电梯用复合材料阻燃性能测试项目

电梯作为城市楼宇核心的垂直交通工具，其安全性能直接关系到乘客生命财产安全。随着复合材料（如碳纤维增强塑料、阻燃塑料合金等）在电梯轿厢、井道部件及内饰中的广泛应用，材料的阻燃性能成为火灾场景下的关键安全屏障——劣质阻燃材料可能加速火焰蔓延、释放有毒烟雾，甚至引发二次火灾。因此，电梯用复合材料的阻燃性能测试需覆盖燃烧行为、热量释放、烟雾生成等多维度，确保材料符合国家及行业安全标准。本文将详细解析电梯用复合材料阻燃性能的核心测试项目及其实践意义。

极限氧指数（LOI）测试：材料燃烧的氧气阈值

极限氧指数（LOI）是衡量材料阻燃性的基础指标，指材料在氮氧混合气流中维持持续燃烧所需的最低氧气体积分数。测试遵循ASTM D2863（美国标准）或GB/T 2406（中国标准）：将尺寸标准化的试样垂直固定在燃烧筒内，通入不同比例的氧氮混合气体，用点火器点燃试样顶端，观察其燃烧状态——若试样燃烧时间超过3分钟或火焰蔓延超过50mm，则调整氧浓度直至找到最低维持燃烧的氧含量。

对电梯用复合材料而言，LOI值直接反映材料的难燃程度：LOI≥21%为可燃材料，LOI≥30%为高难燃材料（电梯行业常用要求）。例如，轿厢内饰的PVC板需达到LOI≥32%，才能在电梯火灾初期避免快速引燃；井道内的绝缘材料若LOI低于28%，则可能在轻微氧气泄漏时发生燃烧。

需注意的是，LOI测试是“静态”指标，需结合其他动态测试（如燃烧蔓延）才能全面评估材料性能，但它仍是材料选型的第一道筛选门槛。

水平与垂直燃烧测试：模拟实际燃烧场景的火焰行为

水平与垂直燃烧测试是模拟电梯不同部位燃烧场景的经典项目，对应UL 94（美国保险商实验室标准）或GB/T 2408（中国标准）中的分级要求。水平燃烧测试（HB级）针对水平放置的材料（如电梯地板）：将试样一端固定，用火焰点燃另一端，测量火焰蔓延至规定距离的时间——HB级要求火焰蔓延速率≤40mm/min（薄试样）或≤75mm/min（厚试样）。

垂直燃烧测试则更贴近电梯竖直部件（如轿厢壁、门楣）的燃烧场景，分为V-0、V-1、V-2三个等级：将试样垂直悬挂，用火焰点燃10秒后移开，观察熄灭时间及滴落物情况——V-0级要求试样在10秒内熄灭，且无滴落物引燃下方棉花；V-1级允许10-30秒熄灭，但滴落物不可引燃；V-2级则允许滴落物引燃。

电梯行业对垂直燃烧等级要求严格：轿厢内饰需达到V-0级，防止火焰沿壁面快速蔓延；井道内的电缆包裹材料至少需V-1级，避免滴落物引燃下方的电气设备。例如，某品牌电梯的轿厢门板采用V-0级阻燃ABS材料，火灾时火焰接触后1秒内熄灭，且无熔融滴落。

烟密度测试：评估火灾中的能见度影响

火灾中，烟雾的危害往往超过火焰本身——高浓度烟雾会遮挡视线、导致人员窒息，甚至阻碍救援。烟密度测试遵循ASTM E662或GB/T 8627，使用烟密度计测量材料燃烧时的透光率变化：将试样置于密封箱内，用辐射热源点燃，通过光电探测器记录箱内透光率，计算最大烟密度（MSD，即透光率最低值对应的烟密度）和烟密度增长率（RSD，反映烟雾生成速度）。

电梯用复合材料的烟密度要求通常为MSD≤75、RSD≤50（单位：%/min）。例如，轿厢内的天花板材料若MSD超过80，火灾时会迅速充满浓烟，乘客无法看清楼层按钮或逃生方向；而MSD≤60的阻燃石膏板，能在燃烧时保持50%以上的透光率，为逃生争取3-5分钟时间。

需注意的是，烟密度测试需区分“有焰燃烧”和“无焰燃烧”（阴燃），因为电梯火灾可能同时存在两种燃烧状态——阴燃产生的烟雾更持久，对能见度影响更大。

热释放速率测试：量化材料的热量释放强度

热释放速率（HRR）是火灾发展的“引擎”——材料释放热量越快，火焰温度越高，火灾蔓延越迅速。测试遵循ISO 5660或ASTM E1354，使用锥形量热仪：将试样置于锥形辐射热源下（模拟火灾中的热辐射），点燃后测量释放的热量速率，核心指标包括峰值热释放速率（PHRR，即热量释放最快的瞬间值）和总热释放（THR，燃烧全过程释放的总热量）。

电梯用复合材料的HRR要求严格：PHRR≤200kW/m²、THR≤50MJ/m²（部分高端电梯要求PHRR≤150kW/m²）。例如，井道内的玻璃钢支架若PHRR达到300kW/m²，火灾时会快速释放热量，导致井道温度在5分钟内升至800℃，可能熔化周围的金属部件；而轿厢内的阻燃织物PHRR≤180kW/m²，能有效延缓火灾升温速度。

热释放速率测试是“动态”评估的核心，直接关联火灾的“成长速度”——PHRR越低，电梯在火灾初期的可控性越强。

火焰蔓延速率测试：追踪火灾的扩散速度

火焰蔓延速率是指火焰沿材料表面传播的速度，直接决定火灾扩大的范围和时间。测试遵循GB/T 11785或UL 1040，使用燃烧隧道或火焰蔓延仪：将试样固定在隧道内，用标准火焰点燃一端，记录火焰蔓延至不同位置的时间，计算蔓延速率（单位：mm/min）。

电梯行业对火焰蔓延速率的要求因部位而异：轿厢壁材料要求≤10mm/min（难燃级），井道内的保温材料要求≤20mm/min。例如，某电梯的井道保温棉采用岩棉复合板，火焰蔓延速率仅5mm/min，火灾时火焰需10分钟才能蔓延1米，为救援争取了时间；而某劣质保温材料的蔓延速率达50mm/min，2分钟内即可引燃整个井道。

火焰蔓延速率测试需结合材料的使用场景——竖直表面的蔓延速率比水平表面更快，因此电梯竖直部件的测试标准更严格。

滴落物引燃测试：防止二次火灾的关键指标

许多复合材料（如塑料、橡胶）燃烧时会产生熔融滴落物，这些滴落物可能引燃下方的可燃物（如地毯、纸张），引发二次火灾。滴落物引燃测试通常整合在垂直燃烧测试中（如UL 94的V级要求），或单独遵循GB/T 2408的“滴落物引燃性”条款：将试样燃烧时的滴落物收集在下方100mm处的棉花上，观察棉花是否被引燃。

电梯行业对滴落物的要求是“零引燃”——轿厢内饰、门封条等材料必须达到“无滴落物”或“滴落物不引燃”标准。例如，某电梯的门封条采用阻燃硅橡胶，燃烧时无熔融滴落；而某PVC门封条燃烧时滴落大量熔融物，引燃了下方的地毯，导致火灾范围扩大。

滴落物引燃测试是“二次火灾”的防线，尤其对电梯这类封闭空间而言，滴落物的危害可能比主火焰更大。

炭化层性能测试：评估材料的隔热与结构保持能力

复合材料燃烧时，表面会形成炭化层——这层炭化层是天然的“防火屏障”，能阻止热量向内部传递，同时保持材料的结构强度。炭化层性能测试遵循GB/T 17658或ASTM D3801，主要测量三个指标：炭化层厚度（≥2mm为合格）、炭化层强度（用压痕法测硬度）、隔热性能（用导热系数仪测炭化层的导热率）。

电梯用复合材料的炭化层要求：厚度≥2mm，硬度≥50HD（邵氏硬度），导热系数≤0.1W/(m·K)。例如，轿厢框架的碳纤维复合材料燃烧时形成3mm厚的炭化层，导热系数仅0.08W/(m·K)，能有效阻止内部铝框架受热变形；而某劣质框架材料的炭化层厚度仅1mm，燃烧10分钟后内部温度升至200℃，导致框架弯曲。

炭化层性能直接关联材料的“耐火时间”——炭化层越厚、强度越高，材料能在火灾中保持结构的时间越长，为乘客逃生和救援提供保障。