一、概述

定义：
防火测试是评估电子电器产品在暴露于火源时的阻燃性、火焰蔓延速度、烟雾及有毒气体释放等性能，以确保其在火灾场景下的安全性，降低火灾扩散风险及人员伤亡。

核心目标：

1. 阻燃性能：验证材料是否具有自熄性（如UL 94 V-0级）。

2. 火焰蔓延抑制：控制火焰沿材料表面的扩散速度（如IEC 60332线缆测试）。

3. 低烟低毒：限制燃烧时烟雾密度（ISO 5659-2）及毒性气体释放（如CO、HCl）。

分类：

· 可燃性测试：材料点燃后的自熄能力。

· 火焰蔓延测试：火焰沿材料表面或线缆的传播距离。

· 烟雾与毒性测试：燃烧产物对人员逃生和救援的影响。

二、检测标准

1. 国际标准：

· UL 94（美国）：塑料材料可燃性等级（HB、V-0、V-1、V-2、5VA/5VB）。

· IEC 60695-11-10：灼热丝可燃性指数（GWFI）测试（模拟过热部件引燃风险）。

· ISO 5660-1：锥形量热仪测试（热释放速率、烟雾生成率）。

2. 地区标准：

· GB/T 2408（中国）：塑料燃烧性能分级（类似UL 94）。

· EN 45545-2（欧盟）：轨道交通材料防火要求（毒性气体限值）。

· FAR 25.853（美国航空）：飞机内饰材料阻燃性测试。

3. 行业专用标准：

· IEC 60332：线缆火焰蔓延测试（单根/成束燃烧）。

· UL 746：聚合物材料的长期热老化与电气性能评估。

三、检测设备

1. 核心设备：

· 垂直/水平燃烧试验箱：

o UL 94测试：施加火焰（20 mm高）至样品，记录燃烧时间及滴落物引燃棉花情况。

o 型号：ATLAS HVUL-2，精度±0.1秒。

· 锥形量热仪（Cone Calorimeter）：

o 功能：测量热释放速率（HRR）、总释热量（THR）、烟雾产生率（SPR）。

o 型号：FTT iCone，符合ISO 5660标准。

· 灼热丝测试仪：

o 标准：IEC 60695-2-10，模拟过热元件（如750℃灼热丝接触材料30秒）。

o 型号：GWIT/GWFI测试系统。

2. 辅助设备：

· 烟雾密度箱（如NBS烟箱）：根据ISO 5659-2测量光透射率下降（烟密度≤75%）。

· 毒性气体分析仪：傅里叶红外光谱（FTIR）检测CO、HCl、HCN等气体浓度。

四、检测流程

1. 样品准备：

· 材料选择：根据应用场景选择测试标准（如电子外壳用UL 94，线缆用IEC 60332）。

· 尺寸加工：标准试样尺寸（如UL 94要求125×13×厚度mm）。

2. 可燃性测试（UL 94 V-0为例）：

0. 垂直燃烧：夹具垂直固定样品，底部施加火焰10秒，记录燃烧时间（≤10秒自熄且无滴落引燃）。

1. 重复点燃：二次施加火焰10秒，总燃烧时间≤50秒。

3. 火焰蔓延测试（IEC 60332-1线缆单根燃烧）：

0. 火焰施加：使用喷灯（1 kW甲烷）倾斜45°燃烧线缆（60秒）。

1. 判定标准：火焰蔓延距离≤2.5 m，炭化部分距上夹具≥50 mm。

4. 烟雾与毒性测试（ISO 5659-2）：

0. 辐射燃烧：锥形加热器以50 kW/m²热辐射点燃样品。

1. 数据采集：记录光密度（烟雾）、气体成分（FTIR）。

5. 结果判定：

· UL 94等级：V-0（最优）、V-1、V-2、HB（最低）。

· 线缆合格：火焰不蔓延至标记线以上。

五、费用与周期

1. 费用构成：

· 单项测试：

o UL 94可燃性测试：2000-5000元/材料。

o IEC 60332线缆燃烧测试：3000-8000元/规格。

o 锥形量热仪测试：1万-2万元/样。

· 认证服务：

o UL认证（含防火+电气测试）：5万-15万元。

o EN 45545轨道交通认证：8万-20万元。

2. 周期：

· 单项测试：3-7个工作日。

· 全项认证：4-12周（含测试+审核）。

· 加急服务：额外支付30%-50%费用，周期缩短30%-50%。

六、实际应用

1. 消费电子案例：

· 问题：某路由器外壳UL 94测试燃烧时间12秒（V-0要求≤10秒）。

· 优化：添加阻燃剂（如溴化环氧树脂），复测达V-0级。

2. 汽车电子应用：

· 测试场景：车载电池包外壳通过UL 94 5VA测试（无燃烧滴落，火焰自熄）。

3. 航空航天领域：

· 案例：飞机座椅材料通过FAR 25.853测试（火焰蔓延≤15 cm/min）。

4. 新能源挑战：

· 动力电池防火：电池模组外壳通过UL 94 V-0及热失控火焰蔓延测试（GB/T 31485）。

七、注意事项与趋势

1. 测试陷阱规避：

· 材料厚度影响：UL 94结果与样品厚度强相关（如1.6 mm与3.0 mm测试结果差异大）。

· 阻燃剂迁移：长期使用后阻燃剂析出可能降低性能（需热老化测试）。

2. 新兴技术应用：

· 无卤阻燃材料：磷系、氮系阻燃剂替代溴系（满足RoHS/REACH要求）。

· 纳米复合材料：氧化石墨烯/聚合物提升阻燃性（UL 94 V-0且无滴落）。

3. 行业趋势：

· 环保法规驱动：欧盟限制溴系阻燃剂（如DecaBDE），推动绿色阻燃技术。

· 智能化防火设计：集成温度传感器与自动灭火装置的智能配电箱。