涂料中VOC含量的测试方法及其影响因素的研究

涂料中VOC含量的测试方法及其影响因素的研究

李晓强,王立伟

天津华测检测认证有限公司 天津市 300300

摘要：涂料中VOC含量的测试方法较多，每种测试方法都有各自的特点及适用范围。在选用差值法测试水性涂料时需要注意样品的VOC含量不宜过低，依据经验值应≥2%，否则由于方法误差引起的结果误差可能比实际结果都大，对于此类样品还是应选择气相色谱法。每种测试方法都有其特点和适用范围，在选择时需要根据样品的实际情况选择合适的方法，从而得到更为准确的测试结果。相对平衡，因此具有较强的配方设计参考性。对于同一个样品，选用不同的测试方法，最后的测试结果可能会有差异，故测试方法的选择至关重要。

关键词：涂料；VOC含量；测试方法；影响因素；分析

引言：涂料的VOC含量是一项非常重要的指标，目前的测试方法较多，如GB/T 23985—2009、GB/T 23986—2009、GB/T 34682—2017、GB/T 34675—2017等，甚至有的产品标准中对VOC含量还有单独的规定。对于溶剂型涂料、辐射固化涂料和无溶剂涂料来说，只要能够明确测试所需的条件，则按照相应的测试方法进行测试，最后的结果一般都不会有问题。每个标准都有不同的特点及适用范围，对于同一个样品，选用不同的测试方法，最后的测试结果可能会有差异，甚至是较大的差异，这就给使用者带来很大的困惑。测试方法该如何选择，哪种测试方法的结果更为可信，针对这些问题，本文主要分析的就是如何加强涂料中VOC含量的测试方法及其影响因素的研究，进而提出以下内容，希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值。

1.分析VOC的来源及成分

1.1来源分析

VOC的来源一般情况下会被分为室内与室外，室外来源主要是来源于燃料燃烧、车辆排放，室内主要来源是燃煤烟气、天然气烟气等，同时还包括房屋装饰装修中，家具以及家电本身存在的污染情况，人体也会在不同程度上产生污染物。污染物的来源渠道存在差异，结合具体不同情况设置相应工业园区网络化监控体系，在该体系的应用中，采取单元网络管理工作，结合相应管理理念，要将各项管理工作安排到专业工作人员身上，确保各环节工作都能够有工作人员负责。通过对监控平台的设置，以及环境保护技术的应用，能够对污染物实际情况有正确认识，并了解其他相应影响因素，从而实现对污染物的有效监测。对于不同工厂、监测点等，要进行全面计算，确保能够对相应数据信息有正确认识，了解监测点实际污染物排放情况以及气象条件情况等，这样才能对该区域内的实际排放状况有正确认识。对于整个VOCs排放区域，要进行全方位的实时监督，对污染物具体分散情况进行合理评估，并分析其具体来源情况。

1.2成分分析

VOC会在建筑装饰装修中产生，VOC是由不同成分组成，比如，烃类、氧烃类、氮烃类，在此类成分中包括苯系物、氟利昂等。随着我国市场经济的不断发展，室内装饰装修已经成为人们精神追求、物质追求中的一种重要方式。在墙面粉刷中，墙面漆产生的有害物质，主要就是VOC，不仅在墙面漆中存在重金属物质。在空气环境中，当VOC达到一定浓度，那么会对人们健康造成影响，出现恶心、呕吐等情况，严重情况下会引发抽搐、大脑神经损伤，甚至死亡。

2.分析涂料中VOC含量的测试方法及其影响因素措施

2.1分析溶剂型涂料

针对于溶剂型涂料而言，多数情况下是采用GB/T 23985—2009或与之类似的方法进行测试。即称取一定质量的样品，测试其在养护前后的质量差，如果样品含水，在上述质量差中将水的含量除去，该方法称之为差值法或烘烤法（以下统称差值法）。差值法操作简单，但是测试条件对结果的影响很大。试验表明，不同的称样量、烘烤温度和烘烤时间对实验结果都有较大的影响。称样量越少，烘烤温度越高，烘烤时间越长，则测试结果就可能会偏大，反之则测试结果偏小。

2.2分析无溶剂涂料

无溶剂涂料中具有小分子的活性稀释剂，这部分物质直接参与到成膜的反应中，但是该反应是需要一定的时间，涂层需要先养护一段时间，使其中的活性物质充分进行反应，之后进行烘烤，如果直接进行高温烘烤，这些小分子活性物质还未参与反应就被烘烤出来而被当成VOC来处理，使测试结果偏大。该类涂料的VOC测试结果也受测试条件的影响，同样也需要在出具结果时注明测试条件，如“在温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%的条件下放置24 h后在（105±2）℃温度下烘烤1h”等。这类涂料在测试时一般按照GB/T 34682—2017进行。

2.3分析水性涂料

2.3.1分析方法的选择

在相当一部分人的认知中，水性涂料是该采用气相色谱的方法进行测试，甚至在很多水性涂料的相关标准中也是这样规定的，但是水性涂料中的VOC含量一般都比较低，通常都＜15%，符合GB/T 23986—2009的应用范畴，但是在实际测试中并不能只以VOC含量来选择测试方法，还应考虑VOC的成分及能否定性。很多类型的水性涂料，如多数建筑涂料（如内墙涂料、外墙涂料）、部分水性木器涂料等，VOC成分一般都较为简单且能够准确定性，进而进行准确定量，故这些类型的产品可以选用气相色谱法进行测试。但是对于很多水性工业涂料，如多数汽车涂料，防腐涂料、部分水性木器涂料等，这几类涂料中VOC成分较为复杂，且有相当一部分都无法定性。如果无法定性，则按照GB/T 23986—2009、GB 38468—2019等标准的规定：按照未知化合物相对于内标物的校正因子为1.0进行计算，但是对于绝大多数未知物而言，其相对运内标物校正因子都不会刚好是1.0，这样就会导致测试结果和实际值存在差异。

2.3.2分析测试时的注意事项和解决方案

测试的过程中要注意样品是否存在内标物，需要测试器VOC含量和水分含量，采用气相色谱进行测试时，通常会根据内标法定量，内标物需要选择样品中不含有的物质，例如异丙醇和正丙醇等。对于涂料来说，大多数产品中是不含这些物质的，但是不能保证所有的产品中都不含。如果样品中含有内标物，就会使样品中内标物行测试。按照惯用的做法，保留时间在己二酸二乙酯之前的算作VOC，在其之后的则不算。该样品的VOC只有乙二醇和1,2-丙二醇。样品的VOC只有乙二醇。该色谱图代表了很多水性工业涂料的VOC组成，的检测量比实际加入量大，造成VOC含量测试结果偏小。但是每次测试前都去鉴定一下样品中是否含有所用的内标物，又极大地增加了工作量，因此需要测试VOC含量和水分含量，按照实验室常用的做法，分别使用异丁醇和异丙醇做内标物进行测试。

总结：总而言之，VOC测试方法的选择直接影响到测试结果的真实性，在选择方法时可按如下方案进行。对于水性涂料则较为复杂。对于内墙涂料、外墙涂料、部分水性木器涂料等类型的涂料，其VOC成分较为简单，选择气相色谱法即可。但是对于多数工业涂料,其VOC含量较高且组成复杂，最好是气相色谱法和差值法同时进行，测试结果相互辅证，这样在保证结果准确性的同时，还能够对产品VOC的情况有一个全面的了解，无论是对后续工艺的改进还是对应对各种不同标准的要求，都有很大的帮助。对于气相色谱法，在使用时需要注意以下VOC含量不宜过高，一般≤15%；VOC的成分最好都能够准确定性，否则会使测试结果与真实值有所偏差；需要注意样品中是否含有测试所用的内标物。

参考文献：

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