[发明专利]一种氧指数测定方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料阻燃性能的测定方法，特别涉及一种材料氧指数的测定方法及其装置，适用于对液体、粉体及膨胀阻燃体系材料阻燃性能的测定。

背景技术

氧指数是指在规定条件下，试样在氧、氮混合气流中，维持平稳燃烧所需的最低氧气浓度，以氧所占体积百分数表示。氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧，一般认为氧指数＜22属于易燃材料，氧指数在22～27之间属可燃材料，氧指数＞27属难燃材料。 

在评价塑料及其他高分子材料相对燃烧性时，氧指数是一种常用的表示方法，以此判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度非常有效，因此受到世界各国的重视。中国已颁布的相应的氧指数法的国家标准有GB 2406-80（塑料）和GB 5454-85（纺织物）。在常规氧指数的测试过程中，将一定尺寸的试样用试样夹夹持于透明燃烧筒内，筒中有按一定比例混合的向上流动的氧气与氮气流。点着试样的上端，观察随后的燃烧现象，记录持续燃烧的时间或燃烧过的长度，试样的燃烧时间超过3min或火焰前沿超过50mm标线时，就降低氧气浓度，试样的燃烧时间不足3min或火焰前沿不到标线时，就增加氧浓度，如此反复操作，当测量结果接近规定的时间或标线时，得出的氧气含量即为试样的氧指数。

在常规阻燃性能测试仪中，如氧指数仪、水平燃烧仪与垂直燃烧仪，其测试样品的都特定形状，如有片状、薄膜状、织物等，然而，对于粉状、液体等无固定形态的材料，现有的设备就无法直接测定，需要对材料进行加工，制成待测样品，这无疑对开发研究新型阻燃材料增加了困难与成本。    

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种能够测定各种形态的样品，且测定方法简单，结果可靠、准确的氧指数测定方法及其装置。

实现本发明目的的技术方案是提供一种氧指数测定装置，它包括氧、氮气输入及计量装置、燃烧器，及温度传感器和温度-时间记录装置；所述的燃烧器为筒状组合结构，分为下部筒体、过渡区筒体和上部筒体，下部筒体的内径为110～120mm，上部筒体的内径为100～110mm，过渡区筒体的内径渐变连接上、下部筒体；样品池由支架固定于过渡区筒体的中心；温度传感器置于样品池外壁的底部，其输出端与温度-时间记录装置连接。

本发明所述的样品池为圆柱体，材质为不锈钢、陶瓷或玻璃。样品池为内径25～30mm，高度为20～30mm。

一种氧指数测定的方法，包括如下步骤：

1、根据待测样品燃烧的难易程度及样品的加入量，确定引燃时间；

2、调整氧、氮比例，将样品放入样品池中，按常规方法点燃样品； 

3、记录燃烧温度与时间的关系曲线； 

4、依据引燃时间+180秒处的燃烧温度与时间的关系曲线的斜率，若斜率接近零时，其氧气所占混合气体的体积百分比例即为该样品的氧指数，否则，返回步骤2。 

所述的引燃时间为30秒，60秒和90秒中的一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

1、本发明提供的氧指数测定方法和装置，能够方便地测定无固定形状的待测样品，如粉体、颗粒、液体等，为新材料的研究与开发提供了依据。

2、测试仪器结构简单，数据丰富，具有应用价值。

3、本发明采用固定引燃时间，记录样品燃烧温度与时间的关系，确定被测材料的氧指数，测试方法更科学。

附图说明

图1是本发明实施例提供的氧指数测定装置的结构示意图；

其中，1、下部筒体；2、过渡区筒体；3、上部筒体；4、样品池；5、支架；6、玻璃微珠。

图2～图4是本发明实施例提供的氧指数测定装置测量样品纯聚丙烯引燃时间分别为30s、60s和90s时的燃烧温度与时间的关系曲线图；

图5是本发明实施例提供的氧指数测定装置测量含经典膨胀体系20%的改性聚丙烯引燃时间为30s时的燃烧温度与时间的关系曲线图；

图6是本发明实施例提供的氧指数测定装置测量含经典膨胀体系40%的改性聚丙烯引燃时间为30s时的燃烧温度与时间的关系曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。

实施例1