水性涂料挥发性有机化合物的检测结果分析

钟国鸣　张戈　凌晖

摘 要：水性涂料属于现代化绿色环保产品，主要分为水性木器型涂料、内外墙型涂料和阴极型电泳涂料等，被广泛运用于装修等领域。但在实际生活中，水性涂料中含有大量的合成乳液单体，会产生一定的挥发性有机化合物。重点参照《环境标志产品技术要求水性涂料》（HJ/T 201—2005）等相关标准，对多种不同的水性涂料挥发性有机化合物进行了检测，并经过相关科学检测后分析了其检测结果，以期达到试验预期目的，并提高检测效率和质量。

关键词：水性涂料；挥发性有机化合物；气相色谱分析法；沸点

中图分类号：TQ630.7 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.133

常温下沸点不高于250 ℃的有机化合物统称为挥发性有机化合物，主要是指水性涂料接触到空气后会与空气中的物质发生反应，产生部分固体或液体。发生反应的主要影响因素为温度和压力。随着经济全球化进程的不断推进，全球生产经营活动越发活跃，生产企业每天都会产出大量的挥发性有机化合物。如果这些物质在大气中的含量过大，则不仅会给企业造成较大的经济损失，还会严重污染生态环境，进而对人们的身体健康造成威胁。因此，利用相关科学实验，深入分析化合物的检测结果，能有效减少挥发性有机化合物对大气的污染程度，从而提升人们的生活质量。

1 实验设计

检测水性涂料挥发性有机化合物时，需要准备好实验材料和试剂，并采用气相色谱分析法，具体操作步骤如下。

1.1 实验材料和设备

挥发性有机化合物包括甲基异戊基酮、乙二醇甲醚醋酸酯、苯甲醇、一缩二乙二醇、乙二醇单丁醚、正丁醇、十二醇双酯、异丁醇、1，3-丙二醇、丙酮和十二醇酯等。

内标物：主要是指运用某种纯物质区分待测物的含量，必须选择能完全溶解于挥发性有机化合物的物质。在实验中，可选择二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚和乙二醇二甲醚等。

标记物：主要是指在挥发性有机物中加入某种标记质，从而快速追踪挥发性有机化合物的运动过程。在实验中，可选择己二酸二乙酯等。

1.2 实验条件

本实验主要采用气相色谱法，实验条件主要分为非极性和极性类色谱柱。其中，非极性类色谱柱条件主要包括：①选用Rt-x5柱。包括二甲基硅氧烷（含量为95%）、苯基（含量为5%），膜厚30 m×0.32 mm。②气化室温度。气化室温度一般为200 ℃，检测器温度为250 ℃。③实验升温过程。试验起始温度为50 ℃，保持15 min，升温速度保持在20 ℃/min，最高温度不超过150 ℃，保持1 min左右。

极性类色谱柱条件主要包括：①选用FFAP类型柱。聚乙二醇型改性毛细管柱，膜厚30 m×0.32 mm。②气化室温度。气化室温度一般为180 ℃，检测器温度为230 ℃。③实验升温过程。试验起始温度为50 ℃，保持5 min，升温速度保持在8 ℃/min，最高温度不超过180 ℃，保持2 min左右。

1.3 具体实验方法

称取配置好的挥发性有机化合物试样1 g（必须精确到0.1 mg），取配样瓶，将试样与内标物同时放入，并加入10 mL的甲醇；将配样瓶摇匀并密封，根据相关实验室定性分析数据，观察挥发性有机化合物的检测结果，分析数据如表1和表2所示。

2 检测结果分析

2.1 选择提取溶剂

该实验中提取溶剂可选择甲醇，主要是因为甲醇不会对挥发性有机物产生干扰，并能很好地溶解在试样中。

2.2 定性分析

选取硅氧烷柱子和聚乙二醇柱子，其主体适应范围较广，能提升日常检测的效率，并能建立专业的数据库，这对检测结果的积累有重要的意义。对于某种未知挥发性有机化合物，可结合上述柱子分别分析。为了确保分析结果的准确性和可靠性，应对柱子数据重复分析，从而降低数据重叠的可能性，且在必要的条件下可选择气相色谱仪，并联用检测器（GC-MS），从而保证定性数据的科学性。

2.3 选择内标物的种类，并进行定量分析

从实际生产过程中可发现，水性涂料挥发性有机化合物的含量并不高，其可能含有的有机溶剂包括抗冻剂、膜助剂等，这类物质通过改变水性涂料的成膜温度，可在室内墙体上形成光滑的涂膜，其产品种类主要包括乙二醇、N-甲基呲咯烷酮、正丁醇等。为了提升水性涂料的稳定性，并起到防腐蚀的效果，一般会在水性木器型涂料、内外墙型涂料和阴极型电泳漆中加入三乙胺等物质，从而达到调和的目的。

从样品检测的结果中可得出，不同水性涂料中含有的挥发性有机化合物有所不同。

从水性木器型涂料的分析结果可见，其本身含有三乙胺等碱性物质，因此，可以选择硅氧烷柱子，以实现预期的目标。此外，在定量分析时，可选择二乙二醇乙醚等内标物。

从内外墙型涂料的分析结果可见，其主要含有乙二醇、十二碳醇酯等挥发性有机化合物，具有沸点较高等特点。在进行定量分析时，可以选择乙二醇柱子。这样能缩短检测分析的时间，从而提升检测效率。此外，在选择具体内标物时，应选用二乙二醇单丁醚等物质，并使其充分溶解于挥发性有机化合物中。

从阴极型电泳漆的分析结果可见，此类挥发性有机化合物与内墙型涂料相似，具有碱性物质等具有的特点，因此，可选择硅氧烷柱子。此外，在进行定量分析的过程中，内标物可选择乙二醇乙醚。

2.4 十二醇酯的具体分析

水性涂料中含有大量的有机化合物，但不一定都属于挥发性有机化合物，判定标准主要分为国际、国内两种。其中，国际标准借助沸点温度区分有机化合物，而我国将这一标准细化，具体到了己二酸二乙酯物质的沸点（250 ℃）。因此，当有机化合物沸点未达到250 ℃时，就能判定其属于挥发性有机化合物物质。

十二醇酯是目前使用较广泛的增塑剂，其能较好地帮助内外墙水性涂料发挥自身的特性。但受到纯度、杂质种类、生产厂家等方面因素的影响，导致生产出的十二醇酯存在一定的差别，特别是产品“理性化”。目前，我国未对十二醇酯制订规范标准。但在发达国家的标准中，十二醇酯被划分为免除溶剂或无毒溶剂。从免除溶剂的角度分析，十二醇酯的沸点高于250 ℃，并具备容易挥发等特性。需要注意的是，十二醇酯是否属于免除溶剂，直接影响着内墙型水性涂料的检测结果。从无毒溶剂的角度分析，十二醇酯属于无刺激性气味类型，不会对人体造成较大的伤害。

由此可见，在检测挥发性有机化合物时，应尽量不采用沸点温度区分的方法，否则易导致部分沸点较高的有机溶剂被使用。但当水性涂料中运用此类物质时，可能会减缓挥发速度，进而增加对人体的危害。

3 结束语

综上所述，在检测水性涂料中的挥发性有机化合物时，可借助气相色谱法对涂料样品进行检测。通过总结样品中挥发性有机化合物的含量，参照相关标准，遵循定量分析规律，并选取合适的内标物和标记物，可有效提升水性涂料的利用率和质量。在实际运用过程中，检测工作仍然存在一些问题，需要引起研究人员的高度重视，采取有针对性的解决措施，不断创新检测过程，精简实验程序，引进先进的实验方法，并研究不同类型水性涂料产生的挥发性有机物化合物及其对大气的污染程度，从而为相关水性涂料产品的生产企业提供技术支持，尽量减少挥发性有机化合物对人体的影响，促进人与自然的和谐发展。

参考文献

[1]丁晓玥.探索水性涂料中挥发性有机化合物的危害及应对办法[J].建材发展导向，2014，12（07）.

[2]朱莹莹，蒋辉，杜君影，等.水性涂料的气相色谱-质谱检测前处理方法研究[J].上海涂料，2014，52（05）.

〔编辑：张思楠〕