[发明专利]一种表征材料燃烧性能的方法及装置

说明书

本发明涉及一种表征材料燃烧性能的方法及装置，方法为：将试样竖直置于氮氧混合气体中，对试样的底端进行点火，不断调整氮氧混合气体中氧气的浓度，测试试样在氮氧混合气体中刚好维持燃烧时的氮氧混合气体中的氧的体积分数浓度，也就是维持稳定燃烧所需的最低氧的体积分数浓度，即获得该试样的极限氧指数；在极限氧指数的气体氛围下，记录试样垂直燃烧时的熔融滴落状况，即获得该试样的阻燃等级；装置包括透明燃烧筒、支杆、试样夹、底座和氮氧混合气体通道。本发明的方法可以弥补现有垂直燃烧法和氧指数法在表征材料燃烧性能上的不足，使氧指数与垂直燃烧性能具有关联性，本发明的装置结构简单，操作简便。

技术领域

本发明属于材料测试及其装置技术领域，涉及一种表征材料燃烧性能的方法及装置。

背景技术

材料燃烧的性质的表征至关重要，目前主要的测试方法为直燃烧法和氧指数法。

国家标准GB/T2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为》、GB/T5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》、GB/T10707-2008《橡胶燃烧性能的测定氧指数法》和GB/T8924-2005《纤维增强塑料燃烧性能试验方法氧指数法》的测试原理是：指定尺寸的试样垂直支撑在一个规定尺寸的透明燃烧筒内，其内有一定浓度自下向上按规定流速流动的氧和氮的混合气体，用点火器点燃试样上端，通过“升-降法”原理，逐步找到试样燃烧所需最低氧浓度。由于空气中的体积氧浓度约为21％，因此，通常认为极限氧指数为22％时，该物质可以在空气中燃烧，氧指数小于22％为易燃材料，其值位于22％～27％的为可燃材料，大于27％为难燃材料。

国家标准GB/T2048-2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》的测试原理是：指定尺寸的试样垂直悬挂在夹具上，在空气中，使用本生灯将试样从下端点火10s，随后撤离火焰，记录试样的燃烧时间与滴落状况，随后重复上述点燃过程，记录第二次点燃后的燃烧时间和滴落状况，然后根据规定的判定标准得出材料的垂直燃烧等级。

然而，材料燃烧的性质是多样的，各种表征手段都只能表征其一个方面，垂直燃烧法和氧指数法虽然是最常用的两种燃烧性能的测试方法，但是二者数据之间缺乏关联性，即某一燃烧性能表现优异的材料其另一测试方法下的数据可能表现不佳，如何将两种测试方法取得关联是材料燃烧性能测试领域的发展方向。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种表征材料燃烧性能的方法及装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种表征材料燃烧性能的方法，将试样竖直置于氮氧混合气体中，对试样的底端进行点火，不断调整氮氧混合气体中氧气的浓度，测试试样在氮氧混合气体中刚好维持燃烧时的氮氧混合气体中的氧的体积分数浓度，即获得该试样的极限氧指数；

在极限氧指数的气体氛围下，记录试样垂直燃烧时的熔融滴落状况，即获得该试样的阻燃等级。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种表征材料燃烧性能的方法，氮氧混合气体的流量为5～15L/min，如此设计的目的是与国家现行标准的要求一致。

如上所述的一种表征材料燃烧性能的方法，维持燃烧是指在30s内能够被点燃，且被点燃后180s时恰好熄灭。

如上所述的一种表征材料燃烧性能的方法，试样垂直燃烧时的熔融滴落状况与阻燃等级的对应关系为：不熔融滴落，V0等级；有熔融滴落，且熔融物不带焰，V1等级；有熔融滴落，且熔融物带焰，V2等级。

如上所述的一种表征材料燃烧性能的方法，试样的材料为纸塑复合材料、木塑复合材料、塑料、橡胶或纤维；试样的尺寸大小同国家标准GB/T2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为》或国家标准GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》中规定的尺寸大小。