一种差示扫描量热仪自检用标准物质及其应用

摘要

本发明提供一种差示扫描量热仪自检用标准物质。所述标准物质包括如下按重量份计算的组分：PE树脂99.4～99.8份；受阻酚类抗氧剂0.1～0.3份；亚磷酸酯类抗氧剂0.1～0.3份；所述PE树脂在200℃下，测量的OIT小于等于2min。本发型所述标准物质可以很好地代替标准金属作为差示扫描量热仪的标准物质，不仅成本低，而且检测准确更高，检测耗时短，稳定性高，可以作为一种快速测试手段，辅助监控固定温度下设备测试氧化诱导期的稳定性及数据准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及仪器校正领域，更具体地涉及一种差热分析法测量氧化诱导期设备自检用标准物质及其应用。

背景技术

氧化诱导期是目前线缆料的重要性能指标之一，现有测试氧化诱导期的设备主要为差示扫描量热仪，目前国内常见的测试品牌在设备的稳定性上仍存在一些不足之处，需要定期监控设备氧化诱导期项目的测试数据准确性。由于目前市面上暂无相关的标准物质用于的设备日常自检，设备自检常用的手段为使用标准金属铟(In，熔点156.61℃)和锡(Sn，熔点231.89℃)进行温度稳定性和准确性的测试。

然而氧化诱导期测试常用的温度测试条件为200℃、210℃和220℃，温度的高低是氧化诱导期的主要影响因素，实验表明，同一材料在不同温度段下的氧化诱导期测试值差异很大。以MDPE-5105为例，200℃时其氧化诱导期为68.4min、210℃时其氧化诱导期为41.0min和220℃时其氧化诱导期为19.5min。可见温度的变化对于氧化诱导期的影响非常明显。另外，使用标准金属铟和锡进行仪器自检，无法精确至所需测试温度，可能存在温度范围波动的影响。同时，气氛、气体的流速、样品的大小、形状及升温速率等均会对其造成一定的影响，因此使用标准金属进行仪器自检，存在不能全面地进行氧化诱导期项目测试的准确性自检表征的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种差示扫描量热仪自检用标准物质，其相较标准金属能更准确地对差示扫描量热仪进行自检。

本发明的另一目的在于提供所述差示扫描量热仪自检用标准物质的在对差示扫描量热仪自检时的使用方法。

本发明上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种差示扫描量热仪自检用标准物质，包括如下按重量份计算的组分：

PE树脂 99.4～99.8份；

受阻酚类抗氧剂 0.1～0.3份；

亚磷酸酯类抗氧剂 0.1～0.3份；

所述PE树脂在200℃下，测量的OIT值小于等于2min。

相较于只有一个熔点的标准金属，可以通过轻微调整PE树脂标准物质的配方，获得多个适用于不同检测温度下的标准物质，并且能够使自检标准物质的氧化诱导期控制在较合理的范围，克服现有的标准物质不准确及检测时间过长的问题。PE树脂自身的OIT值如果过高，容易出现样品品质浮动和不稳定的情况，选用OIT值小于等于2min的PE树脂，能够更好地控制密炼过程，更容易获得氧化诱导期在10～20min的标准物质。

更优选地，所述PE树脂在200℃下，测量的OIT为1～2min。

优选地，所述PE树脂为回收料。回收料的PE树脂成本更低，更容易获得。

优选地，所述标准物质采用密炼的方法制备。密炼的条件会影响体系内抗氧剂的分散情况，同时，由于抗氧剂的添加量少，如果密炼时间不足，又容易导致样品质检OIT值波动较大。更优选地，密炼的条件为密炼时间8～10min，密炼温度180±5℃。

最优选地，所述密炼条件最优选为密炼时间10min，密炼温度180℃。在此条件下，调节不同的配方，即可得到适用于200℃以上的具有合适的氧化诱导期的标准物质。

受阻酚类抗氧剂是一种常用的抗氧剂，最优选地，所述受阻酚类抗氧剂最优选为抗氧剂1010。

亚磷酸酯类抗氧剂是一种常用的抗氧剂，最优选地，所述亚磷酸酯类抗氧剂最优选为抗氧剂168。

更优选地，所述受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂优选为等比例混合。

更优选地，所述标准物质的制备方法，包括如下步骤：将各成分进行混合摇匀，然后将混合后的样品倒入密炼模块中，将密炼模块的温度恒定在180℃，密炼10min，即得所述标准物质。

正如前所述，OIT值与温度密切相关，为了使标准物质满足OIT的自检要求，优选标准物质的OIT值波动小于10％，并且在不同测试温度下，均有较短的OIT值。更优选地，针对常用的200℃、210℃、220℃自检，本发明采用如下对应的优选方案：

一种采用所述标准物质对差示扫描量热仪进行自检的方法，以所述标准物质代替标准金属物质，且对于设备200℃时的OIT值，采用的标准物质配方为：

PE树脂 99.8份；

受阻酚类抗氧剂 0.1份；

亚磷酸酯类抗氧剂 0.1份。

此方法下，标准物质在200℃温度条件下测试标准值为(18.3±1.8)min。

一种采用所述标准物质对差示扫描量热仪进行自检的方法，以所述标准物质代替标准金属物质，且对于设备210℃时的OIT值，采用的标准物质配方为：

PE树脂 99.6份；

受阻酚类抗氧剂 0.2份；

亚磷酸酯类抗氧剂 0.2份。

此方法下，标准物质在200℃温度条件下测试标准值为(20.4±2)min。

一种采用所述标准物质对差示扫描量热仪进行自检的方法，以所述标准物质代替标准金属物质，且对于设备220℃时的OIT值，采用的标准物质配方为：

PE树脂 99.6份；

受阻酚类抗氧剂 0.3份；

亚磷酸酯类抗氧剂 0.3份。

此方法下，标准物质在200℃温度条件下测试标准值为(16.0±1.6)min。

本发明所述标准物质，在长期保存(半年以上)，仍然能符合允差的需求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

本发明提供一种差示扫描量热仪自检用标准物质，该差示扫描量热仪自检用标准物质以PE树脂为基体材料，配合抗氧剂和合适的加工方法，可以很好地代替标准金属作为差示扫描量热仪的标准物质，不仅成本低，而且检测准确更高，检测耗时短，稳定性高，可以作为一种快速测试手段，辅助监控固定温度下设备测试氧化诱导期的稳定性及数据准确性。

具体实施方式

下面结合具体实施例和对比例对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不限于下述实施例。

实施例中，未有特别说明的原料均为常规市售商品。

PE树脂回收料A：牌号，来源(牌号：PE-LT17BK01ML来源：日杂回料)

PE树脂回收料B：牌号，来源(牌号：YBL-PE01ZK来源是自行混料生产的)

抗氧剂1010，抗氧剂168均为市售商品。

在200℃条件下，PE树脂回收料A的氧化诱导期为1.3±0.2min。PE树脂回收料B的氧化诱导期为3.4～7.2min。PE树脂回收料B本身的氧化诱导期不稳定，因此不适宜制作标准物质。

以PE树脂回收料A探索合适的配方和密炼条件制备所述标准物质。具体地，按照表1的工艺，包括如下步骤：将总量为50g的各成分进行混合摇匀，然后将混合后的样品倒入密炼模块中，将密炼模块的温度设定在恒定值，密炼时间调节，得到不同的标准物质。并且对标准物质的在200℃下的OIT进行测定，如表1所示。

表1

从表1的条件来看，密炼条件对标准物质的OIT有密切影响，当密炼温度过低，OIT时间较长，密炼时间过短会影响抗氧剂的分散。另外，密炼温度升高，OIT值降低明显，且抗氧剂在较高温度下更容易失效。

另外，为了提高校正的准确性，OIT时间在10～20min的标准物质是更加合适的。密炼温度在190℃时，标准物质OIT值已经接近10min了，可以推测其并不适用于200℃以上的校正。

因此，最优选地，密炼条件为密炼温度180℃，密炼时间10min。

根据上述密炼条件，提供3组样品配方，如表2所示：

表2

各实施例样品具体制备如下：

(1)称量：以50g为总量，准确计算每种配方各成分的质量，并依据所需质量进行称量。

(2)混匀：将称量后的样品全部倒入透明自封袋中，密封后手动摇匀至少10min，确保样品与抗氧剂分部均匀；

(3)备用：依次将3种不同配方的样品混合均匀后，标记好进行备用；

(4)使用密炼模块，升温至180℃，各模块温度稳定至少10min；

(5)将备用的混合样品倒入密炼模块中，密炼10min，使样品密炼均匀，然后取出样品。即所述标准物质。

各标准物质的测试：取上述实施例1～实施例3同一批次制备的样品，分别取5组平衡样，在氮气(99.99％，50mL/min)氛围，以20℃/min升温速率升至指定测试温度(实施例1～3依次对应200℃/210℃/220℃)，切换成氧气(99.5％及以上，50mL/min)氛围，恒温30min；测得各实施例标准物质的氧化诱导期OIT，具体如表3所示。

表3

标准物质定值：结合OIT特性，要求样品波动小于10％，实施例1的PE-OIT-200，在200℃温度条件下测试标准值为(18.3±1.8)min；实施例2的PE-OIT-210在210℃温度条件下测试标准值为(20.4±2)min；实施例3的PE-OIT-220在220℃温度条件下测试标准值为(16.0±1.6)min。均符合要求

数据跟踪：样品避光密封保存，半年后进行验证测试，测试数据仍稳定在范围内。

表4为保存半年后的验证测试数据：

表4半年后的验证测试

可以看出，本发明所制备的标准样品，在长期保存后，仍然十分稳定，满足使用的需求。