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摘要:介绍国际上采用的低 VOC涂料 的两种检测方法,依照其标准对低 VOC涂料进行测
定,其结果与国家标准的测定结果进行 了比较。
关键词:涂料;VOC含量;检测标准
在今年第一 、二期 《中国涂料》发表的文章
中,讨论 了国家标准 GBl8582—200l与行业标准
}{I l2—2002在测定 VOC方法上的区别 ,以及因
测试方法的不同造成 VOC值的差异,影响测定结
果准确性的因素等。同时,对 VOC值的三项主要
偏差来源 (挥发分 、水分 、密度)对计算 VOC结
果的偏差进行 了分析 、计算 。依据推导出的误差公
式计算出不同 VOC值 (水基型涂料)的相对偏
差。其结论是 国家标准 GB18582~2001与行业标
准 HBCI2—2002不适用于低 VOC值涂料的测定。
随着科技的进步 ,市场上出现越来越多的低
VOC含量的涂料和树脂乳液,这就要求用于检测
低 VOC含量、测定误差小的方法。在此介绍国际
上采用的低 VOC涂料的两种检测方法 ,并利用这
些标准对低 VOC涂料进行测定,其结果与国家标
准 GB18582—2001的测定结果进行了比较。
l IS0 11890—2标准
IS0 11890—2涂料和清漆 一挥发性有机化合
物含量测定 一气相色谱方法,此标准适用于检测
VOC含量在 0.1%~l5%的涂料和清漆。
1.1 原 理
制备后的试样,通过气相色谱技术分离挥发性
有机化合物,依样品形态可选择热进样或冷进样系
统,建议用热进样法。定性检测所有流出组分后 ,
用内标法通过峰面积定量;水含量也可用此法测
定,这要取决于所用仪器,计算给出样品 VOC含
量。
1.2 气相色谱测试条件
气相色谱条件取决于被分析的产品,对不同的
样品应该用已知混合物进行条件优化。进样体积和
分流比应该调整到样品量不超过柱容量,且响应信
号在检测器线性范围内。下面例子是水可稀释产品
的测定条件。
(1)热进样:进样温度 25013、分流比 1:40、
进样体积 0.5 l、程序升温 (柱烘箱)初始温度
70℃控温 3rain,以 l013/min升温 至 20013控 温
15min,氢火焰离子化检测器温度 26013 ;载气一
氦气。柱前压 100kPt;色谱柱一极性毛细管色谱
柱 25m×0.2mm×0.2Arm膜厚。
(2)冷进样系统 (具有程序升 温功能的进 样
器):进样温度 30℃ ,以 l013/min升温至 10013控
温 10s,再以 l013/min升温至 260℃控温 240s,分
流比1:20、进样体积0.2 l、程序升温 (柱烘箱)
初始 温 度 50℃ 控 温 4min,以 8℃/min升 温 至
240℃控 温 10min;氢 火 焰 离 子 化 检 测 器 温 度
280℃ ;载气一氢气。柱前压 150kPt;色谱柱一非
极性毛细管色谱柱 50mX0.32rnm×lbtm膜厚。
1.3 测试步骤 (简述)
(1)定性。取一适量的样品溶于甲醇中 (如样
品中含有甲醇改用其它溶剂,如四氢呋喃),利用
气相色谱 一质联用技术或气相色谱 一红外光谱联用
技术对所有流出组分进行定性分析。
. 中国涂料.45 .2003年第5期.
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(2)定量。选择合适的内标物 (如异丁醇,乙
二醇二 甲醚),测定经定性分析的所有组分的相对
响应因子 (测定相对响应 因子需所有组分 的标准
品,如购买不到标准品可设定其相对响应 因子为
1)。称取一定量的样品,加入适量的内标物用甲醇
稀释至适当的体积,按上述条件检测,依据标准中
给出的
公式
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计算所有组分的含量。VOC含量为所
有组分的含量之和。如果 以 g/L为单位表示 VOC
含量,还需按 ISO 2811检测涂料密度 ;如果以扣
除水分后 的样 品体积 中 VOC量表示 VOC含 量,
还需按 ISO 760检测涂料中的水分。
2 德国蓝天使标准
德国蓝天使 (授予环境标志的基本标准一低挥
发性有机化合物墙体涂料),要求按 DIN 55649标
准检测涂料 中的 VOC含量。此标 准适用于检测
VOC含量小于 0.1%的涂料。
2.1 原 理
经缓冲溶液稀释后的试样注入顶空瓶中,并加
热至 150"(2,用顶空进样器注入非极性毛细管中,
积分保留时间低于十四烷保留时间的所有组分,用
四种不同浓度的混合标准储备液 ,以标准叠加法外
推定量测定 VOC含量。
2.2 测试条件 (一般条件 )
顶空进样器温度 150"(2,控温 4min,气体传输
线温度 160"(2,色谱柱——非极性毛细管色谱柱
(涂 层 为 95% dimethylsilicone and 5% phenylsili—
cone)30m×0.32ram×lul膜厚;进样温度 250℃,
程序升温 (柱烘箱)初始温度 100℃,以 l0℃/min
升温至 280*(2,氢火焰离子化检测器温度 280*(2,
载气流速 1.8ml/min,分流比 1:10。
2.3 测试步骤 (简述)
称取经 pH值为 5.0的柠檬酸缓冲溶液处理后
的试样于 5个顶空瓶中,在其中4个顶空瓶中加入
不同量的混合标准液,(混合标准液是由乙二醇单
丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯 、丁醇、乙酸丁酯、2
一 乙基己基丙烯酸酯 、苯乙烯 、醋酸乙烯酯等量配
制的。)并立即将瓶盖封好,放人 已预热到 150"(2
的顶空进样器中平衡 4min后 自动导人气相色谱仪
中进行检测 ,积分保留时间低于十四烷保留时间的
所有组分。检测结果以峰面积 Y为纵坐标,以混
合标准液中的组分在样品中的量 ×为横坐标作图
延长直线取其与 x轴 的交点为测定值。或进行线
. 中国涂料.46 .2003年第5期.
性 回归,取峰面积 Y为零时,计算 出 x为试样中
被测组分的含量。根据试样的处理过程按标准中给
出的公式计算涂料样品中的 VOC的含量。
3 不同标准对低 VOC涂料的测定结果
从以往测试环境标志认证涂料样品中选取几
种,根据不同标准进行了测试,见表 1、2所示。
表 1 不 同标准对低 VOC涂料的测定结果
表 2 不同标准对低 VOC涂料的测定结果
4 讨 论
从表 1中的测试结果可看出按不同的标准所得
结果相差较大。从表 2中的测试结果看 国家标准
GBl8582—2001不适应于低 VOC含量的测试。
无论什么标准都有一定适用范围,不同的检测
标准 ,其对产品的检测结果在一定范围内是不能相
互比较的。举例来说 ISO 11890—1《涂料 和清漆
一 挥发性有机化合物含量测定一差的方法》适用于
检测 VOC含量大于 15%的涂料,如果以 g/L为单
位表示其适用范围应为大于 210g/L。当利用此标
准对 VOC含量小于 210g/L的涂料检测时,其检
测结果一定范围内无法判别其产品的优劣。例如的
VOC含量为 120g/L、150g/L二个产 品,不能说
明哪个产品环境行 为更好、哪个较差 ,因为 ISO
11890—1不适应于这个含量范围的 VOC测定。表
2中的测试 数据 更能 说 明此 问题 ,按 国家标 准
GB18582—2001检测时,两个样品的 VOC均未检
出,而 按 DIN55649标 准 检 测 时,两 个 样 品 的
VOC含量是不一样的。
有的企业说 自己产品的某项限量指标为 0,例
如 VOC为 0,即所谓的 “零 VCO”,作者认为这
是不科学的,“零 VOC”是不可能的。检测
报告
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中
的 “未检出”,只能说明其含量低于所用检测标准
的检出限,不能解释为 “0”,当使用更灵敏的检测
方法时,还是能检出的。
本文及前几期文章得到本研究所肖宏展研究员的指导
和建议 ,在此表示由衷的感谢。
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