no debe extenderse por encima de la línea marcada ni encender el algodón colocado 30 cm por debajo.

1.2 Introducción a otras clasificaciones de retardantes de llama

5VA y 5VB pertenecen a la clasificación de prueba de combustión vertical utilizando una llama de prueba de 500 W (altura de llama de 125 mm).

5VA (Combustión vertical – Nivel 5VA):
La clasificación 5VA es una clasificación de la norma UL94. Indica que, tras retirar la llama, el tiempo de combustión del material no debe superar los 60 segundos, la llama no debe extenderse por encima de la línea marcada y las llamas que gotean no deben superar los 60 segundos.

5VB (Grabación vertical – Nivel 5VB):
La clasificación 5VB es similar a 5VA, con los mismos criterios de tiempo de combustión y propagación de la llama.

VTM-0, VTM-1, VTM-2 son clasificaciones para materiales delgados (espesor < 0,025 mm) en ensayos de combustión vertical (altura de llama de 20 mm), aplicables a películas plásticas.

VTM-0 (Quema de bandeja vertical – Nivel 0):
La clasificación VTM-0 significa que después de retirar la llama, el tiempo de combustión del material no excede los 10 segundos y la llama no debe extenderse por encima de la línea marcada.

VTM-1 (Quema en bandeja vertical – Nivel 1):
La clasificación VTM-1 significa que después de retirar la llama, el tiempo de combustión del material no excede los 30 segundos y la llama no debe extenderse por encima de la línea marcada.

VTM-2 (Quema en bandeja vertical – Nivel 2):
La clasificación VTM-2 tiene los mismos criterios que la VTM-1.

HBF, HF1, HF2 son clasificaciones para pruebas de combustión horizontal en materiales espumados (altura de llama de 38 mm).

HBF (Material Espumado de Combustión Horizontal):
La clasificación HBF significa que la velocidad de combustión del material espumado no supera los 40 mm/min y la llama debe extinguirse antes de alcanzar la línea marcada de 125 mm.

HF-1 (Combustión horizontal – Nivel 1):
La clasificación HF-1 significa que después de retirar la llama, el tiempo de combustión del material no excede los 5 segundos y la llama no debe extenderse por encima de la línea marcada.

HF-2 (Combustión horizontal – Nivel 2):
La clasificación HF-2 significa que después de retirar la llama, el tiempo de combustión del material no excede los 10 segundos y la llama no debe extenderse por encima de la línea marcada.

Propósito de las pruebas de clasificación de retardante de llama

Los objetivos de las pruebas de clasificación de retardante de llama incluyen:

2.1 Evaluación del rendimiento de la combustión del material

Determinar la velocidad de combustión de un material, la propagación de la llama y la propagación del fuego en condiciones de incendio ayuda a evaluar su seguridad, confiabilidad e idoneidad para aplicaciones resistentes al fuego.

2.2 Determinación de la capacidad retardante de llama

Las pruebas identifican la capacidad de un material para suprimir la propagación de la llama cuando se expone a una fuente de fuego, lo que es crucial para evitar la escalada del incendio y minimizar los daños.

2.3 Guía para la selección y uso de materiales

Al comparar las propiedades retardantes de llama de diferentes materiales, las pruebas ayudan a seleccionar materiales apropiados para la construcción, el transporte, la electrónica y otros campos para mejorar la seguridad contra incendios.

2.4 Cumplimiento de regulaciones y normas

Las pruebas de retardancia de llama suelen realizarse de acuerdo con las normativas nacionales o del sector. Garantizan que los materiales cumplan con los requisitos de seguridad y cumplimiento normativo para aplicaciones específicas.

En resumen, las pruebas de clasificación de resistencia al fuego proporcionan datos críticos para la selección de materiales, la mejora de la seguridad contra incendios y el cumplimiento normativo al evaluar el comportamiento de la combustión y la resistencia al fuego.

Normas de referencia

UL94:Prueba de inflamabilidad de materiales plásticos para piezas de dispositivos y aparatos
IEC 60695-11-10:2013: *Pruebas de riesgo de incendio – Parte 11-10: Llamas de prueba – Métodos de prueba de llama horizontal y vertical de 50 W*
GB/T 5169.16-2017: *Pruebas de riesgo de incendio para productos eléctricos y electrónicos – Parte 16: Llamas de prueba – Métodos de prueba de llama horizontal y vertical de 50 W*

Métodos de prueba para HB, V-2, V-1 y V-0

4.1 Quema horizontal (HB)

4.1.1 Requisitos de la muestra

Forma: Láminas (cortadas, fundidas, extruidas, etc.) con bordes lisos, superficies limpias y densidad uniforme.
Dimensiones: 125 ± 5 mm (largo) × 13 ± 0,5 mm (ancho). Se requieren muestras con un espesor mínimo de 3 mm, a menos que el espesor supere los 3 mm. Espesor máximo ≤ 13 mm, ancho ≤ 13,5 mm, radio de esquina ≤ 1,3 mm.
Variantes: Muestras representativas para diferentes colores/densidades.
Cantidad: Mínimo 2 juegos, 3 muestras por juego.

4.1.2 Procedimiento de prueba

Marcado: líneas de 25±1mm y 100±1mm.
Sujeción: Sujetar cerca del extremo de 100 mm, horizontalmente a lo largo y 45° ± 2° a lo ancho, con una malla de alambre de 100 ± 1 mm por debajo.
Llama: Flujo de metano 105 ml/min, contrapresión 10 mm de columna de agua, altura de llama 20 ± 1 mm.
Encendido: Aplicar llama a 45° durante 30±1s o hasta que la combustión alcance 25mm.
Sincronización: Registre el tiempo y la longitud quemada (L) de 25 mm a 100 mm.
Cálculo: Velocidad de combustión (V) = 60L/t (mm/min).

4.1.3 Registros de pruebas

Ya sea que la llama alcance 25±1 mm o 100±1 mm.
Longitud (L) y tiempo (t) quemados entre 25mm y 100mm.
Si la llama pasa 100 mm, registre el tiempo desde 25 mm hasta 100 mm.
Velocidad de combustión calculada.

4.1.4 Criterios de calificación de HB

Para espesores de 3 a 13 mm: velocidad de combustión ≤40 mm/min en un tramo de 75 mm.
Para espesores <3 mm: Velocidad de combustión ≤75 mm/min en un tramo de 75 mm.
La llama debe detenerse antes de 100 mm.

4.2 Quema vertical (V-2, V-1, V-0)

4.2.1 Requisitos de la muestra

Forma: Láminas con bordes lisos, superficies limpias y densidad uniforme.
Dimensiones: 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Proporcione muestras de espesor mínimo y máximo; si los resultados difieren, se requieren muestras intermedias (distancia ≤ 3,2 mm).
Variantes: Muestras representativas para diferentes colores/densidades.
Cantidad: Mínimo 2 juegos, 5 muestras por juego.

4.2.2 Acondicionamiento de la muestra

Estándar: 23 ± 2 °C, 50 ± 5 % HR durante 48 h; prueba dentro de los 30 minutos posteriores a la extracción.
Horno: 70±1°C durante ≥168h, luego enfriar en desecador durante ≥4h; probar dentro de los 30min.

4.2.3 Procedimiento de prueba

Sujeción: Sujete la parte superior a 6 mm, orientación vertical, la parte inferior a 300 ± 10 mm por encima del algodón (0,08 g, 50 × 50 mm, ≤ 6 mm de espesor).
Llama: Flujo de metano 105 ml/min, contrapresión 10 mm de columna de agua, altura de llama 20 ± 1 mm.
Ignición: Aplique la llama en el borde inferior de la muestra (10 ± 1 mm de distancia) durante 10 ± 0,5 s. Ajuste si la muestra se deforma.
Tiempo: Registre la postllama (t1) después del primer encendido, vuelva a aplicar la llama durante 10 ± 0,5 s, luego registre la postllama (t2) y el resplandor (t3).
Notas: Si se produce goteo, incline el quemador 45°. Ignore las muestras si la llama se extingue debido a la emisión de gas.