涂料中重金属含量调查与分析

涂料中重金属含量的调查与分析

摘要：本文用电感耦合等离子体发射光谱法对广东市场上110份涂料样品中所含重金属（可溶性pb、cd、cr 、hg、ba、se、sb、as）进行了调查和分析。调查结果为pb超标率为6.36%;cd超标率为1.82%;cr超标率为4.54%。超标涂料的颜色主要为黄色、红色和银灰色。本文还对超标可能原因进行了分析。

关键词：涂料重金属电感耦合等离子体发射光谱法

1 实验方法

1.1仪器与试剂

仪器：intrepid duo型电感耦合等离子体原子发射光谱仪；恒温水浴振荡器(德国julabo sw 20 sw 22)；电子天平；25ml单刻度移液管

试剂：盐酸溶液 0. 07mol/ l 和盐酸溶液 2mol/ l 。

镉、铬、铅、汞、砷、硒、锑、钡采用国家标准物质中心生产的标准溶液,cd、cr、pb、hg、as、se、sb、ba 浓度均为 1000μg/ml。

1.2 实验步骤

1.2.1 涂膜制备

将样品搅拌均匀后，按涂料产品规定的要求在玻璃板（需经1:1硝酸水溶液浸泡24h后，清洗并干燥）上制备涂膜，待完全干燥后取样（若烘干，则温度不得超过60℃），在室温下将其粉碎待处理。

1.2.2 样品处理

将粉碎、过筛后的样品称取0.5g（精确至0.0001g），准确加入

0.07 mol/l盐酸溶液25 ml，混匀，测其酸度，如ph＞1.5，逐渐滴加浓度为2mol/l盐酸溶液并摇匀，使ph在1.0～1.5之间，在摇床中200 次/分、37℃下振摇1h后，于37℃下静置1h，立刻过滤后避光保存，应在4h内完成测试。若4h内无法完成测试，则需加入25 ml 1mol/l盐酸溶液对样品处理，处理方法同上。

1.2.3 icp-aes的操作过程

1、开启氩气，开机预热1.5h-2h。

2、点燃icp炬，让其稳定约30min。

3、设定条件波长范围 190—900nm ；功率1. 150 kw；冷却气流量 40l/m in 辅助气流量 0. 5-1l/ m in；雾化器压力 2. 07×105pa；蠕动泵流速100r m in等

4、用待测元素的标准溶液和空白溶液在各波长处进行扫描, 得到这些元素在这些波长处的扫描轮廓图, 计算机联用贮存这些图谱, 并可将它们同时显示。从所示的谱线及背景的轮廓和强度值, 可以较直观地看到干扰的程度, 能方便地选择合适的分析线和设置背景校正位置。

5、用国家标准物质分别配制含铬、镉、铅、汞、砷、硒、锑和钡的系列标准工作溶液, 以此系列标准工作溶液中待测元素的浓度和所测定的强度绘制校准曲线。随同试剂做空白试验。所测样品的强度可以根据此校准曲线由计算机自动计算出样品中待测元素的浓度。

6、可溶性重金属的含量用下式计算：

c=[（a1-a0）*25*f]/m

式中：c——可溶性金属（铅、镉、铬、汞）含量，单位为毫克

每千克；

a1——0.07 mol/l或1mol/l盐酸溶液空白浓度，单位为微克每毫升（μg/ml）；

a0——从标准曲线上测得的试验溶液（铅、镉、铬、汞）的浓度，单位为微克每毫升（ g/ml）；

f——稀释因子；

25——萃取的盐酸体积，单位为毫升（ml）；

m——称取的样品量，单位为克（g）

1.2.4 数据分析

本次调查了110种涂料，其中内墙涂料47种，溶剂型木器涂料63种。其中pb超标率为6.36%; cr超标率为4.54%; cd超标率为1.82%，其他测定元素未发现超标。

内墙涂料无重金属超标，因为装修用溶剂型聚氨脂漆主要是清漆，重金属含量极低。溶剂型木器涂料主要是醇酸树脂色漆,有分面漆和底漆等。hg、ba、se、sb、as无超标现象。因此：一般涂料重金属的超标可能性大小为pb＞cr＞cd ＞hg、ba、se、sb、as。从调查结果发现：超标的涂料均为黄色、红色和银灰色。当涂料的颜色呈现鲜艳的黄色时，则涂料中可能含有铬黄和铬橙，它们是在铅盐溶液中加入重铬酸盐和硫酸盐溶液的混合物之后经沉淀出来

的铬酸铅；也可能含有锌铬黄，因为铬黄颜色与铬酸铅含量有着十分密切的关系：

从表1可明显看出，黄色越深铬的含量就越高，这也就解释了当

铅元素含量较高时，铬元素的含量也相对较高，甚至超标，如某单位的送来检验的黄面漆铅的含量超标为3.2×105 mg/ kg，同时它的铬的含量为480 mg/ kg（超标）。目前已有用单芳基黄（monoary lide乙酰基乙酰芳胺）来替代铬黄的做法。

所测涂料铅超标的颜色呈现鲜艳的红色的占28.6%，可能是涂料中含有钼酸盐橙，它是铬酸铅（pbcro4）、硫酸铅（pbso4）和钼酸铅（pbmoo4）以不同的比例混合后的沉淀物。涂料中也可能含红丹，红丹（pb3o4）为防锈颜料，历史较长，效果较好，价格低，很受生产厂家欢迎。因此，在涂料中加入红丹的可能性较大。

镉红一般由镉和硒与碳酸镉或草酸镉等煅烧分解而制成，镉盐与硫硒化钠反应，也可制成镉红。但由于镉红价格较高，用量少，所以镉很少超标。

其他，如锑白sb2o3、酞青铬绿、铅铬绿、氧化铬绿等化合物由于显色较好，用量也较少[2]，在本次检测中未发现白色、绿色的涂料重金属超标。

德国马克斯-普兰克学院和德国德古萨金属催化剂公司的科研人员开发研制成功一种不含镉的无机黄-红色颜料。该颜料以合成氧基氮化物为原料制备，其性能与镉颜料相似，通过调节其组分、颜色可以从黄色经橙黄色转变到深红色，具有良好的分散性、耐光性和热稳定性。这种不含镉无机颜料可以用于玻璃、陶瓷涂层和塑料等工业部门。

涂料中重金属超标的原因（即污染途径）不只是因为生产原料、

着色颜料等填加的量所引起，还有其他途径可以带入重金属，使涂料在检测时超标，如上一次生产所残留的超标含量带入下一次的生产过程中；生产仪器设备本身重金属进入产品中等。所以在生产涂料过程中一定要注意把握和控制每一个生产环节注重原材料的选择；生产设备的选择；生产流程中的清洁，避免交叉污染[3]等等。

2 结论

从本次调查结果可以得出：内墙涂料和溶剂型木器涂料重金属含量超标的并不多，内墙涂料未发现有超标，溶剂型木器涂料超标的主要为颜色鲜艳的涂料,如：黄色、红色和银灰色等。一般涂料重金属的超标为pb＞cr＞cd ＞hg、ba、se、sb、as。铬黄和铬橙、锌铬黄、红丹是导致涂料中重金属超标的主要原因。

参考文献：

【1】戴信友编著, 家具涂料与涂装技术，索书号ts664.1/01 出版日期2000年08月第1版

【2】黄子勋编著，涂料结构学，索书号82.241/541出版日期1992年04月第1版

【3】全国玩具标准化技术委员会，北京中轻联认证中心编著，gb 6675-2003 《国家玩具安全技术规范》理解与实施，北京：中国标准出版社，2004