I. Fase incipiente: nessun sistema di classificazione unificato (1930-1971)
Dopo la rivoluzione industriale, la plastica e i materiali espansi furono ampiamente adottati, con EVA, gomma e resine ampiamente utilizzate negli elettrodomestici, nell'isolamento e nell'elettronica; tuttavia, non esisteva un sistema standardizzato di valutazione del ritardo di fiamma.
Anni '30: lo standard americano ASTM introduce la prima generazione di test di combustione, misurando solo la velocità di combustione orizzontale e distinguendo tra "combustione lenta-" e "combustione rapida{-", senza disposizioni per la combustione verticale o la valutazione del rischio di goccioline.
Anni '50 -'60: gli incidenti di incendi che coinvolgono apparecchiature elettroniche aumentano drasticamente; la presenza di goccioline fuse che potevano innescare incendi secondari rappresentava un rischio significativo, tuttavia non esisteva un sistema di classificazione globale unificato per il ritardo di fiamma verticale.
Principali sfide del settore: per l’EVA e la gomma convenzionale, la resistenza al fuoco può essere valutata solo visivamente; i risultati dei test di laboratori diversi per lo stesso materiale sono del tutto incoerenti; e non esiste uno standard di sicurezza unificato per i settori dell'elettronica e dei PCB orientati all'esportazione-.
II. Nascita del primo standard: istituzione di un sistema di base a tre livelli- (1972–1990, versioni UL94 1–3)
Nel 1972, UL ha pubblicato la prima edizione di UL94-lo standard di classificazione inaugurale a livello mondiale per il ritardo di fiamma della plastica, gettando le basi per i moderni sistemi di classificazione dei ritardanti di fiamma.
Sono stati aggiunti due nuovi test fondamentali: combustione orizzontale (HB) e combustione verticale.
Il modello verticale originale era diviso in sole tre categorie: V-0, V-1 e V-2. I criteri chiave di valutazione erano la durata residua della fiamma e se il liquido gocciolante avesse acceso il batuffolo di cotone.
La terza edizione (1980) perfezionò le procedure di test, che furono adottate dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e divennero un riferimento obbligatorio per l'elettronica e gli elettrodomestici.
Limitazioni: compatibile solo con plastiche spesse e rigide; non esistono test dedicati per i materiali in schiuma sottile (ad esempio EVA, schiuma EPDM, schiuma siliconica); i valori di resistenza alla fiamma per i materiali sottili sono generalmente esagerati e insufficienti per soddisfare i requisiti di riduzione dello stress- ad alta temperatura del PCB.
III. Miglioramento graduale: aggiunta di un grado di ritardo di fiamma ultra-alto (5 V) (1991–2012, quarta e quinta edizione)
La quarta edizione (1991) e la quinta edizione (1996) hanno introdotto due importanti aggiornamenti critici, stabilendo il quadro di classificazione del ritardo di fiamma che rimane in uso fino ad oggi.
Nuovi gradi di resistenza alla fiamma 5VA e 5VB (superiori a V-0), che simulano scenari con temperature elevate prolungate e fiamme libere su larga scala;
5VA: piastre non-perforate senza fori, conformi agli standard sui substrati IC di fascia alta-, ai requisiti della pressa ad alta-temperatura e alle specifiche obbligatorie per i materiali di stoccaggio dell'energia.
5VB: consente leggere perforazioni; un componente strutturale universale ad alta-temperatura.
Aggiungere disposizioni di test speciali per film sottili e materiali in schiuma sottile per risolvere i problemi di distorsione dei test con schiuma EVA ed EPDM.
Una pietra miliare fondamentale per il settore: componenti elettronici, PCB e nuovi materiali energetici ora richiedono l'etichettatura obbligatoria della certificazione UL94, mentre i materiali in schiuma di grado HB-combustibile di bassa qualità vengono gradualmente eliminati dalle linee di produzione industriale.
Prime preoccupazioni ambientali: l'Europa ha rilevato la presenza di diossine prodotte dalla combustione dei ritardanti di fiamma bromurati, il che ha portato a restrizioni sulla tradizionale schiuma EVA ritardante di fiamma-a base di alogeni-.
IV. Iterazione raffinata: standard di test globali unificati (6a edizione, 2013)
La sesta edizione dell’UL94 è stata rilasciata nel 2013, restringendo significativamente le tolleranze dei test per allinearsi alle catene di fornitura del commercio estero globale.
Standardizza l'altezza della fiamma, il potere calorifico, le dimensioni del campione e la temperatura/umidità ambientale della lampada BenSheng per eliminare le discrepanze nei test tra i laboratori in Cina, Stati Uniti ed Europa.
L'impatto dello spessore sul grado di resistenza alla fiamma è chiaro: per la stessa schiuma di silicone, un campione di 3 mm di spessore classificato come V-0 può essere declassato a V-1 se lo strato di schiuma ha uno spessore di soli 0,5 mm.
Conforme agli standard internazionali ISO e IEC sulla resistenza alla fiamma; I materiali di consumo PCB esportati nell'UE e nel Sud-Est asiatico sono certificati in modo uniforme secondo la classificazione UL94.
Le normative ambientali sono state implementate contemporaneamente: la direttiva RoHS dell'UE limita i ritardanti di fiamma polibromurati, spingendo l'industria a spostarsi verso il silicone espanso V0 privo di alogeni e a eliminare gradualmente i materiali ritardanti di fiamma contenenti alogeni come EVA ed EPDM.
V. Ultimi standard moderni:Doppi requisiti per la protezione ambientale e il funzionamento-a temperature elevate (7a edizione, 2023, attualmente in vigore)
La settima edizione rilasciata nel 2023 è la versione standardizzata a livello globale, con miglioramenti fondamentali ottimizzati per materiali di imbottitura in schiuma e applicazioni di pressatura termica PCB.
Perfezionare i criteri di identificazione delle spugne in schiuma sottile, distinguendo le loro caratteristiche di combustione tra silicone-a cellule chiuse, EPDM-a cellule aperte ed EVA morbido.
Migliora i test di stabilità del ritardo di fiamma dopo l'invecchiamento ad alta-temperatura: il grado di ritardo di fiamma del materiale non deve mostrare un degrado significativo se esposto a un riscaldamento prolungato a 200 gradi.
Affrontare le sfide critiche del settore: i ritardanti di fiamma EVA e EPDM convenzionali presentano una lisciviazione ad alta-temperatura; la ripetuta compressione termica provoca il degrado da V0 a HB, rendendoli inadatti alle linee di produzione di PCB.
Il silicone espanso-ritardante di fiamma, rinomato per la sua resistenza alle alte-temperature e l'assenza di separazione di fase pur mantenendo una classificazione ignifuga V0, è diventato il materiale principale per le applicazioni di isolamento termico alle alte-temperature.
Sono stati introdotti nuovi criteri per i sottoprodotti della combustione a basso-fumo e non-tossici per allinearsi ai requisiti di sicurezza antincendio delle officine e agli standard di produzione pulita per i circuiti stampati.
Tendenza globale: le classificazioni di resistenza alla fiamma ora comprendono non solo "auto-estinguente dopo esposizione al fuoco", ma anche tre criteri aggiuntivi:-resistenza alla temperatura, durabilità, assenza di alogeni-compatibilità ambientale e assenza di lisciviazione.