Um Resumo das Classificações e Padrões de Teste de Retardantes de Chama

Um Resumo das Classificações e Normas de Teste de Retardamento de Chama

I. Conceito de Classificações de Retardamento de Chama

O teste de retardamento de chama é um método usado para avaliar a capacidade de um material de resistir à propagação da chama. As normas comuns incluem UL 94, IEC 60695-11-10 e GB/T 5169.16. Na norma UL 94 - "Teste de Inflamabilidade de Materiais Plásticos para Peças em Dispositivos e Aparelhos", com base na severidade do teste e na aplicação alvo, as classificações de retardamento de chama são classificadas em 12 graus: HB, V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB, VTM-0, VTM-1, VTM-2, HBF, HF-1 e HF-2.

As classificações de retardamento de chama comumente usadas geralmente variam de V-0 a V-2, com V-0 representando o melhor desempenho de retardamento de chama entre elas.

1.1 Definições das Classificações Primárias (HB, V-2, V-1, V-0)

• HB: Queima Horizontal
  A classificação HB indica que o material queima lentamente, mas não se autoextingue. É a classificação mais baixa na UL 94 e é frequentemente usada quando os testes de queima vertical (V-0, V-1 ou V-2) não são aplicáveis.

• V-2: Queima Vertical - Nível 2
  A classificação V-2 indica que, após duas aplicações de chama de 10 segundos em posição vertical, o tempo de queima do material não excede 30 segundos após a remoção da chama. As gotas em chamas podem inflamar o algodão colocado 30 cm abaixo da amostra, mas a chama não deve se espalhar além do marcador especificado.

• V-1: Queima Vertical - Nível 1
  A classificação V-1 indica que, após duas aplicações de chama de 10 segundos em posição vertical, o tempo de queima do material não excede 30 segundos após a remoção da chama. A chama não deve se espalhar além do marcador especificado, e as gotas em chamas não devem inflamar o algodão colocado 30 cm abaixo.

• V-0: Queima Vertical - Nível 0
  A classificação V-0 indica que, após duas aplicações de chama de 10 segundos em posição vertical, o tempo de queima do material não excede 10 segundos após a remoção da chama. A chama não deve se espalhar além do marcador especificado, e as gotas em chamas não devem inflamar o algodão colocado 30 cm abaixo.

1.2 Introdução a Outras Classificações de Retardamento de Chama

• 5VA & 5VB: Essas classificações pertencem à classificação de teste de queima vertical usando uma chama de teste de 500W (altura da chama de 125 mm).

  • 5VA: Após a aplicação da chama sob condições especificadas, o tempo de pós-chama do material não excede 60 segundos após a remoção da chama, a chama não deve se espalhar além do marcador e o tempo de queima das partículas gotejantes não deve exceder 60 segundos.

  • 5VB: Os critérios são semelhantes aos de 5VA em relação ao tempo de pós-chama e à propagação da chama, e o tempo de queima das partículas gotejantes não deve exceder 60 segundos.

• VTM-0, VTM-1, VTM-2: Estas são classificações de teste de queima vertical para materiais finos (espessura < 0,025 mm), usando uma altura de chama de 20 mm, aplicável a filmes plásticos.

  • VTM-0: Após a aplicação da chama, o tempo de pós-chama não excede 10 segundos.

  • VTM-1: Após a aplicação da chama, o tempo de pós-chama não excede 30 segundos.

  • VTM-2: Após a aplicação da chama, o tempo de pós-chama não excede 30 segundos (critérios específicos de aprovação/reprovação o diferenciam do VTM-1).

• HBF, HF-1, HF-2: Estas são classificações de teste de queima horizontal para materiais espumados, usando uma altura de chama de 38 mm.

  • HBF: A taxa de queima não excede 40 mm/min, e a chama deve extinguir-se antes da marca de 125 mm.

  • HF-1: Após a remoção da chama, o tempo de pós-chama não excede 5 segundos, e a chama não deve se espalhar além do marcador.

  • HF-2: Após a remoção da chama, o tempo de pós-chama não excede 10 segundos, e a chama não deve se espalhar além do marcador.

II. Propósito do Teste de Retardamento de Chama

Os propósitos do teste de retardamento de chama incluem:

2.1 Avaliação do Desempenho de Combustão de Materiais: Determina a taxa de queima, a propensão à propagação da chama e a extensão do desenvolvimento do fogo sob condições de incêndio. Isso ajuda a determinar a segurança, confiabilidade e adequação do material para aplicações de proteção contra incêndio.

2.2 Determinação da Capacidade de Retardamento de Chama de Materiais: O teste identifica a capacidade de um material de inibir a propagação da chama quando exposto a uma fonte de ignição. Isso é crucial para evitar a expansão do fogo e reduzir as perdas causadas por incêndios.

2.3 Orientação na Seleção e Uso de Materiais: Ao testar e comparar as propriedades de retardamento de chama de diferentes materiais, escolhas informadas podem ser feitas para a seleção e aplicação de materiais. Isso auxilia na seleção de materiais apropriados para construção, transporte, dispositivos eletrônicos, etc., para aumentar a segurança contra incêndios.

2.4 Conformidade com Regulamentos e Normas: O teste de retardamento de chama é frequentemente conduzido de acordo com regulamentos e normas nacionais ou da indústria. O teste garante que os materiais atendam aos requisitos, garantindo a conformidade e a segurança em aplicações específicas.

Em resumo, o objetivo do teste de retardamento de chama é fornecer uma base crítica para selecionar materiais adequados, melhorar a segurança contra incêndios e garantir a conformidade com regulamentos e normas, avaliando o desempenho de combustão e as capacidades de retardamento de chama dos materiais.

III. Normas de Referência

• UL 94: "Teste de Inflamabilidade de Materiais Plásticos para Peças em Dispositivos e Aparelhos."

• IEC 60695-11-10:2013: "Testes de perigo de incêndio - Parte 11-10: Chamas de teste - Métodos de teste de chama horizontal e vertical de 50 W."

• GB/T 5169.16-2017: "Testes de perigo de incêndio para produtos elétricos e eletrônicos - Parte 16: Chamas de teste - Métodos de teste de chama horizontal e vertical de 50W." (Norma nacional da China, tecnicamente alinhada com a IEC 60695-11-10).

IV. Métodos de Teste para HB, V-2, V-1, V-0

4.1 Queima Horizontal: HB

4.1.1 Requisitos da Amostra

• Forma: Folhas, produzidas por corte, fundição, extrusão, etc., com bordas lisas, superfícies limpas e densidade uniforme.

• Dimensões: Comprimento × Largura = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Fornecer amostras na espessura mínima e na espessura de 3 mm. Se a espessura mínima >3mm ou espessura máxima <3mm, amostras de 3mm podem não ser necessárias. Espessura máxima ≤13mm, largura máxima ≤13,5mm, raio da esquina ≤1,3mm.

• Série: Para diferentes cores, densidades, etc., fornecer amostras representativas.

• Quantidade: Mínimo 2 conjuntos, 3 amostras por conjunto.

4.1.2 Procedimento de Teste

• Marcação: Marcar linhas em 25 ± 1 mm e 100 ± 1 mm.

• Fixação: Fixar a extremidade próxima à marca de 100 mm, mantendo o eixo longo horizontal e o eixo largo em um ângulo de 45°±2°. Colocar uma tela de arame 100 ± 1 mm abaixo da amostra.

• Queimador: Metano, vazão de 105 ml/min, contrapressão de 10 mm de coluna d'água.

• Chama: Altura da chama 20 ± 1 mm.

• Aplicação: Aplicar a chama a 45° na borda inferior da amostra, imergindo-a 6 mm, por 30 ± 1 segundos ou até que a chama atinja a marca de 25 mm, em seguida, remover.

• Cronometragem: Iniciar a cronometragem quando a frente da chama atingir a marca de 25 ± 1 mm. Registrar o tempo necessário para a combustão cessar e o comprimento queimado.

• Cálculo: V = 60L / t, onde V é a taxa de queima (mm/min), L é o comprimento queimado (mm), t é o tempo de queima (s).

4.1.3 Registros de Teste

• Se a chama atinge a marca de 25 ± 1 mm ou 100 ± 1 mm.

• Se a queima parar entre 25 mm e 100 mm, registrar o comprimento queimado (L) e o tempo (t).

• Se a chama passar pela marca de 100 mm, registrar o tempo de 25 mm a 100 mm.

• Taxa de queima calculada.

4.1.4 Critérios de Classificação HB

• Para amostras de 3-13 mm de espessura em um vão de 75 mm: Taxa de queima ≤ 40 mm/min.

• Para amostras com espessura <3mm em um vão de 75 mm: Taxa de queima ≤ 75 mm/min.

• A queima para antes da marca de 100 mm.
  Amostras que atendem a esses critérios são classificadas como HB.

4.2 Queima Vertical: V-2, V-1, V-0

4.2.1 Requisitos da Amostra

• Forma: Folhas, produzidas por corte, fundição, extrusão, etc., com bordas lisas, superfícies limpas e densidade uniforme.

• Dimensões: Comprimento × Largura = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Fornecer amostras na espessura mínima e máxima. Se os resultados diferirem, amostras de espessura intermediária podem ser necessárias. Espessura máxima ≤13mm, raio da esquina ≤1,3mm.

• Série: Para variações, fornecer amostras representativas.

• Quantidade: Mínimo 2 conjuntos, 5 amostras por conjunto.

4.2.2 Condicionamento da Amostra

• Condicionamento Padrão: 48 horas a 23 ± 2°C e 50 ± 5% UR. Testar dentro de 30 minutos após a remoção.

• Condicionamento em Forno: Pelo menos 168 horas a 70 ± 1°C, depois resfriar em um dessecador à temperatura ambiente por pelo menos 4 horas. Testar dentro de 30 minutos após a remoção.

4.2.3 Procedimento de Teste

• Fixação: Fixar os 6 mm superiores da amostra, orientados verticalmente para baixo. A extremidade inferior da amostra deve estar 300 ± 10 mm acima de uma camada de algodão puro (0,08g, 50x50mm, espessura máxima 6mm).

• Queimador: Metano, vazão de 105 ml/min, contrapressão de 10 mm de coluna d'água.

• Chama: Altura da chama 20 ± 1 mm.

• Aplicação: Colocar o centro da chama no ponto médio da borda inferior (10 ± 1 mm da ponta do queimador à amostra). Aplicar por 10 ± 0,5 segundos. Ajustar o queimador se a amostra deformar. Se ocorrer gotejamento, inclinar o queimador a 45°. Após 10 ± 0,5s, retirar o queimador a 300 mm/min até pelo menos 150 mm de distância. Registrar imediatamente o tempo de pós-chama t1. Após o término das chamas, reaplicar a chama por 10 ± 0,5s. Retirar e registrar o segundo tempo de pós-chama t2 e o tempo de incandescência t3.

• Nota: Diferenciar pós-chama/incandescência. Se as chamas forem extintas por gases do material, reacender o queimador imediatamente e continuar a aplicação até atingir o total de 10 ± 0,5s.

4.2.4 Registros de Teste

• Primeiro tempo de pós-chama (t1).

• Segundo tempo de pós-chama (t2).

• Segundo tempo de incandescência (t3).

• Se a amostra queima completamente.

• Se as partículas gotejantes inflamam o algodão.

4.2.5 Critérios de Classificação V-2, V-1, V-0
Após o teste, a classificação de retardamento de chama é determinada com base nos seguintes critérios (resumo dos limites de aprovação/reprovação para o tempo total de pós-chama, tempos individuais de pós-chama, tempo de incandescência, ignição do algodão e consumo da amostra).