乳胶漆VOC含量的限制与测定方法

(g/L)表示：
⎡ i =n ⎢ ∑ mi ρ（VOC） = ⎢ i =1 lw ⎢1 − ρ × mW s ⎢ ρW ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ × ρ s × 1000 ⎥ ⎥ ⎦
式(6)
w(VOC) = 100 − w( NV) − wW
(2)以克每升(g/L)表示：
式(1) 式(2)
式(4)～式(6)中：mi——1 g 试验样品中化合物 i 的质 量，单位为克(g)；mw——1 g 试验样品中水的质量，单位 为克(g)；其他符号同式(1)～式(3)。
式(1)～式(3)中：
w(NV)——不挥发物含量，以质量分数(%)表示；
wW ——水含量，以质量分数(%)表示；
——“待测”样品中 VOC 含量，单位为克 ρ（VOC） 每升(g/L)；
ρs ——试验样品在 23 ℃时的密度，单位为克每毫升
(g/mL)；
ρ（VOC） ——“待测”样品扣除水后的 VOC 含量， lw
(2) 以克每升(g/L)表示：
ρ（VOC） ∑ mi × ρ s × 1000 =
i =1
i=n
式(5)
(3)“待测”样品扣除水后的 VOC 含量，单位为克每升
12
涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts
涂料综述
Coatings Review
process for producing the same and use thereof：EP， 1364977-A1[P]. 2003-11-26. [16]MATSUOKA H. Emulsifier-free aqueous composition of chlorinated polyolefin and its manufacture ： Jp ， 2006104432[P]. 2006-4-20. [17] BUGAJSKI J，KOOY R，MOELLER RAYMOND J，et al. One-coat， waterborne coating system for untreated polypropy
-6 -1
前国内外内墙涂料 VOC 含量的限量值，根据国家最 新标准对乳胶漆 VOC 含量测定方法进行了讨论，总 结了降低 VOC 含量的几种方法。 关键词： 乳胶漆； 挥发性有机化合物(VOC)； 限量值； 测定方法
0 引言
涂料中有机挥发物(Volatile Organic Compounds，VOC) 排放到大气后会参与氧化氮反应，破坏臭氧层，导致空气 质量变差，刺激人体粘膜，使人产生头痛、乏力、昏昏欲 睡和不舒服的感觉， 另外， 还有一定的基因毒性和致癌性。 近年来，随着经济的发展，人们环保、健康意识不断 提高，特别是对建筑装饰中使用的墙面装修材料——乳胶 漆的环保指标 VOC 含量进行限制的呼声也越来越高，各国 政府也相应制订了越来越严格的技术标准。
单位为克每升(g/L)；
4 降低乳胶漆 VOC 含量的方法
乳胶漆由乳液、水、各种助剂及颜填料(粉料)四部分 组成，要想降低乳胶漆 VOC 的含量，就要从乳液和助剂方 面入手，但乳胶漆中有机溶剂的含量降低到一定范围后， 会对其成膜性能和防冻性能产生较大的影响，所以必须采 取必要的方法才能保证涂料的性能。
4.1 使用低温成膜的乳液
使用低温成膜的乳液降低 VOC 是提高乳胶漆产品环保 性能的主要课题。目前国内外报道的低 VOC 或零 VOC 的产 品就是选择了成膜温度界于 0~3 ℃，而且具有一定的低 温稳定性的乳液。这样一来，在保证涂料性能的前提下， 在配方中就可以不添加或少量添加成膜助剂和抗冻剂，真 正实现低 VOC 或零 VOC。
标准与检测
Testing and Standard
乳胶漆 VOC 含量的限制与测定方法
The Limits and Determination of VOC Content in Latex Coatings
胡飞燕(江门职业技术学院，广东江门 529090)
2 VOC 的控制指标
摘 要：阐述了有机挥发物 VOC 的定义，归纳了目
copolymerising chlorinated polyolefin ， (meth)acrylate monomer， oligomer of (meth)acrylate： 2254082-A[P]. and GB， 1999-9-11. [23]NAKAOKA RYOICHI，NAKAGAWA TAKESHI，MIZUGUCHI，KATSUMI， et al. Aqueous primer coating composition，process for formation of coating film using said composition ， and coated article：EP，1354923[P]. 2008-5-21. [24]K C FRISCH， X XIAO， J EASTON. Aqueous coating composition H R for polyolefin substrates-comprises halogenated resin， polyol，surfactant and amine，and containing no aromatic organic solvents：US，5693423-A[P]. 1997-12-2. [25]MITSUI， HIDEAKI， KOYAMA， al. Aqueous dispersion， et process for producing the same， use thereof： 20030162887[P]. and US， 2003-8-28. [26]游波，曹逸辰，武利民. 一种塑料用水性树脂及其制备方法 和应用：中国，201010102117.2[P]. 2010-1-28. [27]包柏青，谢荣才. 用于聚丙烯底材的水性树脂及水性漆：中 国，200710010657.6[P]. 2007-8-22. [28]王小逸，张淑芬，王燕，等. 塑料涂料用苯/丙/双戊烯乳液的 研究[J]. 涂料工业，1999，29(2)：1-3. [29]童身毅，万敏，张良均. 氯化聚丙烯接枝聚乙二醇的合成与 性能[J]. 合成树脂及塑料，2001，18(3)：6-8.
3.1 差值法(VOC 含量大于 15%)
其原理是将乳胶漆中各组分按规定的质量比或体积
涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts
11
标准与检测
Testing and Standard
比混合，作为测定样品。分别测出样品中不挥发物含量， 水含量和豁免有机化合物含量(只有在国家有专门规定时 才予以考虑)，按公式计算 VOC 含量。按 GB/T 23985— 2009/ISO11890-1：2007，VOC 含量计算公式为： (1)以质量分数表示：
w(VOC) = ∑ mi × 100
i =1
i=n
式(4)
Fra Baidu bibliotek
4.2 提高产品的体积固含量
无论是从定义来分析还是由公式推算，在保证挥发性 溶剂含量不变的前提下，提高产品的体积固含量能降低体 系的 VOC。提高体积固含量有效的途径是用部分粉料替代 配方当中的水，或者整体提高配方当中的固体含量。 (下转第 17 页)
1 VOC 的定义
有机挥发物 VOC，我国 GB 18582—2008《室内装饰装 修材料 内墙涂料中有害物质限量》标准及 HJ/T201—2005 《环境标志产品认证技术要求 水性涂料》标准定义为在 101.3 kPa 标准压力下，任何初沸点低于或等于 250 ℃的 有机化合物。美国 ASTM D3960—2005《色漆和相关涂料中 挥发性有机化合物(VOC)含量的测定方法》标准将 VOC 定义 为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国联邦环 保署(EPA)的定义：挥发性有机化合物是除 CO、CO2、H2CO3、 金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化 学反应的碳化合物。有关色漆和清漆通用术语的国际标准 ISO 4618《色漆和清漆——术语和定义》对 VOC 的定义是， 原则上，在常温常压下，任何能自发挥发的有机液体和/ 或固体。
GB 18582—2008(国家强制性标准， 取代 GB 18582—2001) HJ/T 201—2005(国家环保局标准， 取代 HBC 12—2002) RAL-UZ 102—2000 (德国蓝天使环境标志) 欧盟 美国 ASTM D3960—2005 标准
3 VOC 含量测定方法
VOC 含量的测定结果是否准确，依赖于测试方法是否 科学，测试步骤是否合理。目前常用的检测标准较多，但 每个标准都有一定的适用范围。如我国新出台的 GB/T 23985—2009/ISO11890-1：2007《色漆和清漆 挥发性有 机化合物(VOC)含量测定 差值法》标准适用于检测 VOC 含 量大于 15%的涂料； 标准 GB 18582—2008、 HJ/T 201—2005 及 GB/T 23986—2009/ISO11890-2：2006《色漆和清漆 挥 发性有机化合物(VOC)含量的测定 气相色谱法》适用于检 测 VOC 含量在 0.1%~15%的涂料；GB/T 23984—2009/ISO 17895：2005《色漆和清漆 低 VOC 乳胶漆中挥发性有机化 合物(罐内 VOC)含量的测定》标准(代替德国 DIN55649— 2001 标准)适用于检测 VOC 含量在 0.01%~0.1%的涂料。 通过以上归纳可知，对不同 VOC 含量的乳胶漆应选择 相应的检测标准，一般有如下 3 类方法。
ρ W — — 水 在 23 ℃ 时 的 密 度 ， 单 位 为 克 每 毫 升
(g/mL)(23 ℃时，水的密度为 0.997 537 g/mL)；
3.2 气相色谱法(VOC 含量介于 0.1%～15%)
其原理是将乳胶漆中各组分按规定以正确的质量比 或体积比混合，用气相色谱技术分离出备用样品中的有机 挥发物和豁免化合物(只有在国家有专门规定时才予以考 虑)。先对备用样品中的挥发物进行定性分析，然后再采用 内标法以峰面积的值来定量测定备用样品中的各有机挥 发物的量。用合适的方法测定样品中的水含量，并用合适 的 公 式 计 算 涂 料 产 品 中 VOC 含 量 。 按 GB/T 23986 — 2009/ISO11890-2：2006，VOC 含量计算公式为： (1) 以质量分数表示：
式(3)
3.3 顶 空 进 样 气 相 色 谱 法 (VOC 含 量 介 于 0.01%～0.1%)
其原理为：用有隔膜密闭小瓶的顶空进样器进样，并 用具有自动样品转换器的气相色谱仪来分析。进样是当样 品被加热至 150 ℃后， 其中的挥发性有机化合物完全汽化 而转移至非极性毛细管分离柱中，以正十四烷(沸点 252.6 ℃)的保留时间作为积分终点， 对积分终点前的所有组分的 峰面积积分。通过分别对不含储备混合物的稀释后的试样 及 4 种含有不同质量分数储备混合物稀释后的试样进行测 定，均校准至 1 mg 样品的峰面积，并求出平均值对加入 的储备混合物的量作图进行线性回归，由回归直线的斜率 及直线从纵坐标上的截距计算出样品中的 VOC 含量。
ρ（VOC）（100 − w( NV) − wW） ρ s × 10 = ×
(g/L)表示：
⎡ ⎤ ⎢100 − w( NV) − w ⎥ W ⎥ × ρ s × 1000 ρ（VOC） = ⎢ lw ⎢ 100 − ρ × wW ⎥ s ⎢ ρW ⎥ ⎣ ⎦
(3)“待测”样品扣除水后的 VOC 含量，单位为克每升
不同国家，不同地区，甚至不同部门，因为生产水平 不同，侧重点不同，对 VOC 的限量的要求也有所不同。表 1 是目前国内外内墙涂料 VOC 含量的限量值(产品扣除水分 后的挥发性有机化合物的含量)。
表 1 VOC 含量限量值
标准和条例 水性内墙 VOC 控制指标 /(g・L ) 120 80 1.05(700×10 ) 75 100
lene-based substrates：US，5777022[P]. 1998-7-7. [18]HORST HINTZE-BRUNING ， HARALD BORGHOLTE. Coating of untreated polypropylene with halogen free aqueous