本发明涉及分析检测技术领域，具体地，涉及一种硼酐含水率的测定方法。
背景技术：
氧化硼在玻璃中起骨架作用，能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的热稳定性。氧化硼可与多种氧化物化组合制成具有一定特征的硼玻璃、光学玻璃、耐热玻璃和仪器玻璃。在电子显示玻璃生成过程中氧化硼用量高达10％以上，特别是溢流法生产的电子显示玻璃受生产工艺制约引入氧化硼的原料为硼酐(又称氧化硼、三氧化二硼)，对于硼酐的质量要求纯度较高。
硼酐通常通过硼酸脱水制取，其脱水时间都在5小时以上、温度1000℃以上，脱水过程中氧化硼的挥发量较大，而且硼酐熔点450℃，具有强烈吸水性，吸水后导致三氧化二硼含量下降，因此硼酐的生产工艺复杂、难度较高，获得优质的硼酐并不容易，主因在于脱水不完全或吸水导致水分含量较高。
实验室检测硼酐的水分常用300℃恒温两个小时脱水的方法分析出厂和进厂原材料硼酐的水分，此种方法并不能检测原材料硼酐中的全部水分，尤其脱水质量未达标的硼酐，经过主含量和辅助杂质分析发现，此方法测试仍有部分水分未检出，且未检测到其它杂质成分。而采用长时间脱水和高温脱水分别存在效率低下脱水不彻底、原材料挥发的难题。仍需要寻找操作简便且准确度高的硼酐水含量测定方法。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术的硼酐含水率测定方法存在的测定不准确等的问题，提供一种新的硼酐含水率的测定方法，该测定方法操作简便、测定速度快且准确性高。
为了实现上述目的，本发明提供一种硼酐含水率的测定方法，该方法包括：将待测硼酐与熔剂混合并熔融，通过如下公式求得待测硼酐的含水率；
待测硼酐的含水率＝(待测硼酐和熔剂混合熔融前后的重量差－待测硼酐重量×氧化硼的减重率－熔剂重量×熔剂的减重率)/待测硼酐重量×100％；
其中，氧化硼的减重率＝(氧化硼与熔剂以相同条件混合熔融前后的重量差－熔剂重量×熔剂的减重率)/氧化硼重量×100％；
熔剂的减重率为单独将熔剂以相同条件熔融前后的重量减少率；
所述熔剂为四硼酸锂和/或偏硼酸锂。
优选地，相对于1重量份所述待测硼酐，所述熔剂的用量为5重量份以下，优选为1-3重量份。
优选地，该方法还包括在熔融前将待测硼酐、熔剂与脱模剂混合后再进行熔融。
优选地，所述脱模剂为碘化铵和/或溴化铵。
优选地，相对于1重量份所述待测硼酐，所述脱模剂的用量为0.002-0.05重量份。
优选地，所述脱模剂以水溶液的形式加入。
优选地，所述脱模剂水溶液的浓度为0.05-0.25g/ml。
优选地，所述熔融的条件包括：温度为850-1100℃，时间为5-20分钟。
优选地，所述熔融的条件包括：温度为900-1000℃，时间为6-12分钟。
优选地，熔融采用高温自动熔样机进行。
优选地，高温自动熔样机设定工作温度为900-1100℃，预熔时间为60-120秒，自动熔样时间为360-900秒。
优选地，熔融的取样过程在湿度小于35％的条件下进行，并且取样操作时间为2分钟以下。
通过上述技术方案，本发明的方法克服了现有技术的硼酐含水量测定方法无法准确检测低纯度硼酐中的水分、以及高温加热过着中硼酐主成分挥发量无法确定的难题，测试方法快捷高效，将测试时间缩短为常规测试时间的1/3以内，测试结果准确度高，为硼酐使用提供了更大的便利。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供的硼酐含水率的测定方法，该方法包括：将待测硼酐与熔剂混合并熔融，通过如下公式求得待测硼酐的含水率；
待测硼酐的含水率＝(待测硼酐和熔剂混合熔融前后的重量差－待测硼酐重量×氧化硼的减重率－熔剂重量×熔剂的减重率)/待测硼酐重量×100％；
其中，氧化硼的减重率＝(氧化硼与熔剂以相同条件混合熔融前后的重量差－熔剂重量×熔剂的减重率)/氧化硼重量×100％；
熔剂的减重率为单独将熔剂以相同条件熔融前后的重量减少率；
所述熔剂为四硼酸锂和/或偏硼酸锂。
如上本发明的方法中，通过选定四硼酸锂和/或偏硼酸锂作为熔剂，可以在保证待测硼酐不挥发的情况下，充分分离待测硼酐中存在的包括结合水的全部水，从而准确测定待测硼酐的含水率。
根据本发明，在熔融过程中，熔剂的减重可能是由于熔剂中含有的水分以及熔融过程中熔剂的挥发等；熔剂与氧化硼的减重可能是由于熔剂、氧化硼中含有的水分和熔融过程中二者的挥发，以及混合熔融时相互作用造成的挥发等。
为了使待测硼酐和熔剂的充分作用，相对于1重量份所述待测硼酐，所述熔剂的用量为5重量份以下，优选为4重量份以下，更优选为1-3重量份。如果使用的熔剂过少，可能达不到充分抑制硼酐挥发的效果；如果使用的熔剂过多，可能很难达到精确测定硼酐含水率的目的。
在本发明中，为了提高测定的准确性，优选在使用前，将熔剂经过烘干处理，例如可以在300℃下恒温2小时以上，从而去除熔剂中的水分等。
在本发明中，为了保证测定的准确性，所述氧化硼优选使用分析纯以上的氧化硼。更优选地，在使用前，将氧化硼经过烘干处理，例如可以在300℃下恒温2小时以上，从而去除氧化硼中的水分等。
在本发明中，所述熔剂优选为四硼酸锂或者四硼酸锂和偏硼酸锂的混合熔剂，更优选四硼酸锂和偏硼酸锂的混合熔剂，其中四硼酸锂和偏硼酸锂的重量比例如可以为1：0.3-4或1：0.3-0.4等。
在本发明中，所述熔融过程的进行没有特别的限定，使得待测硼酐中的水被充分排出，同时不使硼酐挥发即可。例如，所述熔融的条件包括：温度为850-1100℃，时间为5-20分钟。优选地，所述熔融的条件包括：温度为900-1000℃，时间为6-12分钟。通过在上述条件下进行待测硼酐和熔剂的混合熔融，即可达到准确测定待测硼酐含水率的目的。
所述熔融可以使用现有的用于高温加热的各种设备进行，例如自动熔样机、马弗炉等，只要能够提供上述熔融条件即可。从方便操作的角度考虑，优选熔融采用高温自动熔样机进行。
作为高温自动熔样机的操作条件，可以包括：高温自动熔样机设定工作温度为900-1100℃，预熔时间为60-120秒，自动熔样时间为360-900秒。其中，预熔使得样品初步融合，防止自动熔样过程中样品的溅出等。
在本发明中，可以将上述硼酐、氧化硼与熔剂的混合物、或者单独的待测硼酐和熔剂置于任意的容器中进行熔融操作，例如可以使用坩埚，优选为铂金坩埚。为了使测定更为准确，优选在使用上述容器时，先进行洗净、恒重处理，再进行称重操作。
根据本发明，为了避免硼酐和/或熔剂的熔融产物与测定容器粘合，根据本发明的一个优选的实施方式，该方法还包括在熔融前将待测硼酐、熔剂与脱模剂混合后再进行熔融。
所述脱模剂用于从熔融容器中脱除硼酐和/或熔剂的熔融产物。优选地，所述脱模剂为碘化铵和/或溴化铵。上述脱模剂用量极少且在熔融过程中基本能够完全挥发，因此不会影响含水量测定的准确性。
为了达到良好的脱模效果，优选地，相对于1重量份所述待测硼酐，所述脱模剂的用量为0.002-0.05重量份，例如可以为0.005-0.025重量份。
为了使脱模剂与硼酐、熔剂充分混合，提供良好的脱模效果，优选所述脱模剂以水溶液的形式加入。作为溶质的水同样在熔融过程中挥发，不影响测定的准确性。作为所述脱模剂水溶液的浓度，可以为0.05-0.25g/ml，例如可以为0.1-0.2g/ml。相对于1g待测硼酐，脱模剂水溶液的用量可以为0.01-0.2ml，优选为0.05-0.15ml。
在本发明中，为了进一步提高测定的准确度，防止环境中的水影响硼酐的含水率，优选地，熔融的取样过程在湿度小于35％的条件下进行，并且取样操作时间为2分钟以下。通过在上述条件下取样，使得操作环境对硼酐含水率的影响得到控制，保证测定准确性。
根据本发明的一个具体的实施方式，该方法可以采用如下步骤具体进行：
(1)将三个坩埚洗净、恒重；
(2)在第一坩埚中称取熔剂(重量为m1)，在第二坩埚中称取分析纯氧化硼(重量为m2)和熔剂(重量为m3)，在第三坩埚中称取待测硼酐(重量为m4)和熔剂(重量为m5)；
(3)将三个坩埚同时进行熔融，冷却后称重测定第一坩埚中熔融后物质重量为m1’，第二坩埚中熔融后物质重量为m2’，第三坩埚中熔融后物质重量为m3’。
熔剂的减重率为单独将熔剂熔融前后的重量减少率，即：
熔剂的减重率v1＝(m1－m1’)/m1；
氧化硼的减重率为分析纯氧化硼与熔剂混合熔融前后的重量减少量减去熔剂重量与熔剂的减重率的乘积，再除以分析纯氧化硼的重量，即：
氧化硼的减重率v2＝(m2+m3－m2’－m3×v1)/m2；
从而可以通过下述公式计算得到待测硼酐的含水率：
待测硼酐含水率w＝(m4+m5－m3’－m5×v1－m4×v2)/m4。
上述测定过程中，优选第二坩埚和第三坩埚中分析纯氧化硼或待测硼酐与熔剂的重量比相同。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
(1)将高温自动熔样机(洛阳特耐衬里有限责任公司，多功能熔样机tnkry-02c)升温至1000℃，恒温，设定熔样时间8分钟，预熔100秒，熔样过程中炉头转动、炉体摆动，开启万分之一天平；
(2)将称量瓶、熔样坩埚(铂金坩埚)清洗干净、恒重，3个坩埚重量分别记为ma1、mb1和mc1；
(3)在3个坩埚中称量4.0000g偏硼酸锂和四硼酸锂混合熔剂(偏硼酸锂和四硼酸锂的重量比为67：33)；
(4)第一个坩埚作为空白样，不加样品，第二个坩埚快速称量加入300℃烘干2小时以上并冷却的分析纯氧化硼2.5000g，第三个坩埚快速称量加入待测硼酐2.5000g。
(5)将第二个、第三个铂金坩埚混合均匀后，3个坩埚分别加入5滴200mg/ml碘化铵水溶液，在自动熔样机上熔样，熔样结束后冷却称重分别记为ma2、mb2和mc2。
(6)通过下述公式计算得到待测硼酐的含水率，共测定两个样品1和2，每个样品重复测定2次，结果分别记为1-1、1-2、2-1和2-2，结果见表1。
空白样品中熔剂的减重率w1＝(ma1+4.0000－ma2)/4.0000×100％
对比样品减重率w2＝(mb1+2.5000+4.0000－mb2－4.0000×w1)/2.5000×100％
待测硼酐的含水率w3＝(mc1+2.5000+4.0000－mc2－4.0000×w1－2.5000×w2)/2.5000×100％。
(上述各质量单位均为g)
实施例2
除了使第二个坩埚中称量的分析纯氧化硼以及第三个坩埚中称量的待测硼酐均为2.0000g以外，与实施例1同样地测定相同的两个样品。通过下述公式计算得到待测硼酐的含水率，结果见表1。
空白样品中熔剂的减重率w1＝(ma1+4.0000－ma2)/4.0000×100％
对比样品减重率w2＝(mb1+2.0000+4.0000－mb2－4.0000×w1)/2.0000×100％
待测硼酐的含水率w3＝(mc1+2.0000+4.0000－mc2－4.0000×w1－2.0000×w2)/2.0000×100％。
(上述各质量单位均为g)
实施例3
除了使3个坩埚中称量的混合熔剂均为5.0000g，第二个坩埚中称量的分析纯氧化硼以及第三个坩埚中称量的待测硼酐均为1.0000g以外，与实施例1同样地测定相同的两个样品1和2。通过下述公式计算得到待测硼酐的含水率，结果见表1。
空白样品中熔剂的减重率w1＝(ma1+5.0000－ma2)/5.0000×100％
对比样品减重率w2＝(mb1+1.0000+5.0000－mb2－5.0000×w1)/1.0000×100％
待测硼酐的含水率w3＝(mc1+1.0000+5.0000－mc2－5.0000×w1－1.0000×w2)/1.0000×100％。
(上述各质量单位均为g)
对比例
根据gbt12684-2006工业硼化物分析方法测得待测硼酐样品中硼酐的含量u1，并用icp分析仪定性分析结合gbt12684-2006定量分析待测硼酐样品中的杂质，其它杂质的总含量小于0.1wt％，因此推定待测硼酐样品中的含水率为w0＝100％－u1，结果见表1。
另外，用在300℃恒温2小时的方法测试得到待测硼酐样品的含水率u2，用在1000℃煅烧4小时后冷却的方法测试得到待测硼酐样品的减重率u3，结果见表1。
表1
通过表1的结果可以看出，与通过硼酐含量推知的含水率w0相比较，采用在300℃恒温2小时的方法测定的含水率u2明显偏小，在1000℃煅烧4小时后冷却的方法测定的含水率u3明显偏大，而本发明方法的测定结果w3最接近通过标准方法测定的实际含水量，并且本发明的方法测定结果平行性较好。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。