Sbs改性沥青中改性剂含量的测定方法
【专利摘要】本发明提供一种SBS改性沥青中改性剂含量的测定方法，包括如下步骤：制备一系列不同SBS含量的改性沥青标准样品，采用电位滴定仪测定SBS改性沥青的氧化还原电位，数据处理，建立SBS改性剂含量和碘值关系的数学模型。本发明针对改性沥青市场中产品质量参差不齐，缺乏直观的检测手段的问题，引入电位法测定SBS含量，使用精密仪器得出数据，具有良好的可重复性，可以测定普通SBS改性沥青，高黏高弹改性沥青，SBS改性乳化沥青，含SBS的彩色沥青胶结料；使人为误差减少，同时减小工作量，提高检测效率。
【专利说明】SBS改性沥青中改性剂含量的测定方法
【技术领域】
[0001]本发明属于测试领域，具体涉及一种通过测试电化学变量测定浙青改性剂含量的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国的公路路面施工中，浙青路面所占比重持续增加，其中以高速公路路面为代表的高性能路面中施工中，改性浙青路面所占比重持续增加，而浙青改性剂中又以SBS改性剂最为普遍。SBS改性剂的基本组成为苯乙烯-丁二烯嵌段聚合物，其具有二相结构，因此具有两个玻璃化温度(_80°C相当于丁二烯的玻璃化温度)。在-80?+80°C范围内，SBS兼具橡胶的弹性和树脂的热塑性；其中存在独特的软端-硬端结构能在浙青中形成空间网状结构，改善浙青的高低温性能，提高浙青刚性，克服普通浙青的性能缺陷，是当前使用最多的浙青改性剂
[0003]随着近年来国内外对SBS改性浙青的研究深入，其改性机理、改性工艺、路用性能等方面已取得大量研究成果，我国也针对SBS改性浙青提出了针对性的施工检测规范。在研究中发现，SBS改性浙青路面的路用性能与使用寿命等与SBS改性剂含量直接相关。
[0004]现在已开发出的SBS改性剂含量的检测技术手段有红外光谱分析法，GPC法，化学滴定法等。发明专利CN101526473利用傅里叶变换红外光谱仪(带ATR槽型水平附件)对SBS改性剂含量进行了测试分析。李伟光等也对利用红外光谱法测定SBS含量进行了研究(李伟光等，SBS测试方法及机理研究，石油浙青，2010，24 (5):1_5)。耿九光等(基于GPC法的改性浙青SBS含量测试方法研究，应用化工，2013，42 (9):1706)利用GPC法对SBS含量进行了测试分析研究。这些方法采用的仪器均属于实验室内的分析测试仪器，对使用环境的温度空气等条件有严格的要求，且仪器设备价格高，工程现场应用时不具有便利性。专利CN101949858B公开了一种SBS改性浙青中改性剂含量的测试方法，该方法利用传统滴定法测试样品的不饱和度对SBS改性剂含量进行了测试分析。该方法虽然具有仪器设备简单的特点，但是其受人为影响很大，特别在含浙青的溶液中往往是黑色，碘易于沉淀，滴定剂溶液与碘分别处于互不相溶的两相中，致使滴定过程反应缓慢，接近终点时颜色变化不明显，操作人员难以判断滴定终点，直接影响了测试结果的准确性。而SBS含量一般含量仅为3-5%，微小的滴定终点误差可直接导致测试结果不准确。而且上述方法也不适合于测试SBS含量较高的高黏高弹改性浙青，改性乳化浙青等材料中的SBS含量。因此急需要开发设备要求低，操作便捷，适用性广，且能自动控制的测试设备。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提出一种快速精确且成本低廉的SBS改性浙青中SBS改性剂含量的检测方案，其能更好的解决现在改性浙青市场中广泛存在的市场混乱，产品质量参差不齐，缺乏直观的检测手段的问题，为规范市场，提高了公路建设质量的监控力度，保证了施工质量。
[0006]实现本发明目的的具体技术方案为:
[0007]一种SBS改性浙青中改性剂含量的测定方法，包括如下步骤:
[0008]步骤一:制备不同SBS改性剂含量的改性浙青标准样品；
[0009]步骤二:使用电位仪测定步骤一所的溶液的碘值；包括如下步骤:
[0010](I)步骤一制备的不同SBS改性剂含量的改性浙青标准样品各称取0.5-1.5g，加入40-60ml稀释溶剂使浙青样品完全溶解，然后在35-45°C中静置30min ；
[0011](2)将10-30ml的0.03-0.06mol/L碘乙醇溶液加入步骤(I)所得溶液中，在磁力搅拌器上搅拌l-30s ；
[0012](3)将10_20ml的0.lmol/L碘化钾溶液加入步骤⑵所得溶液中，搅拌使其混合均匀；
[0013](4)将2_5ml离子强度缓冲剂加入步骤(3)所得反应液中；边搅拌边用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定；
[0014](5)用电位仪测定滴定液的氧化还原电位，当电位仪记录曲线出现突跃时(滴定突跃)，记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积。
[0015](6)将SBS改性浙青样品用不含SBS改性剂的基质浙青代替，使用上述(1)-(5)的方法做空白实验。
[0016](7)按照公式计算碘值:
[0017]A = ((VO-Vl)*C/1000*126.9/m)*100 (I)
[0018]其中，A—碘值，g碘/10g样品；
[0019]VO—滴定空白样品消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，ml ；
[0020]Vl—滴定试样消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，ml ；
[0021]C一硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L ；
[0022]m — SBS改性浙青样品的质量，g ;
[0023]126.9一碘的相对原子质量。
[0024]步骤三:进行数据处理；
[0025](I)分别称取标准改性剂掺量的SBS改性浙青样品，按照步骤二的方法分别测定滴定时各样品的氧化还原电位；利用各标准样品的SBS含量和测定得到的碘值进行线性拟合，建立SBS改性剂含量和碘值的数学模型。
[0026](2)对测定样品取样，按照上述步骤进行滴定，测定氧化还原电位，利用上述数学模型计算得到待测样品中SBS含量。
[0027]步骤一中，不同SBS改性剂含量可以是任意含量，根据情况而定。例如，可制备含量范围0.1-10%的一系列改性浙青标准样品。
[0028]步骤二中，电位仪记录曲线出现突跃时，电位变化的一次积分曲线出现最大峰,此时电位会不停下降，优选将一次积分曲线出现最大峰，判定为终点。
[0029]其中，所述样品的稀释溶剂是甲苯、四氢呋喃、三氯乙烯和环己烷中的一种或者几种。
[0030]其中，所述离子强度缓冲剂是lmol/L的KNO3,或者lmol/L的柠檬酸钠，或者Imol/L的氯乙酸，或者lmol/L的酒石酸。
[0031]其中，电位仪的电极为钼电极和参比电极。所述参比电极为甘汞电极。
[0032]其中，所述碘乙醇溶液是由碘溶解于乙醇中制备得到的。
[0033]优选地，所述碘乙醇的制备方法为，将10_15g的碘溶解于1L95%的乙醇中静置24h得到。
[0034]本发明的有益效果在于:
[0035]针对现有技术存在的问题，本方法引入电位仪，使用简单精密仪器得出数据，具有良好的可重复性，使人为误差减少，同时减小工作量，提高检测效率。而且对于SBS的不饱和度测试时，舍弃了在空气中不能稳定贮存的韦氏试剂，提高了测试时原材料的影响，可以快捷，灵敏得到分析结果。
[0036]本申请使用电位仪测定浙青样品的电位值，在实验室测量和拟合数学模型，在施工现场取样，即可使用便携的电位仪测量电位值并求出SBS改性剂的含量。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1为SBS含量作为横坐标,碘值作为纵坐标所作图。
[0038]图2为图1优化后的拟合结果。
【具体实施方式】
[0039]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0040]实施例中使用的电位仪:美国海能自动滴定电位仪。配置钼电极和参比电极。参比电极为甘汞电极。
[0041 ] 实施例1:对河北省某高速公路施工现场进行SBS改性剂含量测定。
[0042]分别取工程现场的茂名70#基质浙青和改性剂SBS (型号:791H)，按照该高速公路的SBS改性浙青配置方法制得SBS含量为I %，2%，3%，4%，5%，6%，的SBS改性浙青，共6个样品。
[0043]碘乙醇溶液制备:将12.7g的碘溶解于1L95%的乙醇中静置24h得到。
[0044]按照下述步骤对上述的6个样品进行氧化还原电位滴定。
[0045](I)称取SBS改性浙青标准样品(精确到0.0OOlg)，置于试剂瓶，加入50ml三氯乙烯使浙青样品完全溶解，再将试剂瓶放入恒温水浴中静止30min ；
[0046](2)将20ml的0.05mol/L碘乙醇溶液加入步骤(I)的溶液中，在磁力搅拌器上搅拌 20s ；
[0047](3)将1ml的0.lmol/L碘化钾溶液加入上述溶液中，搅拌使其混合均匀；
[0048](4)将3ml的lmol/L的氯乙酸加入上述反应液中；边搅拌边用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定；
[0049](5)用钼电极和参比电极的自动电位仪测定滴定液的氧化还原电位，电位仪记录曲线出现最大峰时，停止滴定，记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积。
[0050]取茂名70#基质浙青使用上述(1)-(5)的步骤做空白实验，所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积为91.8ml。
[0051]SBS改性浙青标准样品滴定数据见下表I。碘值按照式(I)计算。
[0052]表I实施例SBS改性浙青标准样品滴定数据
[0053]
【权利要求】
1.一种SBS改性浙青中改性剂含量的测定方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:制备不同SBS改性剂含量的改性浙青标准样品； 步骤二:使用电位仪测定步骤一所得溶液的碘值，包括如下步骤: (1)步骤一制备的不同SBS改性剂含量的改性浙青标准样品各称取0.5-1.5g，加入40-60ml稀释溶剂使浙青样品完全溶解，然后在35-45°C中静置30min ； (2)将10-30ml的0.03~0.06mol/L碘乙醇溶液加入步骤⑴所得溶液中，在磁力搅拌器上搅拌l-30s ; (3)将10-20ml的0.lmol/L碘化钾溶液加入步骤(2)所得溶液中，搅拌使其混合均匀； (4)将2-5ml离子强度缓冲剂加入步骤(3)所得反应液中；边搅拌边用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定； (5)用电位仪测定滴定液的氧化还原电位，当电位仪记录曲线出现突跃时，记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积。 (6)将SBS改性浙青样品用不含SBS改性剂的基质浙青代替，使用上述(1)-(5)的方法做空白实验。 (7)按照以下公式计算碘值:
A = ((VO-Vl) *0126.9/m) *100 (I) 其中，A—碘值，g碘/10g样品； VO—滴定空白样品消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，ml ； Vl—滴定试样消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，ml ； C一硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L ； m一SBS改性浙青样品的质量，g ； 126.9一碘的相对原子质量； 步骤三:数据处理； (1)分别称取标准改性剂掺量的SBS改性浙青样品，按照步骤二的方法分别测定滴定时各样品的氧化还原电位；利用各标准样品的SBS含量和测定得到的碘值进行线性拟合，建立SBS改性剂含量和碘值的数学模型； (2)对测定样品取样，按照上述步骤进行滴定，测定氧化还原电位，利用上述数学模型计算得到待测样品中SBS含量。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于:样品的稀释溶剂是甲苯、四氢呋喃、三氯乙烯和环己烷中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于:所述离子强度缓冲剂是lmol/L的KNO3，或者lmol/L的柠檬酸钠，或者lmol/L的氯乙酸，或者lmol/L的酒石酸。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于:所述电位仪的电极为钼电极和参比电极，所述参比电极为甘汞电极。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于:所述碘乙醇溶液是由碘溶解于乙醇中制备得到的。
6.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于:所述碘乙醇溶液的制备方法为，将10-15g的碘溶解于1L95%的乙醇中静置24h得到。
【文档编号】G01N27/42GK104076080SQ201410270248
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】刘斯雨, 张海燕, 曹东伟, 张艳君 申请人:交通运输部公路科学研究所