建筑涂料和膠粘劑產品中VOCs含量測試

摘 要：為了測試不同類型建筑涂料和膠粘劑產品中VOCs的含量與組成成分，設計VOCs含量的測試實驗。通過質量測定、烘干、氣體收集等，得出測試數據結果，利用數據處理工具求解結果。結果表明，水性建筑涂料和溶劑型建筑涂料的平均VOCs含量分別為992.5、467 g/kg，VOCs成分包括揮發烯、揮發醇、揮發醛、揮發醚和揮發酮等，白乳膠和環氧建筑膠粘劑中VOCs含量的平均值分別為991.9、986.9 g/kg，水性和溶劑型建筑涂料中VOCs含量存在較大差異，但組成成分基本相同；而白乳膠和環氧建筑膠粘劑中VOCs含量幾乎相同，但組成成分差異較大。

關鍵詞：建筑涂料；膠粘劑產品；VOCs含量；測試

中圖分類號：

TQ635.5

文獻標志碼：

A文章編號：

1001-5922（2024）01-0036-05

Testing of VOCs content in architectural coatings and adhesive products

YU Shuntao， XIONG Haijun，ZHENG Duo，LI Jin，ZHAO Binbin

（Zhongjian Urban Construction Development Co.，Ltd.，Beijing 100037，China）

Abstract：To test the content and composition of VOCs in different types of architectural coatings and adhesive products，experimental test of VOCs content was designed.The test data results were obtained by mass determination，drying，gas collection，etc.，and the results were solved by data processing tools.The results showed that the average VOCs content of water-based and solvent-based building coatings were 992.5 g/kg and 467 g/kg，respectively，and the VOCs components included volatile ether，volatile alcohol，volatile aldehyde，volatile ether and volatile ketone，etc.The average VOCs content of white latex and epoxy building adhesive were 991.9 g/kg and 986.9 g/kg，respectively.There was a significant difference in VOCs content between water-based and solvent-based building coatings，but the composition was basically the same，while the VOCs content in white latex and epoxy building adhesives was almost the same，but the composition difference was significant different.

Key words：architectural coatings；adhesive products；VOCs content；testing

建筑涂料指的是一種能夠起到建筑保護、裝飾功能和其他特定功能的膠體溶液［1］。膠粘劑是一種以樹脂、橡膠等為主要成分，用于將同種或異種物體表面粘接在一起的物質。在建筑工程和房屋裝飾裝修中，建筑涂料和膠粘劑是最常用的一種材料［2］。

目前，針對裝飾裝修涂料中揮發性有機物（VOCs）的排放量進行了限定，為了保證室內環境的安全性，降低VOCs物質對人體的傷害，需要在建筑施工前對使用建筑涂料和膠粘劑產品的VOCs含量進行測試，為實際建筑施工工作中建筑涂料和膠粘劑產品的選用提供參考。

1 建筑涂料和膠粘劑的VOCs含量的測試實驗設計

以測試建筑涂料和膠粘劑中VOCs的含有量為目的，設計測試實驗，根據VOCs含量的物理性質，選擇建筑涂料和膠粘劑中不同類型揮發性有機物的測定方式，選擇不同類型的建筑涂料和膠粘劑作為VOCs含量的測試對象，通過相關指標的計算，得出反映VOCs含量的測試數據，通過數據分析確定建筑涂料和膠粘劑的VOCs含量水平。

1.1 建筑涂料和膠粘劑產品樣本

根據實際市場調研，從多個建材市場選擇不同品牌的建筑涂料和膠粘劑作為實驗的測試對象。其中建筑涂料產品樣本的準備情況如表1所示。

由表1可知，選擇的建筑涂料產品可以分為溶劑型涂料和水性涂料2種類型，根據產品類型生成實驗的多個測試樣本［3］。在建筑涂料產品樣本采集過程中需要注意建筑涂料的生產日期和質檢檢查結果，保證選擇的建筑涂料在允許使用期限內，且符合基本的質量檢測標準。建筑膠粘劑包括白乳膠、環氧建筑膠粘劑、聚氨酯建筑膠粘劑等多種類型，實驗中選擇白乳膠、環氧建筑膠粘劑作為測試對象，環氧建筑膠粘劑具有良好的綜合力學性能，為復合材料基質、粉末涂料等制品提供了物質基礎。根據白乳膠和環氧建筑膠粘劑品牌來源，設置膠粘劑的實驗組別，并對其進行分別編號處理［4］。為滿足VOCs含量測試實驗的需求，膠粘劑產品樣本數量均設置為100 kg。

1.2 儀器與試劑

為滿足建筑涂料和膠粘劑的VOCs含量的測試實驗的操作要求，分別從儀器和試劑2個方面進行實驗準備，其中實驗儀器的具體準備情況如表2所示。

在實驗儀器安裝之前，需要對選擇的儀器進行測定與校正，保證測量儀器的執行精度，避免存在漏液現象［5］。實驗試劑的準備情況如表3所示。

另外，建筑涂料和膠粘劑的VOCs含量測試實驗中使用的水包括去離子水和去有機物水，均采用Milipore 純水器制得［6］。將準備的所有試劑放置到常溫、避光環境中，防止試劑變質。

1.3 配制標準溶液

為貼合建筑涂料的實際應用狀態，需對使用建筑涂料的標準溶液進行配置，配制流程如圖1所示。

依據不同規格建筑涂料的使用說明，按照一定配比進行稀釋混勻，稀釋配比系數的計算公式：

μ=c0ctarget（1）

式中：c0、ctarget分別表示建筑涂料的初始濃度和目標濃度［7］。根據式（1）表示稀釋配比系數的計算結果，選擇稀釋劑并對稀釋劑的具體用量進行計算，計算結果為：

Ndilute=μ×κdilute（2）

式中：κdilute為稀釋液的作用系數，該參數的具體取值由稀釋劑的作用原理決定。從每一份被均勻混合過的樣品中，提取出一部分來進行混合物中總揮發物質量測定；而另一部分則進行混合物中水分質量分數、產品相對密度測定［8］。將一定量的建筑涂料產品、稀釋劑以及去離子水加入到高速攪拌器中，在常溫環境下以200 r/min的速度攪拌10 min，得出建筑涂料標準溶液的制備結果［9］。除了建筑涂料的標準溶液外，還需要配制混合標準儲備液，準確稱取乙酸乙酯、甲醇和乙腈，將相關試劑放置至100 mL容量瓶中，用甲醇作溶劑，將其定容至刻度線上，將其拌勻，制成混合備用溶液，放入冰箱儲存待用，在標準溶液配制過程中需記錄加入的去離子水量［10］。

1.4 VOCs含量測試實驗過程

實驗分為2部分，首先對建筑涂料的VOCs含量進行測試，對建筑涂料標準溶液的初始質量進行測量，記為Mcoating。將配置的建筑涂料標準溶液放置到烘干機中，設置烘干溫度為160 ℃，烘干時間為15 min，在烘干機內部加設一個太陽光源，用來模擬實際的大氣光環境，保證大氣光化學反應的正常運行［11］。在整個烘干操作中需保證建筑涂料放置的烘干機處于密閉狀態［12］。烘干處理結束后，利用密閉采樣器采集烘干機中揮發出的氣態有機物。

密閉采樣器完成揮發性有機物的采樣工作后，將建筑涂料從烘干機中取出，利用電子分析天平對建筑涂料的質量進行重新測量，此時將建筑涂料質量標記為M′coating。實驗的第2部分就是對建筑膠粘劑的VOCs含量水平進行測試，由于膠粘劑具有較高的粘結性，因此需要利用配制的混合標準儲備液對膠粘劑進行處理［13］。將處理后的膠粘劑樣本放置到烘干機中，重復烘干、氣體收集、質量測定等步驟，得出烘干處理前后建筑膠粘劑樣本質量，記為Madhesive和M′adhesive，并得出相應的揮發有機物氣體收集結果，對建筑涂料和膠粘劑的氣體進行分別標號［14］。

1.5 測定VOCs含量指標

設置VOCs排放量作為建筑涂料和膠粘劑產品中VOCs含量的測試指標，假設含有的有機物全部排放出，因此VOCs排放量與VOCs含量一致［15］。建筑涂料和膠粘劑VOCs排放量的計算公式：

nVOCs－coating=Mcoating－M′coating+MwaterMcoatingnVOCs-adhesive=Madhesive－M′adhesive+MwaterMadhesive（3）

式中：Mwater為加入的去離子水量。通過式（3）的計算在考慮含水率的情況下，得出建筑涂料和膠粘劑產品中VOCs含量水平的測試結果［16］。若要對揮發性有機物類型含量進行具體測定，則需要對密閉采樣器收集的揮發有機物氣體含量進行測定，任意揮發有機物氣體含量的測定結果為：

nVOCsi=ViVSAMPLER" （4）

式中：Vi、VSAMPLER分別對應的是第i個揮發有機物的氣體含量以及密閉采樣器收集的所有氣體量［17］。通過式（3）和式（4）的計算，得出建筑涂料和膠粘劑產品中VOCs總含量及組成成分含量的測試結果。

1.6 實驗數據處理

選擇Apache Hadoop工具對建筑涂料和膠粘劑產品的VOCs含量測試結果數據進行處理［18］。

2 建筑涂料和膠粘劑的VOCs含量測試結果分析

2.1 建筑涂料VOCs含量測試結果

按照上述流程，通過相關數據的收集，得出水性涂料和溶劑型涂料中VOCs含量的測試結果。

2.1.1 水性涂料

通過相關數據的統計得出VOCs排放量的測試結果，如表4所示。

將表4中的數據代入到式（3）中，計算得出內墻、外墻、防水、防腐和地坪水性建筑涂料的VOCs含量分別為992.0、992.0、993.1、992.7和992.8 g/kg，水性建筑涂料VOCs含量的平均值為992.5 g/kg。另外，通過式（4）的計算得出多類型揮發有機物含量的測試結果，如圖3所示。

由圖3可知，不同類型的水性建筑涂料中包含的揮發有機物類型相同，但內部組成數量存在差異，選擇的水性建筑涂料中所有揮發有機物含量均在臨界值以下。由此證明水性建筑涂料滿足使用要求。

2.1.2 溶劑型涂料

統計溶劑型建筑涂料的VOCs含量測試結果數據，得出VOCs含量水平的測試結果，如圖4所示。

由圖4可知，溶劑型建筑涂料VOCs含量的平均值為467 g/kg，溶劑型建筑涂料VOCs的組成成分與水性涂料基本一致。

2.2 膠粘劑VOCs含量測試結果

綜合白乳膠和環氧建筑膠粘劑兩種類型的建筑膠粘劑，得出VOCs含量的測試結果，如表5所示。

表5中膠粘劑B樣本和H樣本分別表示白乳膠和環氧建筑膠粘劑，通過式（3）的計算，得出2種類型膠粘劑中VOCs含量的平均值分別為991.9、986.9 g/kg。另外，通過式（4）計算得出建筑膠粘劑VOCs組成結構的測試結果，具體如圖5所示。

由圖5可知，環氧建筑膠粘劑中的揮發醇成分含量幾乎為0，白乳膠和環氧建筑膠粘劑中的揮發醛成分含量超過臨界值。

3 結語

VOCs驅動臭氧產生，導致城市光化學污染發生，建筑涂料和膠粘劑是VOCs的主要來源，為緩解城市的光化學污染現象，在建筑施工中需要使用VOCs含量更低的材料作為使用材料，從而不斷降低VOCs的排放，直至得出零VOCs建筑涂料和膠粘劑產品。研究通過對建筑涂料和膠粘劑產品的VOCs含量的測試，實現了建筑產品中VOCs含量的量化測定，為建筑產品質量的檢測以及施工材料的選擇提供有效參考。

（下轉第57頁）

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