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摘要:本文综述了涂料中有害物质检测方法的研究现状,结合涂料限量物质的检测标准,探讨现行标准中检测方法的优缺点。
关键词:涂料;有害物质;检测方法
一、涂料中挥发性有机物检测的重要性
涂料一般由主要成膜物质(油料、树脂)、次要成膜物质(颜料、体质颜料)、辅助成膜物质(助剂)以及稀释剂组成。涂料中有害物质的来源包括涂料的各组成成分以及生产工艺中的化学处理,主要的污染物有重金属、甲醛、苯系物、卤代烃、挥发性有机物、游离异氰酸酯等。挥发性有机物包含污染物种类众多,可引起机体免疫水平失调,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等自觉症状,还可能影响消化系统,出现食欲不振、恶心,严重时可损伤肝脏和造血系统,出现变态反应等。多种污染物协同作用下,严重危害人体健康。我国目前针对不同类别的涂料产品建立了多个产品标准,规定有害限量物质的限值。在2015年1月26日,国家财政部联合税务总局联合发文称,为了促进节能环保,自2月1日起,在生产、委托加工和进口环节对涂料征收消费税,适用税率均为4%。在2018年1月1日,我国开始征收环保税,以上种种,对污染较严重的涂料产业,是挑战也是机遇,部分企业产品质量不过关,企业倒闭,但也能倒逼产业技术革新,促进绿色涂料的研发。而生活中,人们在家居装修选用涂料时,越来越多人选择大品牌的环保油漆,并且在装修之后,购买净化空气的产品、付费进行室内空气的监测。可见,随着人们环保和健康意识的增强,涂料的安全使用已成为政府和人民普遍关注的问题,而涂料的有害物质检测结果是产品质量判断、政府部门执法、市场竞争的参考依据。
二、涂料中甲醛和挥发性有机物主要检测方法:
1.甲醛的化学性质十分活泼,有多种方法可以测定其含量。常见的有滴定法、液相色谱法、气相色谱法以及分光光度法。其中应用最广的是分光光度法。依据分光光度法测定初试样品的过程,首先必须对初试样品进行蒸馏提取,进而加入显色剂,使待测物与显色剂反应显色,再在相应波长处读取吸光度值,以吸光度和浓度之间的关系曲线计算样品中甲醛含量。这种方法的主要优点是操作简便、成本较低,缺点是分光光度法选择性较弱,存在干扰时不易识别。ISO17226-1:2006中采用HPLC技术检测皮革中甲醛,首先将甲醛提取之后与DNPH显色,再上HPLC分析。王昌泽等人采取HPLC技术对油性颜料中甲醛进行测定,通过四氢呋喃分散样品,然后过滤获得提取液进行读机检测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对提取时间、色谱法和检测波长进行优化试验,确定甲醛含量在0.05-5mg/L浓度范围内,该方法具有较好可靠性,精密度和准确度较高,回收率达到96.2%-103.5%。此法操作简便,通过色谱柱分离,选择性更高,可进一步识别干扰,但仪器成本相对较高。
2.按照世界卫生组织的定义,沸点在50-250℃的化合物,室温下饱和蒸气压超过133.32Pa,在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物为挥发性有机物(VOCs)。按其化学结构的不同,可以进一步分为八类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。此类物质沸点低、分子量较小,常用检测手段有重量法、气相色谱法、气相色谱质谱联用法。GB18581-2001标准中,对于溶剂型木器涂料的VOC测定,使用烘箱在105℃下加热1h,得到样品的挥发物结果,即为样品挥发性有机化合物结果。此法操作简便、成本低,但结果较为粗略,只能知晓样品中挥发物情况,不能获取挥发物具体成分信息。GB18582-2008标准中,对于水性内墙涂料中挥发性有机化合物的测定,可选用GC-FID或GCMS进行。标准中根据水性涂料可能含有的voc类物质,指定了23个校准化合物,此部分物质需使用相应标准物质准确定量,而其余未知峰使用异丁醇定量。GC-FID法较重量法准确度更高,可获取样品中部分voc类物质信息,但仪器成本较高,同时由于GC-FID检测器的局限性,对于某些干扰,可能无法识别。如选用GCMS测试,可通过样品各色谱峰的质谱信息推测相应的物质组成,且较容易识别干扰情况,是这3种方法中最全面、准确度最高的方法,同时,仪器成本也是最高的。而VOC的前处理方法,主要是溶剂萃取法、顶空溶出、吹扫捕集以及固相微萃取法。其中溶剂萃取法是应用最广泛的方式,几乎所有涂料相关检测标准中,前处理方式均选用了此法。此法优势在于操作简单、低成本,缺点是环境不友好。而随着科技进步和企事业单位检测条件提高,顶空溶出、吹扫捕集以及固相微萃取的方式也渐渐开发出来,这些方法基本不需使用试剂,操作步骤简单,但需配备专门设备。
结语
在历史发展的新时代下,科技发展创新不断取得越来越多地进步,设备研究相关核心技术也在向着精准高效的战略方向不断深入推进,最近几年有关涂料中有害物质限量检测技术的深入梳理分析也在不断强化增多,在涂料有害物质检测以及过滤查找调控方面发挥了许多关键重要的影响。在经济不断迈入高速发展以及因此而带动的涂料加工制造、消费量持续提高的大背景下,要持续强化完善以及不断增强涂料中有害物质限量检测核心技术的研发创新,尽可能地选用最适宜的调查研究技术来为涂料加工制造企业提升涂料相关产品的质量以及更好地保障人体健康生长发育发挥重要且积极的意义打下坚实基础。
参考文献:
[1]GB18581-2009 室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量
[2]GB18582-2008室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量
[3]ISO17226-1:2006 高效液相色谱法测定皮革中甲醛含量
[4]王昌泽 高效液相色谱法测定油性涂料中甲醛含量[J].广州化工,2011,7(8):34-36
论文作者:郭雪萍
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/9
标签:涂料论文; 甲醛论文; 挥发性论文; 有害物质论文; 样品论文; 物质论文; 有机物论文; 《基层建设》2018年第19期论文;