阻燃塑料：UL94 评级、材料选择和 DEYU 解决方案

简答

阻燃塑料主要根据规定测试条件下的燃烧行为进行分类。在商业塑料材料选择中，常用UL94等级，例如HB、V-2、V-1、V-0、5VB和5VA。 HB为水平燃烧分级，而V-2、V-1和V-0为垂直燃烧分级。在相同厚度下，V-0通常比V-1和V-2要求更高。 5VB和5VA属于更严格的5V测试条件，在需要更高阻燃性时使用。

没有厚度就无法讨论阻燃等级。在 3.0 mm 处达到 V-0 的 A 材料可能无法在 1.5 mm 或 0.8 mm 处达到 V-0。通过标准测试棒的 A 材料在具有薄壁、肋、焊接线、螺丝凸台或尖角的真实模制零件中仍可能失败。

适合阻燃改性的常见塑料包括PP、ABS、PC/ABS、PC、PA6、PA66、PBT、PET、PPS、PPO/PPE、TPU以及精选的TPE系统。余姚德宇德宇塑料根据树脂类型、UL94目标、厚度、颜色、机械性能、无卤要求、玻璃纤维增​​强、电气性能和实物验证开发DGK阻燃改性材料。现有相关产品方向包括 DGK-PP WPP-V0 无卤阻燃 PP🔍 和 DGK-PC FR3000 阻燃 PC🔍.

简介：阻燃不仅仅是“V-0与否”

很多客户都会问一个简单的问题：“这种材料能阻燃吗？”在实践中，这个问题还不够。阻燃塑料的选择必须定义阻燃等级、测试厚度、基础树脂、卤化或无卤方向、颜色、机械强度、冲击韧性、玻璃纤维增​​强、耐热性、电气性能、成型工艺和最终产品应用。

例如，客户可能会询问 V-0 PP，但真正的问题应该是：

• V-0 位于 3.0 mm、1.5 mm 或 0.8 mm？
• 黑色、白色、自然色还是定制颜色？
• 无卤还是卤化？
• 注塑还是挤出？
• 该零件是否需要冲击强度？
• 需要玻璃纤维加固吗？
• 它是否用于连接器、外壳、电器部件、电池部件或户外电气部件？

阻燃材料不仅仅是一种在实验室测试中自熄的材料。它还必须保持可用强度、韧性、流动性、颜色稳定性、尺寸稳定性和生产一致性。

1. 阻燃塑料牌号如何分类？

HB：水平燃烧分级

在UL94材料选择中，HB通常被认为是较低的阻燃等级。它评估水平位置的燃烧行为。

HB 材料可用于低风险部件或不需要严格垂直阻燃性的应用。与高阻燃等级相比，它们更容易实现，通常对机械性能和成本的影响更小，但它们不适合高风险电气元件。

V-2：允许垂直燃烧并有火焰滴落

V-2是垂直燃烧分类。与HB相比，由于试件是垂直测试，所以要求更高。

V-2 材料必须在要求的时间内停止燃烧，但在该分类下可能允许点燃下面棉花的火焰滴落。当零件不需要 V-0 或 V-1 更严格的无燃烧滴落要求时，V-2 可能适用。

V-1：比 V-2 更好的阻燃性

V-1 在滴水行为方面比 V-2 更严格。它允许比 V-0 更长的续燃时间，但不允许火焰滴落点燃棉花。当不需要V-0或机械性能、成本和阻燃等级需要中间平衡时，可以使用V-1。

V-0：电气部件通用高要求

V-0 是电气和电子应用中最常要求的阻燃等级之一。与V-1、V-2相比，续焰时间短，无火焰滴落引燃棉花。

当客户说“阻燃塑料”时，他们通常指的是V-0。但 V-0 必须始终与特定厚度相关联。 3.0 mm 处的 V-0 比 1.5 mm 处的 V-0 更容易，1.5 mm 处的 V-0 比 0.8 mm 处的 V-0 更容易。薄壁V-0通常需要更仔细的配方设计。

5VB和5VA：更高的阻燃要求

5VB和5VA比普通的V-0、V-1和V-2垂直燃烧测试更加严格。当应用需要更强的阻燃性时，可以考虑它们。 5VA 通常比 5VB 更严格，因为试片样本不得烧穿。

并非所有产品都需要 5V 级材料。通常仅当应用程序或客户标准需要此级别时才选择它们。

VTM 薄材料评级

对于非常薄的薄膜或片状材料，可以使用 VTM 等级。这些额定值与注塑棒材的标准 V 额定值不同，不应与较厚模制材料的普通 V-0、V-1 或 V-2 额定值混淆。

2. 为什么必须指定厚度

厚度是阻燃塑料选择中最重要的因素之一。相同的材料在不同的厚度下可能表现出不同的阻燃等级。

例如：

• 材料可能在 3.0 mm 处达到 V-0
• 相同的材料在1.5 mm时可能只能达到V-1或V-2
• 它可能会在 0.8 mm 处失败 V-0
• 薄壁部件的燃烧可能与标准测试棒不同

这就是为什么数据表经常将阻燃等级与厚度一起说明，例如 3.0 mm 处的 UL94 V-0、1.5 mm 处的 UL94 V-0 或 0.8 mm 处的 UL94 V-0。

客户应避免只问“是 V-0 吗？”正确的问题是“V-0 的厚度是多少？”这对于薄壁外壳、连接器、电池零件、充电设备、电气盒、电器零件、卡扣结构以及带有肋和焊缝的零件尤其重要。

3.主要阻燃路线

卤化阻燃系统

卤化系统因其高效且成熟而被广泛使用。它们通常与增效剂结合使用以提高阻燃性能。

优点包括阻燃效率高、在许多树脂中更容易实现 V-0 性能、与某些无卤体系相比添加剂用量更低、所选配方具有更好的流动性以及某些应用的成本效益。

风险包括无卤素限制、烟雾或腐蚀问题、客户合规性要求以及平衡颜色和机械性能的需要。当高效率和成本控制很重要且不需要无卤时，此路线适用。

无卤磷氮系统

无卤阻燃体系越来越多地应用于电气、电子、电器和出口产品中。

它们可以满足无卤要求，可用于PP、PA、PBT、PC/ABS、TPU等系统。然而，可能需要更高的添加剂含量，冲击强度可能降低，湿度敏感性可能增加，可能发生表面沉淀，并且必须控制加工窗口。

无卤阻燃并不是简单地替代一种添加剂。它需要完整的系统平衡。

矿物阻燃系统

氢氧化镁和氢氧化铝等矿物阻燃剂可用于选定的体系，特别是需要低烟和无卤方向的场合。

它们不含卤素，适用于选定的电线、电缆和聚烯烃应用。但往往需要高负载，机械性能可能下降，流动性可能变差，密度增加，表面质量可能受到影响。

本质阻燃树脂

有些工程塑料比通用塑料具有更好的固有阻燃性。例子包括PC、PPS、PEI、PPO/PPE共混物和一些高性能工程塑料。

这些树脂可以减少阻燃添加剂的负担，并提供更好的耐热性和尺寸稳定性，但它们的成本可能更高，并且仍然需要配方平衡以实现薄壁 V-0、冲击、颜色或耐化学性。

4. 哪些材料适合阻燃改性？

PP阻燃材料

PP重量轻、成本低、耐化学腐蚀，但未经改性就易燃。是最常见的阻燃改性塑料之一。

适合的方向有卤系阻燃PP、无卤阻燃PP、玻纤增强阻燃PP、抗静电阻燃PP和有色阻燃PP。

应用包括电气外壳、电器元件、电池外围部件、工业盖、接线盒、阻燃托盘和汽车非结构部件。主要挑战包括冲击强度、薄壁 V-0、颜色稳定性、表面沉淀、流动性和无卤兼容性。

ABS阻燃材料

ABS具有良好的外观、加工性能和冲击性能。阻燃ABS广泛用于外壳和电器零件。

适用于电子外壳、电器外壳、开关面板、仪表外壳、办公设备零件及工业控制外壳。主要挑战包括抗冲击性、表面光泽、颜色稳定性、阻燃效率和加工稳定性。

PC/ABS阻燃材料

PC/ABS是最实用的阻燃外壳材料之一。它平衡了冲击强度、耐热性、外观和加工性能。

常用于电气外壳、充电设备零件、通讯设备外壳、家电部件、电池相关外壳、汽车电子外壳及工业控制设备等。当 ABS 单独无法满足耐热、冲击或阻燃要求时，PC/ABS 通常是首选。

PC阻燃材料

PC与许多通用塑料相比具有相对较好的固有阻燃性。它适用于透明、半透明、高冲击和耐热应用。

合适的方向有透明阻燃PC、黑色或彩色阻燃PC、耐UV阻燃PC、抗静电阻燃PC和光扩散阻燃PC。主要挑战包括应力开裂、颜色和透明度、耐水解性、薄壁阻燃等级、耐刮擦性和加工温度。

PA6 和 PA66 阻燃材料

PA6和PA66广泛应用于连接器、电气结构、工业零件和汽车部件。阻燃尼龙是最重要的工程阻燃材料类别之一。

适合的方向包括选定体系中的卤系阻燃剂PA、无卤阻燃剂PA、玻纤增强阻燃剂PA、红磷阻燃剂PA、抗静电阻燃剂PA和碳纤维增强阻燃剂PA。

主要挑战包括吸湿性、机械平衡、玻璃纤维相互作用、颜色稳定性、阻燃剂沉淀、CTI 以及电气性能和加工温度。

PBT、PET、PPS 和 PPO/PPE

PBT和PET因其尺寸稳定性、耐热性和电气性能而常用于电气和电子零件。它们常见于连接器、继电器部件、开关部件、电机部件、线圈骨架和绝缘部件。

PPS具有优异的耐热性、耐化学性、尺寸稳定性和固有的阻燃性。它适用于高温电气和工业应用。

PPO/PPE 共混物因其尺寸稳定性、低吸水性和阻燃潜力而广泛用于电气和电子应用。

TPU、TPE 和 POM

TPU和TPE是柔性材料。阻燃改性是可能的，但比较困难，因为必须平衡柔韧性、弹性和阻燃性。

POM具有优异的耐磨性、低摩擦和尺寸稳定性，但阻燃改性比许多其他塑料更困难。必须仔细评估加工安全性、分解风险、气味和机械平衡。当需要强阻燃性时，POM通常不是首选。

5.材质选择表

基体树脂	阻燃难度	共同目标	主要优点	主要风险	典型应用
PP	中到高	HB, V-2, V-0	成本低、重量轻	冲击、沉淀、薄壁 V-0	托盘、盖子、电池部件
ABS	中等的	V-0	外观、加工性能	冲击力和光泽度平衡	外壳、电器外壳
PC/ABS	中等的	V-0、薄壁V-0	冲击、热量、外观	成本、水解、颜色	电气外壳、充电部件
PC	低到中	V-0	冲击力、透明度、热度	应力开裂、成本	透明盖，LED零件
PA6/PA66	中等的	V-0	强度、耐热性、结构	水分、CTI、颜色	连接器、电气结构
PBT/PET	中等的	V-0	尺寸稳定性	水解、翘曲	连接器、继电器零件
PPS	低到中	V-0、高温FR	耐热、耐化学性	成本、脆性	高温电器零件
PPO/PPE	中等的	V-0	吸水率低	流量、成本	外壳、电池部件
TPU/TPE	高的	V-0 或电缆级 FR	灵活性	迁移、灵活性丧失	电缆、套管、软部件
POM	高的	特别评价	耐磨、低摩擦	加工和稳定性风险	仅选定的易损件

6. 如何选择正确的阻燃材料

对于电气外壳，推荐材料包括PC/ABS、ABS、PC和阻燃PP。选择时应重点考虑V-0的厚度、冲击强度、外观、耐热性、颜色和成本。当冲击力和阻燃性都很重要时，PC/ABS 通常会达到平衡。

对于连接器和电气结构件，推荐材料包括适用于高温应用的阻燃PA66、PA6、PBT和PPS。选择时应重点关注所需厚度下的V-0、CTI、耐热性、尺寸稳定性、玻璃纤维增​​强和水分调节。

对于电池和充电设备部件，在需要更高耐热性的情况下，推荐材料包括阻燃PC/ABS、阻燃PP、阻燃PA、PBT或PPS。选择时应考虑阻燃等级、耐热性、冲击强度、尺寸稳定性、电气安全、无卤要求和户外 UV 要求（如果适用）。

对于透明或光扩散阻燃部件，当同时要求透明性和阻燃性时，PC通常比许多通用树脂更合适。

对于柔性阻燃部件，可以考虑基于 TPU、TPE、EVA 的系统和柔性 PVC（如果适用）。配方必须平衡柔韧性、迁移性、低温柔韧性、表面触感和电缆或套管要求。

7. 阻燃塑料选择的常见错误

只问“能达到V-0吗？”

这是不完整的。正确的问题是：V-0 的厚度、颜色、树脂、机械性能和应用是什么？

忽略实部结构

标准测试棒与真实模制件不同。薄壁、肋、熔接线、孔和尖角会影响燃烧行为。

忽略机械性能

一些阻燃系统会降低冲击强度或使材料变脆。对于外壳和结构部件，机械可靠性与阻燃等级同样重要。

忽略颜色和外观

白色和浅色的阻燃材料比黑色材料更难。必须考虑颜色稳定性、泛黄和表面沉淀。

忽视无卤要求

一些行业或客户需要无卤材料。阻燃路线必须在一开始就确定。

8. DEYU DGK 阻燃材料平台

余姚德宇德宇塑料提供定制化的DGK阻燃塑料解决方案。

DEYU可以支持：

• DGK-PP阻燃系列
• DGK-PP无卤阻燃系列
• DGK-ABS阻燃系列
• DGK-PC/ABS V-0系列
• DGK-PC透明阻燃系列
• DGK-PA6阻燃系列
• DGK-PA66阻燃增强系列
• DGK-PBT阻燃系列
• DGK-PPS高温阻燃系列
• DGK-PPO/PPE阻燃系列
• DGK-TPU阻燃系列
• 抗静电阻燃材料
• UV阻燃材料
• 玻璃纤维增​​强阻燃材料
• 有色阻燃材料

DEYU可调整基础树脂、UL94目标、测试厚度、卤化或无卤方向、阻燃封装、玻璃纤维含量、冲击强度、流动性、耐热性、颜色、表面外观、CTI和电气性能、UV电阻、抗静电或导电功能、耐磨性和成型工艺。

为了开发合适的阻燃材料，DEYU建议客户提供目标树脂、阻燃等级要求、所需测试厚度、零件壁厚、产品应用、颜色要求、无卤要求（如果有）、冲击强度要求、耐热性要求、玻璃纤维或增强材料要求、电气性能要求、户外UV要求、当前材料问题、零件图纸或样品以及客户测试标准。

结论

阻燃塑料牌号通常按规定条件下的燃烧行为进行分类，如HB、V-2、V-1、V-0、5VB和5VA。在实际材料选择上，V-0广泛用于电气电子部件，而5VA和5VB则用于阻燃要求较高的情况。然而，每个阻燃等级都必须与厚度相关。

许多塑料都可以进行阻燃改性，包括 PP、ABS、PC/ABS、PC、PA6、PA66、PBT、PET、PPS、PPO/PPE、TPU 和 TPE。每种树脂都有不同的优点和局限性。 A成熟的阻燃塑料解决方案不仅应该通过阻燃测试。它还应保持强度、韧性、外观、尺寸稳定性、加工可靠性和实际零件安全性。