水性涂料揮發性有機化合物的檢測結果分析

鐘國鳴　張戈　凌暉

摘 要：水性涂料屬于現代化綠色環保產品，主要分為水性木器型涂料、內外墻型涂料和陰極型電泳涂料等，被廣泛運用于裝修等領域。但在實際生活中，水性涂料中含有大量的合成乳液單體，會產生一定的揮發性有機化合物。重點參照《環境標志產品技術要求水性涂料》（HJ/T 201—2005）等相關標準，對多種不同的水性涂料揮發性有機化合物進行了檢測，并經過相關科學檢測后分析了其檢測結果，以期達到試驗預期目的，并提高檢測效率和質量。

關鍵詞：水性涂料；揮發性有機化合物；氣相色譜分析法；沸點

中圖分類號：TQ630.7 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.133

常溫下沸點不高于250 ℃的有機化合物統稱為揮發性有機化合物，主要是指水性涂料接觸到空氣后會與空氣中的物質發生反應，產生部分固體或液體。發生反應的主要影響因素為溫度和壓力。隨著經濟全球化進程的不斷推進，全球生產經營活動越發活躍，生產企業每天都會產出大量的揮發性有機化合物。如果這些物質在大氣中的含量過大，則不僅會給企業造成較大的經濟損失，還會嚴重污染生態環境，進而對人們的身體健康造成威脅。因此，利用相關科學實驗，深入分析化合物的檢測結果，能有效減少揮發性有機化合物對大氣的污染程度，從而提升人們的生活質量。

1 實驗設計

檢測水性涂料揮發性有機化合物時，需要準備好實驗材料和試劑，并采用氣相色譜分析法，具體操作步驟如下。

1.1 實驗材料和設備

揮發性有機化合物包括甲基異戊基酮、乙二醇甲醚醋酸酯、苯甲醇、一縮二乙二醇、乙二醇單丁醚、正丁醇、十二醇雙酯、異丁醇、1，3-丙二醇、丙酮和十二醇酯等。

內標物：主要是指運用某種純物質區分待測物的含量，必須選擇能完全溶解于揮發性有機化合物的物質。在實驗中，可選擇二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚和乙二醇二甲醚等。

標記物：主要是指在揮發性有機物中加入某種標記質，從而快速追蹤揮發性有機化合物的運動過程。在實驗中，可選擇己二酸二乙酯等。

1.2 實驗條件

本實驗主要采用氣相色譜法，實驗條件主要分為非極性和極性類色譜柱。其中，非極性類色譜柱條件主要包括：①選用Rt-x5柱。包括二甲基硅氧烷（含量為95%）、苯基（含量為5%），膜厚30 m×0.32 mm。②氣化室溫度。氣化室溫度一般為200 ℃，檢測器溫度為250 ℃。③實驗升溫過程。試驗起始溫度為50 ℃，保持15 min，升溫速度保持在20 ℃/min，最高溫度不超過150 ℃，保持1 min左右。

極性類色譜柱條件主要包括：①選用FFAP類型柱。聚乙二醇型改性毛細管柱，膜厚30 m×0.32 mm。②氣化室溫度。氣化室溫度一般為180 ℃，檢測器溫度為230 ℃。③實驗升溫過程。試驗起始溫度為50 ℃，保持5 min，升溫速度保持在8 ℃/min，最高溫度不超過180 ℃，保持2 min左右。

1.3 具體實驗方法

稱取配置好的揮發性有機化合物試樣1 g（必須精確到0.1 mg），取配樣瓶，將試樣與內標物同時放入，并加入10 mL的甲醇；將配樣瓶搖勻并密封，根據相關實驗室定性分析數據，觀察揮發性有機化合物的檢測結果，分析數據如表1和表2所示。

2 檢測結果分析

2.1 選擇提取溶劑

該實驗中提取溶劑可選擇甲醇，主要是因為甲醇不會對揮發性有機物產生干擾，并能很好地溶解在試樣中。

2.2 定性分析

選取硅氧烷柱子和聚乙二醇柱子，其主體適應范圍較廣，能提升日常檢測的效率，并能建立專業的數據庫，這對檢測結果的積累有重要的意義。對于某種未知揮發性有機化合物，可結合上述柱子分別分析。為了確保分析結果的準確性和可靠性，應對柱子數據重復分析，從而降低數據重疊的可能性，且在必要的條件下可選擇氣相色譜儀，并聯用檢測器（GC-MS），從而保證定性數據的科學性。

2.3 選擇內標物的種類，并進行定量分析

從實際生產過程中可發現，水性涂料揮發性有機化合物的含量并不高，其可能含有的有機溶劑包括抗凍劑、膜助劑等，這類物質通過改變水性涂料的成膜溫度，可在室內墻體上形成光滑的涂膜，其產品種類主要包括乙二醇、N-甲基呲咯烷酮、正丁醇等。為了提升水性涂料的穩定性，并起到防腐蝕的效果，一般會在水性木器型涂料、內外墻型涂料和陰極型電泳漆中加入三乙胺等物質，從而達到調和的目的。

從樣品檢測的結果中可得出，不同水性涂料中含有的揮發性有機化合物有所不同。

從水性木器型涂料的分析結果可見，其本身含有三乙胺等堿性物質，因此，可以選擇硅氧烷柱子，以實現預期的目標。此外，在定量分析時，可選擇二乙二醇乙醚等內標物。

從內外墻型涂料的分析結果可見，其主要含有乙二醇、十二碳醇酯等揮發性有機化合物，具有沸點較高等特點。在進行定量分析時，可以選擇乙二醇柱子。這樣能縮短檢測分析的時間，從而提升檢測效率。此外，在選擇具體內標物時，應選用二乙二醇單丁醚等物質，并使其充分溶解于揮發性有機化合物中。

從陰極型電泳漆的分析結果可見，此類揮發性有機化合物與內墻型涂料相似，具有堿性物質等具有的特點，因此，可選擇硅氧烷柱子。此外，在進行定量分析的過程中，內標物可選擇乙二醇乙醚。

2.4 十二醇酯的具體分析

水性涂料中含有大量的有機化合物，但不一定都屬于揮發性有機化合物，判定標準主要分為國際、國內兩種。其中，國際標準借助沸點溫度區分有機化合物，而我國將這一標準細化，具體到了己二酸二乙酯物質的沸點（250 ℃）。因此，當有機化合物沸點未達到250 ℃時，就能判定其屬于揮發性有機化合物物質。

十二醇酯是目前使用較廣泛的增塑劑，其能較好地幫助內外墻水性涂料發揮自身的特性。但受到純度、雜質種類、生產廠家等方面因素的影響，導致生產出的十二醇酯存在一定的差別，特別是產品“理性化”。目前，我國未對十二醇酯制訂規范標準。但在發達國家的標準中，十二醇酯被劃分為免除溶劑或無毒溶劑。從免除溶劑的角度分析，十二醇酯的沸點高于250 ℃，并具備容易揮發等特性。需要注意的是，十二醇酯是否屬于免除溶劑，直接影響著內墻型水性涂料的檢測結果。從無毒溶劑的角度分析，十二醇酯屬于無刺激性氣味類型，不會對人體造成較大的傷害。

由此可見，在檢測揮發性有機化合物時，應盡量不采用沸點溫度區分的方法，否則易導致部分沸點較高的有機溶劑被使用。但當水性涂料中運用此類物質時，可能會減緩揮發速度，進而增加對人體的危害。

3 結束語

綜上所述，在檢測水性涂料中的揮發性有機化合物時，可借助氣相色譜法對涂料樣品進行檢測。通過總結樣品中揮發性有機化合物的含量，參照相關標準，遵循定量分析規律，并選取合適的內標物和標記物，可有效提升水性涂料的利用率和質量。在實際運用過程中，檢測工作仍然存在一些問題，需要引起研究人員的高度重視，采取有針對性的解決措施，不斷創新檢測過程，精簡實驗程序，引進先進的實驗方法，并研究不同類型水性涂料產生的揮發性有機物化合物及其對大氣的污染程度，從而為相關水性涂料產品的生產企業提供技術支持，盡量減少揮發性有機化合物對人體的影響，促進人與自然的和諧發展。

參考文獻

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[2]朱瑩瑩，蔣輝，杜君影，等.水性涂料的氣相色譜-質譜檢測前處理方法研究[J].上海涂料，2014，52（05）.

〔編輯：張思楠〕