焦化固体类产品软化点测定方法

焦化固体类产品软化点测定方法警示一一使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。本标准使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证国家有关法规所要求的条件。试验操作时检测人员要戴防毒口罩、防护眼镜和防护手套,并在强制通风橱中完成检测工作。范围本标准规定了焦化固体类产品煤沥青、固体古马隆一苗树脂软化点测定的原理、仪器、试验步骤、试验结果、允许偏差、试验报告和仲裁。本标准适用于焦化固体类产品煤沥青、固体古马隆一树脂软化点的测定规范性引用文件2下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 2000 焦化固体类产品取样方法ICS 71.080G 18 GB/T 2294—2019 中华人民共和国国家标准 GB/T 2294一2019代替 GB /T 2294一 1997 焦化固体类产品软化点测定方法 Determination of softening point in solid products of coal carbonization 2019-08-30发布 2020-03-01实施 前 言 本 标准按照 G B/T 1.1—2009给出的规则起 草。 本标准代 替 GB /T 2294—1997《焦化 固 体类 产 品软化点 测 定方 法》，本标准 与 GB /T 2294—1997 相 比，主 要 技 术变化如下： ——修改了 熔 样 工具 (见 3.3.1.4，1997年版的 3.3.1.3)； ——增加了 熔 样操作控制表(见 3.3.3)； 增加了低温恒温槽(见4.2.1.8)； -增加了 全 自动环球法软化点 测 定仪主 要技 术 参 数(见 4.2.1.9)； ——修改了 试 剂 ，将“凡士林 ”“甘油”改为“丙 三 醇”(见 4.2.2，1997年版的 5.2)； ——增加了试样制备 铜 环的要求(见 4.3.1.4)； ——增加环球法中 试 样软化 下 垂 距离 测量的 要 求(见4.3.1.5)； ——增加环球法中钢球称重的要求 (见 4.3.1.6)； ——将“两环试样软化点超过1℃时，应重做试验”中的 1℃改为 0.8℃(见4.3.1.9，1997年版的 6.6)； 增加了环球法手动分析检 测 的计算公式 (见 4.3.1.10)； ——增加了环球法自动仪器法(见4.3.2)； ——修改了不同软化点试样检 测 操作表 (见 4.3.3，1997年版的 6.7)； ——环球法重现性由1.5℃调整为1.2℃(见 4.4.1，1997年 版的 7.1)； ——苯 甲 酸纯度改为基准试剂(见 5.2.2.1，1997年 版的 9.2.1)； ——修改了试剂 ，将“二 甲苯或洗油”改为“二 甲苯”，并 修改了纯度(见 5.2.2.2，1997年 版 的 9.2.2)； 一 修 修改 了 试剂，将“凡士林”改为“丙 三醇”(见 5.2.2.3，1997年版的 9.2.3)； ——增加了杯球仪定期计 量 校准 的要 求 (见 5.4.10)； ——修改了试验结果的内容(见第 6章 ，1997年版的第 12章 )。 本标准 由 中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国煤化工标准化技术委 员 会 (SAC /TC 469)归口。 本 标准起草单位：内 蒙 古包钢钢联股份有限公 司 、江 苏沙钢集团有限公 司 、中 国 平 煤 神马集团开封 炭素 有限 公司、山东晨阳新 型 碳材料 股 份 有 限公司、冶金 工 业信息标准研究院 。 本标准主要起草人：江 鑫 、李晓灵、边海军、张彤山、付利俊、吴明明 、郑景 须、陈影、钱如刚 、白新革、吕红 兵 、张胜恩、周浩、于益如、闫萍、王庆刚。 本标准所代替标准的历次版本发布 情 况为： GB /T 2294—1980、GB /T 2294—1997；—— -GB /T 8728—1988。 焦化固体类产品软化点测定方法 警示——使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问 题。本标准使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证国家有关法规所要求的条件。试验操作 时检测人员要戴防毒口罩、防护眼镜和防护手套，并在强制通风橱中完成检测工作。 1 范围 本标准规定 了 焦化固体类 产 品煤沥青、固体古 马 隆 一 茚树脂软化点测定的原理、仪 器 、试验步骤 、试 验结果、允许偏差、试验报告和仲裁。 本 标准 适 用于焦化固体类 产 品煤沥青、固体古马隆 一 茚树脂软化点的测定 。 2 规范性引用文件 下列文件对 于 本文件 的 应用 是 必不可少的 。凡是注日期的引用文件，仅 注 日期的版本适用 于 本文 件 。凡是 不 注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。 GB /T 2000 焦化固体类产品取样方 法 GB /T 2291 煤沥青 实 验室 试 样 的 制备方法 3 试样的采取和制备 3.1 试样的采取 按 GB /T 2000 的规定进行 。 3.2 试样的制备 按 GB/T 2291 的规定进行 。 3.3 熔样 3.3.1 仪器 3.3.1.1 空 气浴器：用白铁皮制成，直径 180 mm，高 110mm，上面开有直径 52mm 的孔1个 ~3个和 直 径24mm 的孔 2个，见图1所 示 。温 度控制仪：室 温 ~300℃，其探头插入 空气 浴中 的 深度 应与熔 样 勺底部齐 平。 3.3.1.2 熔 样勺：容积 50 mL 。 3.3.1.3 甘埚：50mm。 3.3.1.4 加热器：可控 温 封闭电炉、电热板或煤 气 灯 ； 油 浴锅：可控 温 度，室 温~300℃； 水浴锅：可控 温度 ，室温~100℃。 3.3.1.5 玻璃温度计 ：0℃~250℃，分度值1℃。 3.3.2 熔样操作要求 取 干 燥试样约10g 置于熔样勺或坩埚中，在 空气 浴 、油浴或水浴中使 试 样熔化，并 不 时搅拌，赶走 试样中的空气泡。熔 样温度及时间控制按照表 1中规 定 进行 。 单 位 为毫 米 说 明 ： 1——镀锌铁板(厚0.5m m )； 2——石棉 绒 ； 3——测温 孔 ； 4——接触式温度计 孔； 5——熔 样 勺 孔 。 图 1 空气浴器 表1 熔样操作控制表 项目 软化点温度范围 ≤75℃ 75℃~95℃ ≥95℃ 规定溶液 5℃水 丙三醇十水溶液，密度为1.12 g/cm~1.14 g/cm(20℃) 丙三醇，密度为1.261 g/cm(20℃) 熔样温度 在70℃~80℃水浴上加热 在150℃~170℃空气浴或油浴上加热 在180℃~210℃空气浴或油浴上加热至试样恰好熔化且不明显冒烟，控制保持时间在10 min 之内为宜 4 环球法 4.1 原理 一 定 体积的试样，在 一 定 重 量 的负荷下以规 定 升温要求速度加热，试样软化下 垂至 一 定 距离时的温 度，即为软化 点。 4.2 仪器与试剂 4.2.1 仪器 4.2.1.1 软化点测定仪：如 图2所 示由下 列 附件组合而成： 钢球：直 径 9.53 mm，质量 (3.50±0.05)g 。 铜环：如图 3所 示。 ——钢球 定 位器：如图4所 示。 单位为毫米 单 位 为 毫 米 单位为毫 米 1——温 度 计； 4一A 2——上 承 板； 3——框轴； 4——钢 球 ； 5——环 套； 6——环 ； 7——中承板 ； 8——支 承套； 9——下 承板 ； 10——烧杯。 图2 软化点测定仪 图3 铜环 图4 钢球定位器 4.2.1.2 金属 架，其形状、尺寸如图 5所示。其装置是由两根竖杆和 三 层 平行 的金属板组成，上层为 一 圆 盘，直 径 120.7 mm (大于烧杯直径)，中 间有 一 孔可插温度计，中层是具有 三 个 圆 孔的平板，两旁 的两 孔，安放铜环，中 间 小孔支 撑温 度计 的 水银球，距环 上 面 51mm 处 竖 杆上 刻 有油高标记，底层 的 上 面距 中层铜环的底 面 为 25.4mm 。 单位 为 毫 米 图5 金属架 4.2.1.3 环型夹：由薄钢条制成，其形状尺寸如 图6所示。 单 位 为 毫米 图6 环型夹 4.2.1.4 玻璃烧杯：容积800 mL，直径105 mm，高 135 mm 。 4.2.1.5 温度计 ：温度 范 围 0℃~100℃，50℃~150℃，分度值 0.2℃。 4.2.1.6 金 属 板：表面光滑洁 净 。 4.2.1.7 刮 刀。 4.2.1.8 低 温恒 温槽 。 4.2.1.9 全自 动 软化点测定仪。主要技术 参 数：测温范围 -5℃~180℃；测温精度 0.2℃；升温精度：3 min 后升 温速度控制在(5±0.2)℃/m i n；下降垂直距离为 25.4 mm 。 4.2.2 试剂 丙 三 醇 p =1.261 g /cm (20℃) 4.3 试验步骤 4.3.1 手动测定法 4.3.1.1 依 照3.3规定的方法熔好待测试祥 。 4.3.1.2 测量铜环关键尺寸，使其满足图 3所示要求。 4.3.1.3 铜环稍热，置 于 涂有丙 三醇且 温度适 当 的热金 属 板上，立即将熔好的试样均匀地倒入铜环中，至 稍高出铜环上边缘为止 。 4.3.1.4 待铜环冷却至 室 温，用环型夹 夹 住铜环，用温热刮刀 刮 去铜环上多余的试样 ，刮割铜环时要使 刀面与环面齐平 。低 温 煤沥青需要把装有试样的铜环连同金属板 一 并置于 5℃水浴中，冷却5 min，取 出刮 平后 ，再放入 5℃水浴中冷却 20 mi n。铜环内试样 上 、下面不能出现凹口或 气 孔，要 保证试样 上、下面 与 铜环平齐，否则需重新制备试样铜环。 4.3.1.5 测量调整软化点 测定 仪金属架底 层 的上面 距 中 层铜 环的底 面 距离准确至 25.4mm。 4.3.1.6 称量钢球质 量 ，其 质 量 应 满足(3.50±0.05)g的规 定 要 求 ，不 满足此要求的钢球 不 能使用。 4.3.1.7 将 装 有试样的铜环置于金属架中 层 板上的圆孔中，装上定位器和钢球，将 金属 架置于盛有规 定 溶液的烧杯中，任何构件 组 成部分 均 不应附 着 有气泡，然 后将 温 度 计插入中 层 板的中间圆孔中，使水 银球下 端 与铜环的下面齐平 。 4.3.1.8 将烧杯置于可控温 封 闭电 炉 或电热板上，依照表2中 规定 的 起始温度和升 温 速度开始均匀升 温加热，超过或低于规 定 升温 速度 ，该试验作 废。 4.3.1.9 当试样软化下 垂 ，刚刚接触金属架底层板时 立 即读取温度计 的温度 ，取两环 试 样软化 温 度的 算 术平均值，作为试样的软化点检测观察温度，试样软化点 温 度依照式(1)计算 。若两环试样软化点 超 过 0.8℃时，应 重 做试验 。 式中： t ——试样软化 点 ，单位为摄氏度 (℃)； t i ——检 测 观察温度，单位为摄氏度(℃)； t o ——温度计补正值，单位为 摄 氏度 (℃)。 4.3.2 自动仪器法 4.3.2.1 依照 3.3规定 的 方法熔好待测试祥 。 4.3.2.2 检测试样时，依据全自 动 软化点 测 定仪的仪器说明书 (不同仪器制造商操作步骤略有差异)操 作 ，完 成检测过程 。 4.3.2.3 读记仪器 检 测结果 。 4.3.2.4 实验室购置全自动软化点测 定 仪首次使用时，应做自动仪器 法 和手动仪器法两种检测方 法 的 显 著 性 差 异评价，以保证检 测 数据的准确 。 4.3.2.5 实 验室使用自动仪器法 应 定期 与 手动仪器法做对照试验，确保数据准确 。 4.3.3 不同软化点试样检测操作 不同软化点的 试 样操作按照表 2规定进 行。 表2 不同软化点试样检测操作表 项目 软化点温度范围 ≤75℃ 75℃~95℃ ≥95℃ 规定溶液 5℃水 丙三醇十水溶液，密度为 1.12 g/cm~1.14 g/cm(20℃) 丙三醇，密度为 1.261 g/cm(20℃) 升温速度 开始升温时，保持(5±0.2)℃/min 当溶液温度达45℃时，保持(5±0.2)℃/min 当溶液温度达70℃时，保持(5±0.2)℃/min 4.4 允许偏差 4.4.1 重现性r：不 大于 1.2℃。 4.4.2 再现性R：不大于 2.5℃。 5 杯球法 5.1 原理 试样悬 置 在 一 个底 部 有 6.35 mm孔的脂杯中，其 顶部正中放有直径 9.53 mm的钢球，当试样以规 定线性速 率 升温时，试样 向 下流动遮断光束时的温度，即为软化点 。标定 检 测的距离为 19 mm 。 5.2 仪器与试剂 5.2.1 仪器 5.2.1.1 滴点、软化点测定仪(以 下 简称杯球仪：测量温度最小显 示 值 0.1℃，炉温精度 ±0.5℃)主要 部分包括： ——脂杯：测软化点 用 ，内孔 9.9 mm，落孔 6.35 mm，杯底 半 径为 (4.6±0.1)mm；标 定 用，内孔 9.9mm，落孔2.8mm，杯底半 径 为(4.6±0.1)mm 。如图7所示。 ——钢球：直径 9.53 mm，质 量(3.50±0.05)g。 一 装样棒 。 ——夹头，如 图8所 示 。 ——狭 缝套 ，如图 9所 示 。 5.2.1.2 刮刀 。 5.2.1.3 金属 板：表面光滑洁净。 5.2.2 试剂 5.2.2.1 苯甲 酸 ：基准试剂。 5.2.2.2 二 甲苯：分析纯域化学纯 。 5.2.2.3 丙 三醇p=1.261 g /c m (20℃)。 2.0 R4.6±0.1 10±0.1 2.0 R 4.6±0.1 2.0 12±0.1 6 N 00 26 5 高 12 12 21 36 1X X 铂 X 5.3 杯球仪的标定 5.3.1 将脂杯(底孔为 2.8 mm )放在 一 块清洁平坦的板上，用苯甲酸装填，重复 装 填 和压 入 的操 作过 程 ，可使用与脂杯上 口 径相 当 的金 属 棒 压 紧苯 甲酸 ，直到 杯内 填 满苯甲 酸。去 掉杯子外部 多 余的结晶，使杯面苯甲 酸与 杯口齐平 。 5.3.2 将杯球仪的电热炉预热到121℃并保持其 温 度 。把苯甲酸脂杯套上夹头及狭 缝套 ，组成试样 筒，插入电热炉中，使 狭 缝 套 底 部卡 槽正好落入 定 位搭 子 上，使其不能旋转为 止。插入试样 筒 30 s 以 后，按下锁数 解 脱按钮，开始以 0.2℃/min 的速度升 温 加热。直到试样滴点，仪器自动锁定该点温度 。数字显示板上留下该 滴 点温度。 5.3.3 到达滴点后，立 即取出试样 筒 ，核 实 样品已 经 遮断过光束，而没有发生 预 先触发 。如果怀 疑 失 灵，全部步骤应重做 。取出脂杯，除去脂杯和狭缝套底部留下的苯甲 酸 ，并清洗后 备用 。 5.3.4 测得滴点在(123.5±0.5)℃范围 内，说明杯球仪所示温度正确，如超出这个 温 度范 围 ，则需要用 新启封的苯甲酸重新测定其滴点 。如果偏差仍超出 0.5℃，则该仪器 需 要重新校正或修理。 5.4 试验步骤 5.4.1 依照 3.3规定的方法熔好待 测 试祥 。 5.4.2 使脂杯稍热，置 于 涂有丙 三醇 且 适当 温度的热金 属 板上，立即将 熔 好 的 试样 均 匀地倒入脂杯中，至稍高出脂杯的上边缘为止 。 5.4.3 待脂杯冷却 至 室温，用温热的刮刀刮 去 高出脂杯上 多 余的试样，刮割时要 使 刀面与杯面齐平，刮 至 使试样与杯顶部平齐 。脂杯底 部 与杯面出现凹 口 或不平齐，该脂杯试样作废，需 重 新 制备 。 5.4.4 依照仪器使用操作说明书规定的操作步骤，正确设定操作步骤并 遵 照操作 说 明书规定要求正确 使用。煤沥青选择 线 性 升 温速率为 2℃/mi n，设 定 “起始温 度 ”低于软化点 15℃左右 。 5.4.5 在装有试样的脂杯中央放上钢球，然 后 将脂杯 套 上 夹 头及狭缝 套 ，组 成试样 筒 ，小心地插入炉子 中 。插 入后，狭缝套底部卡 槽 应 正 好落入定位搭子上，使其不能旋转为止 。此时狭缝在 左 右两侧，能使 光束 通 过 。 5.4.6 依照设定的仪器使 用 操作步骤正确启动并操作仪器。 5.4.7 读记数字显示窗 所示 的温度报告，准确 至0.1℃。 5.4.8 检测试验结束 后 ，立即取出试样筒，检查试样 是否遮 断过光束，如有 误 触发，应废除本次检测结 果，重新进行检测试验。 5.4.9 取出脂杯，稍加热，使脂杯与 钢 球分 离 ，一 同 放入 二 甲苯 瓶 中，浸 泡 5 m i n ~10 mi n ，取出 后 用纱 布或脱脂棉擦 拭干净 。 5.4.10 杯球仪的重要尺 寸 要定期校准 ，以保证其相关尺寸 的 精准，确保检测试样的准确 。 5.5 允许偏差 重 复 性r：不大于 0.5℃。 6 试验结果 取重复测定结果 的算 术平均值作为试样的测定结果。 仲裁方法 以环球法 中 手 动 测定法作为仲裁方法 。