橡胶燃烧性能的测定.doc

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1、ICS 8314001G 40a酋中华人民共和国国家标准GBT 1 0707-2008代替GBT 10707-1989，GBT 13488-1992橡胶燃烧性能的测定RubberlDetermination of the burning20080604发布 200812-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检发布中国国家标准化管理委 勰员 局会GBT 10707-2008目次前言 E1范围 - 12规范性引用文件 13术语和定义 14方法A氧指数法 l41试验原理 l42试验装置 143试样 244试验步骤 245结果的计算 346试验报告 - 45方法B垂直燃烧法 551试验原理 552试

2、验装置 553试样 654试验步骤 655结果的计算 656结果评定 - 757试验报告 7 附录A(规范性附录) 氧浓度的计算 8 附录B(资料性附录) 氧浓度与氧气、氮气流量的关系表 9 附录C(资料性附录) 试验结果计算示例 3 附录D(资料性附录) 带尺度标杆的本生灯示意图 5GBT 1 0707-2008 月U置本标准代替GBT 107071989橡胶燃烧性能测定氧指数法和GBT 134881992橡胶燃烧 性能测定垂直燃烧法。本标准与GBT 107071989橡胶燃烧性能测定氧指数法和GBT 13488 1992橡胶燃烧性 能测定垂直燃烧法相比主要的技术性差异如下：增加“3术语和定

3、义”一章；一543中灯口与试样下端的间距由原来的10 mm调整为10 mm士1 mm；543、544施加火焰时间由10 s调整为10 s5 s；氧指数法的试样数量由至少15个试样改为“对已知氧指数值相差在土2范围内的橡胶材料， 应准备15个试样；对未知氧指数或具有不稳定燃烧特性的橡胶材料，准备15个30个试 样”；531垂直燃烧法试样尺寸由原来的“长130 mtll3 mm，宽130 ITlm土03 mm，厚30 mm02 mm”改变为“长130 mm土5 miD，宽130 mm05 mm，厚30 mm士025 mill”；对公式(1)做了修改；一增添了资料性附录D的内容。 本标准的附录A为规

4、范性附录；附录B、附录c和附录D为资料性附录。 本标准由中国石油和化学工业协会提出。本标准由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会密封制品分技术委员会(SACTC 35sc 3)归口。本标准起草单位：西北橡胶塑料研究设计院、安徽中鼎密封件股份有限公司、株州时代新材料科技 股份有限公司、浙江省质量技术监督检测研究院。本标准主要起草人：董晓武、陈晋阳、王进、沈振。 本标准所代替标准的历次版本发布情况：一GBT 107071989：GBT 134881992GBT 10707-2008橡胶燃烧性能的测定1范围本标准规定了在实验室环境下测定橡胶燃烧性能的两种方法：氧指数法(方法A)和垂直燃烧法(方法B)。

5、本标准适用于在实验室环境下评定橡胶材料的燃烧性能及阻燃性能，不适用于评定实际使用条件 下橡胶材料的着火危险性。2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注It期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GBT 2941 2006橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序(IsO 23529：2004，IDT) GBT 3863 工业用氧GBT 3864 工业氮HGT 3095橡胶火焰试验术语3术语和定义HGT 309

6、5确立的以及下列术语和定义适用于本标准。31氧指数oxygen index在规定的试验条件下，在232C的氧和氮混合气流中，维持橡胶材料燃烧的最低氧浓度(用体 积分数表示)。4方法A氧指数法41试验原理 试样垂直地支撑在一个透明的燃烧筒内，燃烧筒内有向上流动的氧和氮的混合气体，点燃试样的上端，然后观察燃烧现象，并与规定的限度值比较燃烧持续时间或燃烧长度。通过在不同的氧浓度中试 验，可测得维持材料燃烧的最低氧浓度。试验的试样中要有50超过规定的燃烧持续时间或燃烧 长度。42试验装置 试验装置见图l。421燃烧筒：一只能直立于底座之上的耐热透明玻璃筒，其内径为75 mm，总高度为450 ITllT

7、I，以保 证筒内的气流速度为40 mms土10 mms。筒内底座上装有试样支架，并有引入氧氮混合气体的导管， 试样支架的下部应装一片金属网。燃烧筒底部应填充直径为3 mitt5 mm的玻璃球，填充高度80 mm100 mm。注：也可以采用其他尺寸的燃烧筒，但燃烧筒尺寸不同所得出的氧指数的值可能会有差异，宜在试验报告中注明。422试样支架：在燃烧筒轴心位置竖直地夹持试样的夹子。423气源：氧气应符合GBT 3863的要求；氮气应符合GBT 3864的要求。424 气体测量和控制系统：由压力表、调节阀、转子流量计(氧、氮转子流量计的最小刻度为005 Lmin)等组成。GBT 10707-20081

8、点火器；10 氧气流量计；2燃烧筒； 11氧气调节阀；3试样；12氧气压力表；4-金属网；13混合气体流量计5试样支架；14一氧氮混合器；6玻璃球；15一氮气流量计；7底座；16氮气调节阀；8混合气体调节阀17氮气压力表。9混合气体压力表图1试验装置示意围425点火器：一根伸人燃烧筒内点燃试样的管子，其喷嘴直径为2 mm土1 mm。燃气可根据情况选 用丙烷、丁烷、液化石油气、天然气等。燃烧时从喷嘴垂直向下喷出的火焰长度为16 mm土4 111111_。426计时器：最小刻度值为01 s的秒表或其他相当的计时装置。427测长量具：最小刻度值为1 mm不锈钢直尺。428通风系统：为排除试验中产生的

9、烟雾和有害气体，试验应在通风柜内进行，但试验过程中不能开 抽风机，以免影响燃烧筒内的气流速度。43试样431试样尺寸为长80 mm150 inm，宽65 mm士05 mm，厚3 tilm025 mm。432试样的制备和调节应按GBT 2941 2006的要求进行。433为了便于测量试样的燃烧长度，在距试样点火端50 mm处作一标记。434对已知氧指数值相差在2范围内的橡胶材料，应准备15个试样；对未知氧指数或具有不稳定 燃烧特性的橡胶材料，准备15个30个试样。44试验步骤441检查试验装置，确保完好。燃烧筒应安放垂直，在筒中央的试样支架上垂直夹好试样，试样顶端 距离筒口至少100 mm。44

10、2根据经验或试样在空气中燃烧的情况，估计开始试验时的氧浓度。试样在空气中迅速燃烧，氧2GBT 10707-2008 浓度(体积分数)估计为18；在空气中缓慢或不稳定燃烧，估计为21；在空气中不着火，至少估计为25。氧浓度的计算公式见附录A。443按442确定氧浓度后，调好氧氮混合气体流量(氧气和氮气流量参见附录B)，并让其在燃烧 筒中至少流动30 s，以除去燃烧筒中的空气。每个试样试验前都应重复此过程，以保证燃烧筒中的气流 量在试验的点火和燃烧过程中不发生变化。在点火和燃烧过程中，不应改变气流速度和氧氮气体浓度。444点燃点火器，将火焰调到规定的长度，把点火器喷嘴伸人燃烧筒内。让火焰充分接触试

11、样顶端 表面，但不能与侧面接触。施加火焰时间不超过30 s，其间每隔5 S移开点火器观察一次，看试样是否 被点燃。如果试样整个顶端面都燃烧起来，就认为试样已被点燃，立即开始计时，或测量燃烧长度。445燃烧特性按下面要求评定：4451若试样燃烧时间不到180 S或燃烧不到50innl标记处火焰自熄，记作特征“0”，并记录此时的 燃烧时间和燃烧长度。4452若试样燃烧时间超过180 S或燃烧超过50mnl标记处，记作特征“”，并将试样熄灭。4453如有熔滴，结炭、不稳定燃烧、阴燃等现象，也作为燃烧特征加以记录。446为继续试验需要选择下一个氧浓度。应按这样的原则来选择氧浓度：若得到“0”特征，应增

12、加氧 浓度；若得到“”特征，应降低氧浓度。447用适当的级差改变氧浓度，重复444446的操作，直到有一对 0和“”特征的氧浓度相差小于或等于1。这两个相反的特征不一定是连续出现的(参见附录c中C1)，“o”特征的氧浓度不一定比“”特征的低。用这一对特征中 0的相应氧浓度作为初始氧浓度。448用由447得到的初始氧浓度，重复444446的操作，试验1个试样，记录所用的氧浓度 和特征作为第一个结果。449取氧浓度级差d-O2，重复444446的操作，直到得出与第一个结果相反的特征为止。 记录这些特征和相应的氧浓度。4410保持d一02，重复444446的操作，再试验4个试样，记录每个试样所用的氧

13、浓度及 其特征，并指定用于最后1个试样的氧浓度为最终氧浓度C r。将这4个特征和449中得到的最后1个 特征排列到一起，以便确定值。4411计算最后6个试样所用的氧浓度(包括“)的估计标准差a(见453)，如果下列关系成立：r2d号一则按451计算的氧指数结果可信，否则： 若d导a，当d一02，认为氧指数结果可信。但当do2，则减少d值，重复4494411的操作，到条件满足为止。45结果的计算451氧指数(oI) 氧指数(oI)的计算见公式(1)：OICf+kd (1)式中： oI用体积分数表示的氧指数，计算中保留两位小数，报告中只保留一位小数； Cf用体积分数表示的最终氧浓度，保留一位小数；

14、系数，确定方法见452；d用体积分数表示的氧浓度级差，保留一位小数。3GBT 10707-2008452 k值的确定值及其正负号取决于试样的特征，可按下述方法从表l中确定。4521若按448试验得到“o”特征，那么第一个相反的特征(见449)应为“x”。从表1第一列 中每行的后4个特征排列里，找到与4410得到的特征排列完全相同的那一行。再根据448和449得到的“0”特征的个数，从(a)中找到个数与之相同的那一列。行列交叉处即为所求k值。4522若按448试验得到“”特征，那么第一个相反的特征应为 0，从表1内第六列中每行的后4个特征排列里，找到与4410得到的特征排列完全相同的那一行。再根

15、据448和449得到的 “”特征的个数，从(b)行中找到个数与之相同的那一列。行列交叉处即为所求k值。此时的值应改 变符号，即查正得负，查负得正。表1 k值确定表123456 (a)最后5个测量特征O00 OOOoooo0000o55055o55o55Oooox125125 125 1250XO000037 o38 038 o 38 0O00xo17一o14014o14O00000002 o04 o04004 OO0X 0o50o46045o45OOO0X 0117 124 125 125 000x0061 073 o76 076 0X ooo000o30027026026 00 XOO 一O

16、83076075O75 OOXO00o83 094 095 o95 00X 0O030 o46 o50 050 0000OOo50 065 068 o68 000xX)0 004019 024 025 ooox o0160 192 200 201 0000X089 133 147 150 o0000 最后5个测量特征(b)453氧浓度标准差r (f oI)2 dIL1式中：o-一氧浓度的标准差；r依次表示最后6个氧浓度；OI 按451计算所得的氧指数；n对(oOI)2有影响的试验次数。 对本方法，n一6。46试验报告 试验报告应包括下列内容：4GBT 1 0707-2008 a)本标准号及方法

17、A；b)样品名称或代号； c)试样的尺寸； d)氧指数； e)试样燃烧长度；f)熔滴、不稳定燃烧、阴燃等现象 g)燃气种类； h)试验室温度及湿度； i)试验日期及试验、审核人员。5方法B垂直燃烧法51试验原理 试样垂直夹持在支架上，其下端在规定的火焰中燃烧一定时间，然后移开火焰，并开始测量后试样有焰燃烧和无焰燃烧的时间等燃烧行为，来评定试样的燃烧性能等级。52试验装置 试验装置见图2。单位为毫米图2试验装置示意图521本生灯：管长80 mm100 mm，内径95 mm土05 mm。522试样支架：配有试样夹持器，能调节试样的垂直高度。523计时器：最小刻度值为01 S的秒表或其他相当的计时装

18、置。524测长量具：最小刻度值为l mm不锈钢直尺。525燃气：工业级甲烷。可采用热值约为37 MJm3的其他燃气，如天然气、液化石油气、煤气等。 如有争议时应采用工业级甲烷。526医用脱脂棉：要求干燥清洁，棉层(未经压缩)尺寸约为50 mmX 50 minx 6 mm。527通风装置：试验应在通风柜内进行。试验过程中不能排风。CBT 1 0707-200853试样531试样长130 mm士5 mm，宽130 mm土05 mm，厚30 mm025 rflm。注：试样厚度可采用其他尺寸，但试验结果不能与标准试样的试验结果相比较，并在试验报告中注明。532 5个试样为一组。533试样的制备和调节应

19、符合GBT 2941 2006的规定。54试验步骤541夹持器夹住试样上端约6 mm处，并保持垂直。试样下端距脱脂棉的距离为300 mm10 mm。542旋紧灯管，开启燃气阀，在远离试样处点燃本生灯。调节燃气阀使之产生高度约为20 mm的黄 色火焰，再调节空气流量使之成为高度为20 ram：t-1 rflm的蓝色火焰。543将火焰对着试样下端中心部位，灯口与试样下端保持间隔10 mm土l mm。施加火焰10 S o5 S，将本生灯移到150 mm以外，移灯同时启动秒表，记录有焰燃烧时间tm，如果试样燃烧时有熔融 或燃烧滴落物，应将本生灯倾斜45。，但仍保证试样下端与倾斜的本生灯口之间的距离为1

20、0 mm士1 mm。倾斜形式见图3。注：为了便于灯口与试样下端的间隔保持10 mm土1 mm，可选用带有尺度标杆的本生灯，参见附录D。 单位为毫米图3本生灯倾斜示意544当试样有焰燃烧的火焰熄灭，立即再次施加火焰，10 s士05 S后移去本生灯，记录试样的有焰 燃烧时间t。和无焰燃烧时间t。545重复541544，试验一组试样。55结果的计算551一组试样有焰燃烧时间的计算：5t，一(“。+tz,i)z一1 式中： tf一一组试样有焰燃烧时间，单位为秒(s)；。一一单个试样第一次施加火焰后的有焰燃烧时间，单位为秒(s)GBT 1 0707-2008t2,i单个试样第二次施加火焰后的有焰燃烧时问

21、，单位为秒(s)；i试样序号，i一15。552单个试样第二次施加火焰后有焰燃烧时间与无焰燃烧时间之和的计算：t，一t2，。+t，。(4)式中： f，单个试样第二次施加火焰后有焰燃烧时间与无焰燃烧时间之和，单位为秒(s)； t2,1单个试样第二次施加火焰后的有焰燃烧时间，单位为秒(s)； f。单个试样第二次施加火焰后的无焰燃烧时间，单位为秒(s)；i试样序号，i一15。56结果评定561橡胶材料的垂直燃烧性能等级分为FV-0，Fv_1和FV一2三级，见表2。 表2橡胶材料垂直燃烧性能等级判别等级试样燃烧时间及现象FV oFV一1FV 2单个试样每次施加火焰后的有焰燃烧时间(t。，、rz，)s10

22、 3030每组5个试样施加10次火焰后总的有焰燃烧时问(，)s50 250 250 单个试样第二次施加火焰后有焰燃烧时间30 60 60与无焰燃烧时间之和(。)s有焰或无焰燃烧蔓延到夹具的现象无无无 滴落物引燃脱脂棉的现象无无有562试验结果与表2对照，确定橡胶材料的垂直燃烧性能等级。563如果一组试样中有一个不符合表2相应的等级要求，应再取一组试样进行复验，复验的试样均 应符合表2等级的要求；如果复验的试样中仍有一个试样不符合表2中相应等级要求，则应以两组中数 字最大的等级作为该橡胶材料的垂直燃烧性能等级。564如果试验结果超出FV 2级的要求，则不应用本方法评定。57试验报告 试验报告应包

23、括下列内容： a)本标准号及试验方法B； b)试样名称或代号； c)试样厚度； d)试验室温度及湿度； e)燃气种类； f)试样的垂直燃烧性能等级；g)不稳定燃烧、熔滴物引燃脱脂棉及燃烧蔓延到夹具等现象；h)试验日期及试验、审核人员。GBT 10707-2008附录A (规范性附录)氧浓度的计算氧浓度按式(A1)计算：100Vo。一瓦可：式中： CO一氧浓度(体积分数)，； Vo氧气体积流量，单位为升每秒(Ls)；Vw氮气体积流量，单位为升每秒(Ls)。8GBT 10707-2008附录B (资料性附录) 氧浓度与氧气、氮气流量的关系表在试验过程中，需要不断地改变氧浓度。根据公式(A1)和混合

24、气体的总流量(对内径为75 mln 的燃烧筒来说，为保证混合气体的流速约为40 mms，则混合气体总流量约为106 Lrnin)，可算出一 系列与氧浓度值c。对应的Vo和y。值，将其列表于后，供试验时查用。表B1 氧浓度与氧气、氮气流量的关系表f。u】(Lrain) V(Lrain)c0Vo(Lmin) VN(Lrain)100 l-06954 170 180 880102 108 952 172 182 878104 110 950 174 184 876106 112 948 176 187 873108 114 946 178 189 871110 117 943 180 191 869

25、112 119 941 182 193 867114 121 939 184 195 865116 1 23 937 186 197 863118 125 935 188 1_99 861120 127 933 190 201 859122 129 931 192 203 857124 131 929 194 206 854126 134 926 196 208 852128 136 924 198 210 85013 0138 922 200 212 848132 140 920 202 214 846134 142 918 204 216 844136 144 9 16 206 218 8

26、42138 14,6914 208 220 840140 148 912 210 223 837142 151 909 212 225 855144 153 907 21 4227 833146 155 905 216 229 831148 157 903 218 231 829150 159 901 220 233 827152 161 899 222 235 8Z5154 163 897 224 237 82315 6165 895 226 240 820158 167 893 228 242 818160 170 890 230 244 816162 172 888 232 246 81

27、4164 174 886 234 248 812166 176 884 236 250 810168 178 882 238 252 808GBT 1 0707m2008表B1(续)coVo(Lmin)VN(Lrain) Vo(Lrain) (Lrain)240 254 806 328 348 712242 257 803 330 350 710244 259 801 332 352 708246 261 799 334 354 706248 263 797 336 356 704250 265 795 338 358 702252 267 793 340 360 700254 269 791

28、 342 363 697256 271 789 34 4365 695258 273 787 346 367 693260 276 784 348 369 691262 278 782 350 371 689264 280 780 352 373 687266 282 778 354 375 685268 284 776 356 377 683270 286 774 358 379 6 8l272 288 772 360 382 678274 290 770 362 384 676276 293 767 364 386 674278 295 765 366 388 672280 297 763

29、 368 390 670282 299 761 370 392 668284 301 759 372 394 666286 303 757 374 396 664288 305 755 376 399 661290 307 753 378 4 01 659292 310 750 380 403 657294 312 748 382 405 655296 314 746 384 407 653298 316 744 386 409 651300 318 742 388 li 11 649302 320 740 390 413 647304 322 738 392 416 644306 324 7

30、36 394 418 642308 326 734 39 64 20 640310 329 731 39 8422 638312 331 729 400424 636314 333 727 402 426 634316 335 725 404 428 632318 337 723 406 430 630320 339 721 408 432 628322 341 719 410 435 625324 343 717 412 437 623326 346 714 414 439 62l10G13T 10707m2008 表B1(续)coVo(Lrain) (Lmin)yu(Lrain) VN(L

31、min)416 441 619 504 5 34 526418 443 617 506 536 524420 445 615 508 538 522422 447 613 510 541 519424 449 6 11 512 543 517426 452 608 514 545 515428 454 606 516 547 513430 456 604 518 549 51l432 458 602 52 0551 509434 460 600 522 553 507436 462 598 524 555 505438 464 596 526 558 502440 4、66 594 528 5

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