UL94 是由美国保险商实验室（Underwriters Laboratories, 简称UL）制定的一项重要标准，专门用于评估塑料材料在火焰条件下的燃烧特性。这一标准对于确保电子电气设备、家用电器、汽车内饰以及建筑材料等产品的安全性至关重要。

测试方法

UL94标准主要包含两种测试方法：

1. 垂直燃烧测试（Vertical Burning Test）

• V-0级：样品在垂直位置经受火焰测试，火焰施加后10秒内自行熄灭，且不产生持续燃烧的滴落物。

• V-1级：样品在垂直位置经受火焰测试，火焰施加后30秒内自行熄灭，且不产生持续燃烧的滴落物。

• V-2级：样品在垂直位置经受火焰测试，火焰施加后30秒内自行熄灭，但允许产生燃烧的滴落物。

1. 水平燃烧测试（Horizontal Burning Test）

• HB级：样品在水平位置经受火焰测试，火焰传播速度和长度受到限制，燃烧到指定标记的时间超过一定阈值。

阻燃等级

• HB级：最基本的阻燃等级，适用于水平燃烧测试，材料在水平位置燃烧时，火焰传播速度较慢且未达到严重的燃烧情况。

• V-2级：样品在每次燃烧处理后30秒内必须熄灭，且10次燃烧处理后总的燃烧时间小于250秒。样品可能会淌落燃烧颗粒，再燃烧片刻，或第二次燃烧测试后样品持续燃烧不超过60秒。

• V-1级：样品在每次燃烧处理后30秒内必须熄灭，且10次燃烧处理后总的燃烧时间小于250秒。样品没有淌落燃烧颗粒或第二次燃烧测试后持续燃烧不超过60秒。

• V-0级：样品在每次燃烧处理后10秒内必须熄灭，且10次燃烧处理后总的燃烧时间小于50秒。样品没有淌落燃烧颗粒或第二次燃烧测试后持续燃烧不超过30秒。

阻燃剂的分类与应用

阻燃剂是一类能够改变聚合物燃烧反应过程或通过改变燃烧条件来实现阻燃效果的化学物质。它们可以分为以下几类：

• 卤素阻燃剂：由于燃烧后会释放出大量有毒气体，近年来已被逐渐淘汰。

• 磷系阻燃剂：通过产生不燃性气体和形成炭层来阻止燃烧。

• 氮系阻燃剂：通过产生不燃性气体和降低燃烧温度来实现阻燃。

• 无机阻燃剂：如氢氧化铝和氢氧化镁，通过吸热反应和形成炭层来阻燃。

阻燃机理

阻燃剂的阻燃机理通常包括：

• 气相阻燃机理：通过产生不燃性气体来稀释氧气浓度，从而降低燃烧反应的速率。

• 凝聚相阻燃机理：通过在材料表面形成炭层或其他物理屏障来阻碍热量和氧气的传递。

• 中断热交换阻燃机理：通过化学物质的吸热反应来降低材料的温度，从而阻止燃烧的继续。

阻燃剂的选择与影响

在选择阻燃剂时，必须综合考虑其对树脂体系和基材产品性能的影响。例如，含氮树脂基体可能会变脆，而水合物在较低温度下释放水分可能导致层压板的分层。因此，优先选择反应型阻燃剂，它们通过化学键合至聚合物主链中，对材料性能的影响较小。

常用的阻燃剂包括：

• 氢氧化铝 (ATH)：通过产生水蒸气来降低可燃气体浓度并且形成炭层。

• 三聚氰胺衍生物：如三聚氰胺多磷酸盐（MPP），分解产生可燃气体和焦炭。

• 含氮树脂：如苯丙嗪和三聚氰胺酚醛清漆，具有高反应活性和高Tg值。

• 含磷树脂和硬化剂：如DOPO，提供高分解温度和Tg值，但可能影响材料的其他性能。

综上所述，UL94标准为塑料材料的阻燃性能提供了详细的评估方法和等级划分，而阻燃剂的选择和应用则需要在确保阻燃效果的同时，充分考虑其对材料性能的影响。