专利名称：炭黑含量测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种针对聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯塑料等材料中炭黑含量 测定而设计的专用测试仪器。
技术背景炭黑含量是聚乙烯管材专用料及其管道制品的重要指标之一，合理的炭黑 含量是确保聚乙烯管材长期可靠使用的基础。因此对聚乙烯管材专用料的炭黑 含量进行测试是十分必要的。由于聚乙烯管材专用料是最近才大面积应用的材 料，因此测试手段和仪器都相对滞后，目前还没有聚乙烯管材专用料炭黑含量 测定仪器的相关报道。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种炭黑含量测试仪，为测定塑料 建材及相关产品的炭黑含量提供技术方法和硬件设备，通过使用这一设备，可 以准确有效地测定材料的炭黑含量指标。本实用新型的炭黑含量测试仪包括加热部分1、石英管2、加热电流控 制继电器3、固态控温继电器4、 PID可编程控温表5、温度传感器6、氮气流 量计8和氮气钢瓶10;所述石英管2贯穿所述加热部分1的轴心；所述温度传 感器6插入所述石英管2中，其温度输出信号由导线连接到所述PID可编程控 温表5的输入端，所述PID可编程控温表5的输出端将控制信号由导线分别连 接到所述加热电流控制继电器3和所述固态控温继电器4，所述加热电流控制 继电器3和所述固态控温继电器4的输出端均连接到所述加热部分1上；所述 氮气钢瓶10的出口管线经过所述氮气流量计8后插入所述石英管2中。所述加热部分l优选为一管式加热炉，其从里到外依次包括加热器ll、 隔热层14和外壳13，导向法兰12固定在所述外壳13的两側，所述石英管2 以所述导向法兰12为支撑贯穿所述加热器11的轴心且其两端穿出所述外壳 13，所述加热电流控制继电器3和所述固态控温继电器4的输出端均连接到所 述加热器11上。所述测试仪还可以包括氧气流量计7和氧气钢瓶9，所述氧气钢瓶9的出口 管线经过所述氧气流量计7后插入所述石英管2中。本实用新型的炭黑含量测试仪的工作原理是通过试样在氮气保护下(使用 99. 9%的高纯氮)，在550X: ± 50t:热解大约45分钟和900"C ± SOC煅烧高温分解后的重量分析得到炭黑含量参数。本实用新型的炭黑含量测试仪在测试炭黑含量时与装样品的燃烧舟以及 干燥器等配合使用。炭黑含量的测试流程如下(1) 试样从管材、管件或原料中任取样3份，每份约lg,粉碎后称量 (称量条件温度为U土2X:),准确至0.0001g;(2) 将温度传感器插入管式加热炉内的石英管中，用PID可编程控温表 确定试验温度，将管式加热炉升温至550X: 土50t:;(3) 打开氮气钢瓶，使氮气进入管式加热炉内的石英管中，调节流量计， 使氮气通入石英管的流速为200ml/min，大约5 min;(4 )将装有样品的燃烧舟推入石英管的中心，调节氮气流速为100ml/min, 于550匸± 50"C的温度下热解45 min;(5) 热解终了时，将燃烧舟移回至石英管的低温部分，继续保持通氮气 10 min;(6) 取出燃烧舟，置于干燥器中冷却，称量，准确至O. OOOlg;(7) 再将管式加热炉升温至900X: 土50TC煅烧，从干燥器中取出装有样品 的燃烧舟推入石英管的中心，用空气或氧气取代氮气以适当的流速通到石英管
内，直至炭黑全部消失为止，再放入干燥器中冷却，称量，准确至O. OOOlg; (8)按以下公式计算出炭黑含量值。 炭黑含量值计算公式炭黑含量=-xioo%A其中A——试样的质量，g;B_—燃烧舟和试样在550t;热解后的质量，g; C一一燃烧舟和试样在90(TC煅烧后的质量，g。本实用新型的炭黑含量测试仪提供了高温管式加热炉(> 900°C )及相应 的控温测温系统，同时还附加了对氮气、氧气的流量控制及测试系统，能够准 确地对材料炭黑含量进行测定。本实用新型的炭黑含量测试仪主要用于测定聚乙烯管材专用料的炭黑含 量，也可用于其他聚烯烃专用料(如聚丙烯、聚丁烯等塑料)中炭黑含量的测 定，不推荐用于丙烯酸或其他极性单体改性的聚合物，不适用于含有不挥发的 颜料或除炭黑以外的其他填料的组合物。本实用新型的炭黑含量测试仪填补了测试仪器的空缺，为炭黑含量的测试 提供了可靠的质量控制手段。由于采用了数字控制、数字显示、快速升温等技 术，具有使用方便，操作简单，工作可靠，测量准确，自动控温等优点，是塑 料建材生产厂家、化工产品生产行业及专业检测部门必要的性能检测仪器。 附图i免明
图1为炭黑含量测试仪整体框图； 图2为加热部分结构图。
具体实施方式
如附图1所示的炭黑含量测试仪包括加热部分1、石英管2、加热电流 控制继电器3、固态控温继电器4、 PID可编程控温表5、温度传感器6、氮气
流量计8和氮气钢瓶10;所述石英管2贯穿所述加热部分1的轴心。所述温度传感器6插入所述石英管2中，其温度输出信号由导线连接到所 述PID可编程控温表5的输入端，所述PID可编程控温表5的输出端将控制信 号由导线分别连接到所述加热电流控制继电器3和所述固态控温继电器4，所 述加热电流控制继电器3和所述固态控温继电器4的输出端均连接到所述加热 部分1上。所述温度传感器6检测加热部分1中的加热器11的温度，将这一 检测信号传给PID可编程控温表5， PID可编程控温表5按PID算法计算并将 控制信号传给加热电流控制继电器3和固态控温继电器4,完成自动控温过程。 所述氮气钢瓶10的出口管线经过所述氮气流量计8后插入所述石英管2 中。当使用氧气时，所述测试仪还可以包括氧气流量计7和氧气钢瓶9，所述氧 气钢瓶9的出口管线经过所述氧气流量计7后插入所述石英管2中。如附图2所示的加热部分1优选为一管式加热炉，其从里到外依次包括 加热器ll、隔热层14和外壳13，所述隔热层14由耐高温材料制成，导向法 兰12固定在所述外壳13的两侧，所述石英管2以所述导向法兰12为支撑贯 穿所述加热器11的轴心且其两端穿出所述外壳13，所述加热电流控制继电器 3和所述固态控温继电器4的输出端均连接到所述加热器11上。
权利要求1.一种炭黑含量测试仪，其特征在于包括加热部分(1)、石英管(2)、加热电流控制继电器(3)、固态控温继电器(4)、PID可编程控温表(5)、温度传感器(6)、氮气流量计(8)和氮气钢瓶(10)；所述石英管(2)贯穿所述加热部分(1)的轴心；所述温度传感器(6)插入所述石英管(2)中，其温度输出信号由导线连接到所述PID可编程控温表(5)的输入端，所述PID可编程控温表(5)的输出端将控制信号由导线分别连接到所述加热电流控制继电器(3)和所述固态控温继电器(4)，所述加热电流控制继电器(3)和所述固态控温继电器(4)的输出端均连接到所述加热部分(1)上；所述氮气钢瓶(10)的出口管线经过所述氮气流量计(8)后插入所述石英管(2)中。
2. 如权利要求1所述的炭黑含量测试仪，其特征在于所述加热部分(1 )为 一管式加热炉，其从里到外依次包括加热器(11)、隔热层(14)和外 壳(13)，导向法兰(12)固定在所述外壳(13)的两侧，所述石英管(2) 以所述导向法兰(12)为支撑贯穿所述加热器(11)的轴心且其两端穿出 所述外壳(13 )，所述加热电流控制继电器(3 )和所述固态控温继电器(4 ) 的输出端均连接到所述加热器(11)上。
3. 如权利要求1或2所述的炭黑含量测试仪，其特征在于所述测试仪还包 括氧气流量计(7 )和氧气钢瓶(9 )，所述氧气钢瓶(9 )的出口管线经过 所述氧气流量计(7)后插入所述石英管(2)中。
专利摘要本实用新型涉及一种炭黑含量测试仪，包括加热部分(1)、石英管(2)、加热电流控制继电器(3)、固态控温继电器(4)、PID可编程控温表(5)、温度传感器(6)、氮气流量计(8)和氮气钢瓶(10)。本实用新型为测定塑料建材及相关产品的炭黑含量提供了技术方法和硬件设备，通过使用这一设备，可以准确有效地测定材料的炭黑含量指标。
文档编号G01N5/00GK201041538SQ200720103350
公开日2008年3月26日 申请日期2007年1月26日 优先权日2007年1月26日
发明者峰 俞, 孙佳文, 张珊珊, 雪 李, 王桂玲, 者东梅, 进 邢 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司北京化工研究院