【CMA/CNAS资质】聚烯烃管材炭黑含量测定 GB/T 13021-2023 煅烧热解法

一、标准基础信息

项目内容标准号GB/T 13021-2023中文名称聚烯烃管材和管件 炭黑含量的测定 煅烧和热解法英文名称Polyolefin pipes and fittings—Determination of carbon blackcontent—Calcination and pyrolysis method发布日期2023-11-27实施日期2024-06-01标准状态现行有效ICS分类号83.140.30（塑料管、配件和阀门）CCS分类号G33（塑料型材）采标情况修改采用 ISO 6964:2019归口单位全国塑料制品标准化技术委员会塑料管材、管件及阀门分技术委员会（SAC/TC48/SC3）主管部门中国轻工业联合会起草单位北京建筑材料检验研究院股份有限公司、浙江伟星新型建材股份有限公司、永高股份有限公司、山东胜邦塑胶有限公司、上海白蝶管业科技股份有限公司、浙江高峰控股集团有限公司、广州特种承压设备检测研究院、保定市力达塑业有限公司、广东联塑科技实业有限公司主要起草人张彦强、李大治、陈毅明、程晓荣、陈黎星、潘心争、李统一、于涛、李延伟、张伟、李鑫、代启勇、张敏、李瑜、胡声威、张会军、徐亦炯采标关系说明本标准修改采用ISO6964:2019《聚烯烃管材和管件 炭黑含量的测定煅烧和热解法》，与ISO标准相比主要技术差异：调整了方法B（热解法）的允许重复性范围，以更好地适应国内管材生产控制需求

二、检测服务简介

化学工业合成材料老化质量监督检验中心是获得CMA/CNAS双资质认证的检测机构。本中心依据GB/T 13021-2023《聚烯烃管材和管件 炭黑含量的测定煅烧和热解法》标准，提供聚烯烃管材、管件及混配料中炭黑含量的检测服务，出具全国认可的检测报告。

炭黑含量是聚烯烃管材（特别是聚乙烯燃气管道、给水管道）的关键质量控制指标。炭黑在聚烯烃管材中主要起紫外线屏蔽剂和光老化稳定剂的作用，能够显著提高管材的耐候性和使用寿命。准确测定炭黑含量对于验证管材配方、控制产品质量和保证长期使用性能具有重要意义。

适用材料典型产品聚烯烃管材聚乙烯（PE）燃气管、给水管、排水管聚烯烃管件电熔管件、热熔管件、注塑管件聚烯烃混配料PE燃气管专用料、PE给水管混配料聚烯烃波纹管PE双壁波纹管、PE缠绕管改性聚烯烃材料含炭黑的PP、PB管材

三、标准更新与技术要点

GB/T 13021-2023是代替GB/T13021-1991的Zui新版本，于2024年6月1日起正式实施。

3.1 主要技术变化变化项GB/T 13021-1991GB/T 13021-2023标准名称聚乙烯管材和管件炭黑含量的测定（热失重法）聚烯烃管材和管件炭黑含量的测定煅烧和热解法（适用范围扩大）采标关系参照ISO 6964:1986修改采用 ISO 6964:2019测试方法单一热失重法方法A（煅烧法） 和 方法B（热解法） 两种适用范围仅适用于聚乙烯管材和管件适用于聚烯烃管材、管件和混配料结果计算简单计算增加了精密度要求和重复性验证试样数量未明确规定明确规定平行试验次数3.2 炭黑含量范围

本标准适用于炭黑质量分数在0.1%～3.0% 范围内的聚烯烃管材、管件和混配料。

四、测试原理与方法选择

本标准规定了两种测试方法，可根据实验室条件和样品特性选择：

方法名称原理适用场景优点方法A煅烧法在高温炉中将试样在氮气流中热解，然后在空气或氧气流中煅烧，根据煅烧前后的质量差计算炭黑含量适用于常规聚烯烃管材、管件操作简单，设备要求低方法B热解法在管式炉中于氮气流中热解试样，称量热解残余物，再经煅烧后称量，计算炭黑含量适用于需要更高精度的样品精度更高，重复性更好

方法选择建议：

常规质量控制推荐方法A（煅烧法）

仲裁试验或科研分析推荐方法B（热解法）

两种方法的结果应在允许误差范围内

五、核心技术参数

检测项目技术参数适用范围炭黑含量0.1%～3.0%样品量1g～2g（至0.1mg）热解温度方法A/B：450℃～550℃（氮气流中）煅烧温度方法A/B：800℃～900℃（空气/氧气流中）氮气流量200mL/min（根据设备调整）空气/氧气流量200mL/min（根据设备调整）天平精度0.1mg（分析天平）重复性限方法A：≤0.2%（值）
方法B：≤0.1%（值）再现性限方法A：≤0.3%（值）
方法B：≤0.2%（值）

主要检测设备：

高温管式炉或马弗炉（可通入氮气和空气/氧气）

分析天平（感量0.1mg）

气体流量控制系统

石英舟或陶瓷舟

干燥器

氮气、空气/氧气供应系统

六、应用领域

聚烯烃管材炭黑含量检测广泛应用于以下领域：

应用领域检测目的典型产品燃气管道验证炭黑含量是否符合GB 15558系列标准要求PE100燃气管、PE80燃气管给水管道控制管材耐候性能，保证室外使用寿命PE给水管、PE灌溉管排水管道保证埋地管材的长期耐老化性能PE双壁波纹管、PE缠绕管管件生产监控注塑管件的炭黑分散性和含量电熔管件、热熔管件混配料生产验证炭黑母料添加量是否符合配方PE燃气管专用料、黑色母产品质量认证配合产品型式试验，满足市场准入要求燃气管道认证、水务集团入围进出口贸易满足国外客户对炭黑含量的技术要求出口PE管材、进口混配料检验

七、常见问题解答

Q1：为什么聚烯烃管材中需要添加炭黑？

A：炭黑在聚烯烃管材中主要起紫外线屏蔽剂和光老化稳定剂的作用。未经保护的聚烯烃材料在户外阳光照射下会发生光氧化降解，导致管材变脆、开裂。添加炭黑可以有效吸收和屏蔽紫外线，显著提高管材的耐候性和使用寿命。对于燃气管道、给水管道等长期户外使用的管材，炭黑含量是关键的质量控制指标。

Q2：本标准与ISO 6964:2019有什么关系？

A：GB/T13021-2023修改采用ISO6964:2019《聚烯烃管材和管件 炭黑含量的测定 煅烧和热解法》。与ISO标准相比，主要技术差异是调整了方法B（热解法）的允许重复性范围，以更好地适应国内管材生产控制的实际需求。测试结果的准确性和可靠性与保持等效。

Q3：炭黑含量的要求范围是多少？

A：本标准适用于炭黑质量分数在0.1%～3.0% 范围内的聚烯烃管材、管件和混配料。根据相关产品标准（如GB15558.1《燃气用聚乙烯管道》），燃气管道用混配料的炭黑含量通常要求为2.0%～2.5%。

Q4：方法A和方法B有什么区别？如何选择？

A：方法A（煅烧法）在高温炉中完成热解和煅烧两个过程，操作相对简单，适用于常规质量控制；方法B（热解法）在管式炉中进行热解，然后将残余物转移至高温炉煅烧，操作稍复杂但精度更高，适用于仲裁试验和科研分析。一般质量控制可选用方法A，争议仲裁或研究建议选用方法B。

Q5：测试结果受哪些因素影响？

A：主要影响因素包括：①热解和煅烧温度的控制精度；②氮气和空气/氧气的流量稳定性；③样品代表性（炭黑分散性）；④样品量大小；⑤称量精度；⑥坩埚材质和状态。本中心严格按照标准要求控制各项参数，确保结果准确可靠。

Q6：炭黑含量与管材性能有什么关系？

A：炭黑含量直接影响管材的耐候性和使用寿命。含量过低，管材抗紫外线能力不足，易发生光老化；含量过高，可能影响材料的力学性能和加工性能，且不经济。因此，准确控制炭黑含量是保证管材长期使用性能的关键。此外，炭黑的分散性同样重要，分散不良会导致局部性能下降。

Q7：本标准实施后，旧标准还能用吗？

A：GB/T年6月1日起正式实施，替代GB/T13021-1991。自实施之日起，新的检测和认证均应执行新版标准。本中心已全面更新为Zui新标准方法，可提供符合2023版标准的检测服务。

八、为什么选择我们？

1. 资质：CMA/CNAS双资质认可，检测报告，可用于燃气管道认证、水务集团入围、质量仲裁

2. 标准领先：2024年6月1日起全面执行Zui新版标准，本中心已完成方法验证和体系更新

3. 设备先进：配备高温管式炉、精密马弗炉和十万分之一分析天平，满足方法A和方法B的高精度要求

4. 专业团队：长期从事聚烯烃管材性能检测，熟悉炭黑含量与管材耐老化性能的相关性

5. 双法服务：可根据客户需求提供煅烧法或热解法测试，也可进行方法比对验证

6. 数据可靠：严格按照标准进行温度校准、气体流量控制和重复性验证，确保结果准确

7. 一站式服务：从样品准备指导到报告出具，流程完整无外包

九、送样要求

项目要求样品类型管材、管件、混配料（粒料）样品量管材/管件：提供≥200mm长管材或至少3个管件
混配料：提供≥500g粒料试样数量平行试验至少2次，建议提供3-5份试样样品状态清洁、干燥、无污染材料信息提供材料类型（PE/PP/PB等）、牌号、标称炭黑含量（如有）、生产日期检测周期7-9个工作日出具报告

十、联系方式

化学工业合成材料老化质量监督检验中心

如需咨询或送检，欢迎联系本中心技术团队。我们将根据您的材料特性和应用需求，设计专业的炭黑含量测试方案。

温馨提示：本中心可依据GB/T13021-2023提供煅烧法和热解法两种测试服务，并可协助您判断炭黑含量是否符合燃气管道、给水管道的相关产品标准要求。欢迎来电咨询！