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建筑涂料VOC含量檢測方法研究進展

放大字體  縮小字體 http://www.k5y1.cn  發布日期:2017-07-10  來源:互聯網  瀏覽次數:674
中國新型涂料網訊:
       0 前 言
       從2001年,我國開始制定檢測標準規范裝修裝飾市場,并取得了初步成效。但由于很多標準只是照搬和參考國外標準,未能結合我國國情進行適當修正,并且有些國外標準本身在技術上并不完善,使得這些標準所產生的效果受到一定的影響,F有標準還存在有待完善的地方,且未覆蓋所有建筑涂料。
 
       1 建筑涂料VOC檢測方法
       建筑涂料按功能分為墻面涂料、防水涂料、地坪涂料和功能性涂料。
       1.1 墻面涂料
       2001年,中國人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局頒布了《室內裝飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質限量》(GB 18581—2001)[3]和《室內裝飾裝修材料 內墻涂料中有害物質限量》(GB 18582—2001)[11]兩項強制性國家標準,后者填補了我國建筑涂料在含量限值和檢測分析方法的國家標準空白。條款首次提出了建筑涂料VOC的檢測方法,揮發物組分測定步驟參照GB/T 6751—1986。GB 18581和GB 18582均使用差值法,GB 18581適用于溶劑型涂料,揮發物含量即為VOC含量;GB 18582適用于水性涂料,揮發物含量扣除水分后為VOC含量。對于低濃度VOC樣品,差減法誤差較大。2002年,中華人民共和國環境保護總局頒布了《環境標志產品技術要求水性涂料》(HBC 12—2002)[12],該規范給出了TVOC檢測分析方法(氣相色譜法),但是也并沒有明確具體的試驗參數設置和試驗過程,使得業界在測定VOC含量成分時缺乏統一標準,導致測量結果存在很大差別,不能很好地衡量限值要求。2005年,原國家環境保護總局頒布了《環境標志產品技術要求 水性涂料》(HJ/T 201—2005)[13],該標準對《環境標志產品認證技術要求 水性涂料》(HBC 12—2002)的技術內容進行了部分改動,并按GB/T 1.1—2000[14]進行了全面修改,增添了附錄B(VOC組分的定性分析),具體說明了VOC成分定性分析的具體過程和參數設置。但該附錄為資料性附錄,并非規范性附錄,所以在行業內部,應用檢測分析方法時,仍存在不同的方法,導致檢測結果存在很大的差異性。HJ/T 201—2005現已被HJ 2537—2014替代,HJ 2537—2014的檢測方法采用了GB/T 23986—2009中的方法。
       之后,《室內裝飾裝修材料 內墻涂料中有害物質限量》(GB 18582—2008)標準作為國家強制性標準代替了《室內裝飾裝修材料 內墻涂料中有害物質限量》(GB 18582—2001)。該法采用氣相色譜法檢測水性涂料中VOC,適用于VOC含量高于0.1%、低于15%的涂料樣品,方法采用22種標準物定性,內標法定量,并需要扣除水分。GB 18582—2008雖然在方法上有很大改進,但是在貫徹執行時,其檢測準確性遭到質疑,該VOC檢測方法結果與計算值相比時高時低;同一樣品在不同檢測單位測定結果相差太大,重現性、再現性都很差。水性涂料VOC測定中最主要的誤差來源于水分的測定,原因是標準中提出的氣相色譜法和卡爾-費休法測定涂料中40%左右的水分不合適,因為氣相色譜法測定時會帶來5%~10%的相對平均偏差。在質量控制方面,該法僅規定了同一操作者平行測定的精密度,在涂料組分氣相色譜法分析以及水分測定時缺乏加標回收率等參數!妒覂妊b飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質限量》(GB 18581—2009)標準替代了國家強制性標準《室內裝飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質限量》(GB 18581—2001)。新標準采用差值法測定VOC的含量,需要對涂料中沸點高于25 ℃的組分進行定性鑒定。如果不含沸點高于250 ℃的組分,則揮發物含量即為VOC含量;如果含有沸點高于250 ℃的組分,則需要定量測定,并從揮發物含量中扣除。室外建筑用涂料中VOC含量采用GB 24408—2009進行測定。
截至目前,我國已頒布實施的墻面涂料VOC檢測標準如表1所示。
 
       1.2 防水涂料
       目前防水涂料有9大類,分別為水性瀝青基防水涂料、聚氨酯防水涂料、溶劑型橡膠瀝青防水涂料、聚合物乳液建筑防水涂料、聚合物水泥防水涂料、聚氯乙烯彈性防水涂料、建筑表面用有機硅防水劑、水乳型瀝青防水涂料、道橋用防水涂料。其中應用最廣泛的是聚氨酯防水涂料,國內最早的聚氨酯防水涂料標準是1992年頒布的《聚氨酯防水涂料》(JC 500—1992)。在此基礎上,2003年《聚氨酯防水涂料》(GB/T 19250—2003)出臺,JC 500—1992被廢止[16]。2003版增加了對單組分聚氨酯涂料的相關要求,淘汰了焦油型聚氨酯涂料,修改了試驗方法,調整了試驗項目。然而,隨著材料及工程應用技術的發展以及國家政策的變化,2003版聚氨酯涂料標準已不能滿足實際需要。2013年3月,新《聚氨酯防水涂料》國標(GB/T 19250—2013)通過審查該標準,于2014年8月1日起正式實施。新標準并沒有指明聚氨酯涂料VOC成分的檢測分析方法。所以,行業內仍在使用2009年環保部頒布的《環境標志產品技術要求 防水涂料》(HJ 457—2009)規定的方法對防水涂料VOC進行成分分析。HJ457—2009中也沒有具體指明防水涂料的檢測方法,只是在檢測方法中規定揮發固化型防水涂料VOC的檢測按照《環境標志產品技術要求 水性涂料》HJ/T201—2005附錄A規定的方法進行;反應固化型防水涂料VOC的檢測按照《室內裝飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質限量》(GB 18581—2001)標準進行。揮發固化型防水涂料采用的是GB/T 23986—
2009中的方法。反應固化型防水涂料VOC檢測采用GB 18581—2009標準。
截至目前,我國已頒布實施的防水涂料VOC檢測標準如表2所示。
 
       1.3 地坪涂料
       2008年5月,首次頒布的《地坪涂裝材料》(GB/T 22374—2008)給出了水性地坪涂料VOC檢測方法,溶劑型及無溶劑地坪涂料材料VOC按《室內裝飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質限量》(GB18581—2001)中4.2規定進行檢測[19],目前已被GB18581—2009取代。
       截至目前,我國已頒布實施的地坪涂料VOC檢測標準如表3所示。

 
       1.4 功能性涂料
       功能性涂料是各種特殊性涂料的總稱,即除了具有裝飾和保護兩種基本功能外,涂膜還能通過光、電、熱、機械、化學或生物化學作用,以及其他進行能量相互作用、相互轉換而產生某種特殊功能。功能性涂料主要品種有防火涂料、防霉防腐涂料、耐溫耐濕涂料、殺蟲涂料、防結露涂料、防靜電涂料、彈性涂料、保溫隔熱涂料、耐沾污涂料等。這些涂料的相關規范只給了分類、技術指標、運輸、貯存等要求,缺乏VOC檢測分析方法的說明。所以行業內部通用《色漆和清漆 揮發性有機化合物(VOC)含量的測定 氣相色譜法》(GB/T 23986—2009)來檢測功能性涂料的VOC含量成分,該規范雖然指明了測量VOC成分的方法過程,但并沒有具體說明測量時參數的選取,導致不同檢測單位的測定結果相差太大,重現性、再現性都很差,使得行業內部分析涂料VOC成分沒有統一的檢測依據。截至目前,我國已頒布實施的功能性涂料和防腐涂料VOC檢測標準如表4、表5所示。
 
       2 現有標準有待改進之處
       2.1 現有標準存在的問題
       以上4大類涂料VOC成分測定的方法很多,部分是行業標準,部分是國家標準。即使使用國家標準所列檢測方法對同一種物質進行檢測分析,結果也存在較大差異。(1)色譜柱直接決定被測樣品的分離效果,是否有必要統一。GB 18581—2009標準用到的是聚二甲基硅氧烷毛細管柱,GB 18582—2008標準用到的是6%腈丙苯基/94%聚二甲基硅氧烷毛細管柱,而GB 24409—2009和GB 24408—2009標準用的是聚乙二醇毛細管柱。(2)在色譜分流比選擇方面,當前大部分方法都是“分流比可調”,沒有給出具體范圍。GB/T 23986—2009標準附錄B根據樣品是否含水,將分流比分成1∶40或1∶20(水可稀釋)和1∶100(不含水)。色譜分析中,如果樣品成分濃度過高就會造成檢測器的飽和,導致測量結果不準確;樣品濃度低于儀器檢出限,又會造成無法檢出,所以要根據樣品的濃度來設定合適的分流比等問題。(4)加標回收率指標是否應該納入到標準中。
       2.1.1 墻面涂料
       墻面涂料的水型和溶劑型涂料國家標準中VOC檢測方法不夠完善,方法說明太籠統,沒有具體說明在測定過程中的參數設置,導致檢測方法缺少統一性。水性涂料的行業標準中雖然有詳細的參數設置說明,但是行業標準中提出的氣相色譜法和卡爾-費休法測定出的水分含量存在很大誤差,所以水性涂料VOC測定亟待解決的是高含水量測定的準確度問題。
       2.1.2 防水涂料
       防水涂料VOC檢測只有行業內部標準,缺少國家標準,且行業內部標準沒有具體說明在測定過程中的參數設置,導致VOC檢測方法缺少統一性。
       2.1.3 地坪涂料
       地坪涂料國家標準規范中雖然明確提出測定VOC所指定的參考標準,但是這些參考標準已被廢止,所以需要重新確定合適的檢測分析標準。
       2.1.4 功能性涂料
       功能性涂料VOC檢測既沒有國家標準,也沒有行業內部標準。業界內部普遍通用的標準不夠具體,檢測分析方法不統一。
       2.2 完善現有標準
       有必要對現有測定方法進行統一。對于溶劑型涂料,VOC含量高,可以減少取樣量;對于水性涂料,VOC含量低,可以增加取樣量,最終使樣品經稀釋后,VOC含量處于相當的水平,有利于色譜條件的固定,如分流比等。(1)色譜柱組成。聚乙二醇毛細管柱是用來定性的,定性需要兩個極性不同的毛細管柱,統一毛細管柱可以引申為統一測定方法,當前為差值法和氣相色譜法。差值法需要高溫烘干,有的需要扣除水分,有的需要扣除沸點高于250 ℃組分(需要氣相色譜定性和定量),比較繁瑣,不如直接用氣相色譜法測定250 ℃以下組分的含量,結果也有可比性。(2)色譜分流比。最好通過調節取樣量,固定分流比或在一定范圍內,使得不同檢測結構的數據具有可比性。(3)增加加標回收率指標。在水分測定時,加入回收率指標,一批樣品選一兩個樣品測定;測定VOC時,加入替代物,規定其回收率指標。
 
關鍵詞: 建筑涂料 VOC 檢測
 
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