涂刷工藝木家具有機化合物釋放量

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摘要：利用環(huán)境艙法測定不同涂刷工藝的木家具面板在艙內(nèi)一段時間的揮發(fā)性有機化合物釋放量，結(jié)果表明，相同涂刷工藝的同種木家具樣品所測得的揮發(fā)性有機化合物釋放量相近，不同涂刷工藝的同種木家具面板樣品中揮發(fā)性有機化合物釋放量有一定差別，而同種涂刷工藝的不同木家具面板樣品中揮發(fā)性有機化合物的釋放量也不同。采用UV底漆涂刷的面板樣品的揮發(fā)性有機化合物釋放量相對最低，測試結(jié)果滿足木家具中揮發(fā)性有機化合物的釋放限量要求。

關(guān)鍵詞：環(huán)境艙法；木家具面板；涂刷工藝；揮發(fā)性有機化合物釋放量

引言

近年來，室內(nèi)空氣質(zhì)量給人體健康造成損害已成為一個社會熱點，木家具作為辦公、民用家具的重要組成部分，是室內(nèi)空氣的一個重要污染源[1]，其揮發(fā)性有機化合物（VOCs）釋放量的多少關(guān)系消費者的健康安全。木家具原材料本身含有一定量的VOCs，同時，為了使實木家具產(chǎn)品呈現(xiàn)更好的紋理和色澤，往往給木家具產(chǎn)品表面涂刷漆料，這一過程不可避免地會引入一定量的VOCs。目前，美國等發(fā)達國家對家具VOCs的檢測一般采用環(huán)境艙法，目的是盡量模擬材料的使用條件，測量材料的有害物質(zhì)釋放量。例如，ASTM.D5116-10[2]和ASTM.D6670-01[3]分別采用小環(huán)境艙和大環(huán)境艙測量室內(nèi)材料及制品的揮發(fā)性有機物釋放量，美國環(huán)境保護協(xié)會（U.S.EPA）建議采用大艙法測量建筑材料及其制品的揮發(fā)性有機物和醛類的釋放量[4]。本文以木家具面板為研究對象，采用環(huán)境艙法，測定不同涂刷工藝的木家具面板在艙內(nèi)一段時間的揮發(fā)性有機化合物釋放量，為控制木家具產(chǎn)品VOCs釋放量提供數(shù)據(jù)支持。

1試驗部分

1.1儀器與試劑

氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC/MSQP2020，島津），熱解吸儀（TD20，島津），多艙法VOC檢測環(huán)境艙（CET-Y40D3，福軒），16種VOCs混合標準溶液（正己烷、苯、三氯乙烯、甲苯、辛烯、乙酸丁酯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯、壬烷、異辛醇、十一烷、十四烷、十六烷，北京壇墨質(zhì)檢標準物質(zhì)中心），高純氦氣（純度不低于99.999%，誠為峰有限公司），恒流采樣泵（MC-1000，上海麥馳軟件科技有限公司）。

1.2試驗條件

1.2.1熱脫附條件采樣管：不銹鋼管，Tenax®TA；吹干最高溫度100℃；管脫附溫度250℃，保持10min。阱的吸附材料：Tenax®GR；阱聚焦溫度-15℃；阱脫附溫度280℃。

1.2.2氣相色譜-質(zhì)譜分析條件標準曲線繪制：取100µg/mL濃度的標液，依次抽取不同體積1µL、2µL、3µL、5µL、6µL、8µL，配制成標準采樣管系列。色譜條件：石英毛細管色譜柱HP-5MS色譜柱（30m*0.25mm*0.5µm），固定相為5%二苯基-95%二甲基聚硅氧烷。載氣為高純氦氣（99.9999%）。柱升溫程序：初始溫度42℃，保持15min，以10℃/min速率程序升溫到100℃，保持2min，然后以20℃/min速率程序升溫到250℃，保持5min。質(zhì)譜條件：電離方式EI；電離能量70eV；離子源溫度250℃；全掃描模式；質(zhì)量掃描范圍：30amu~800amu。

1.3試驗過程

1.3.1樣品準備取兩種木家具面板樣品，編號為1#、2#，另取1#木家具面板樣品的平行樣品，編號為3#，分別按照兩遍底漆三遍面漆、三遍底漆一遍面漆、兩遍底漆一遍面漆、UV底漆一遍面漆的涂刷方式制樣，樣品編號如表1所示。

1.3.2試驗方法開啟環(huán)境艙，環(huán)境測試艙系統(tǒng)示意圖見圖1。環(huán)境艙在換氣率為1±5%m3/h的條件下通風，新風溫度控制在23±1℃，相對濕度為50±5%，等待調(diào)整艙內(nèi)的溫濕度值至設(shè)定值范圍。待環(huán)境艙內(nèi)的溫濕度值至設(shè)定值范圍后，用活化好的采樣管采集環(huán)境艙本底濃度，恒流采集約10L艙內(nèi)氣體，記錄采樣開始和結(jié)束的時間、艙內(nèi)溫濕度及環(huán)境大氣壓。采集本底樣品完成后，將木家具面板樣品放入艙內(nèi)中部位置，記錄開始時間，在樣品入艙12h后分別采集艙內(nèi)空氣樣品，恒流采集約10L艙內(nèi)氣體，記錄艙內(nèi)溫濕度及環(huán)境大氣壓，見表2。采樣管收集到的揮發(fā)性有機化合物通過熱脫附后進入冷阱，最后進入毛細柱氣相色譜進行分析，用質(zhì)譜定性，峰高或峰面積定量。

2結(jié)果與討論

2.1標準曲線的繪制

以標準物質(zhì)的質(zhì)量為橫坐標，以各標準物質(zhì)的特征離子峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，得到各種苯系物及揮發(fā)性有機化合物的保留時間、線性（平均響應(yīng)因子）回歸方程、線性相關(guān)系數(shù)，見表3?？傠x子色譜圖如圖2所示。

2.2被測木家具面板樣品的譜圖分析

通過氣相色譜-質(zhì)譜法對木家具面板樣品放置艙內(nèi)后12h的氣體樣品進行分析，部分艙內(nèi)氣體樣品的總離子譜圖如圖3所示。通過比較圖3（a）、（b）、（c）可見，樣品1-1#和3-1#譜圖基本一致，而與樣品2-1#的譜圖有明顯差別；比較圖3（b）和（d）可見，樣品2-1#和2-4#中VOCs的種類和釋放量也有一定差別。

2.3被測木家具面板樣品中TVOC的釋放量分析

對不同時間采集的1m3艙內(nèi)木家具面板樣品氣體進行分析，單一目標化合物的沒有標物的目標成分以甲苯的響應(yīng)強度計，對不同涂刷工藝的木家具面板樣品中TVOC釋放量（扣除本底）進行統(tǒng)計，結(jié)果如圖4所示。結(jié)果表明，兩個被測木家具平行樣品每種涂刷工藝所測得的TVOC釋放量相近，采用不同涂刷工藝的同種木家具面板樣品中TVOC釋放量有一定差別，而同種涂刷工藝的不同木家具面板樣品中TVOC的釋放量也不同。此外，涂刷工藝中采用UV底漆的木家具樣品中TVOC的釋放量相對最低，這說明涂刷工藝中選擇的漆料對木家具樣品中TVOC的釋放量有一定影響。圖4被測的木家具面板樣品中TVOC釋放量統(tǒng)計圖在GB18204.2《家具安全有害物質(zhì)限量第2部分：木家具》的標準解讀中[5]，木家具中揮發(fā)性有機化合物限量值要求采用GB/T18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》中規(guī)定的TVOC限量值，即木家具釋放到環(huán)境艙空氣中的TVOC濃度不超過0.6mg/m3。從測試結(jié)果看，所測木家具面板樣品的TVOC釋放量滿足標準限量值。

3結(jié)論

采用環(huán)境艙法對不同涂刷工藝的木家具面板樣品中揮發(fā)性有機化合物釋放量的試驗研究表明，在被測的12個木家具樣品中，采用相同涂刷工藝的同種木家具樣品所測得的TVOC釋放量相近，采用不同涂刷工藝的同種木家具面板樣品中TVOC釋放量有一定差別，而采用同種涂刷工藝的不同木家具面板樣品中TVOC的釋放量也不同。在實際涂刷過程中，木家具原材料種類、選用的漆料和涂刷次數(shù)都會影響木家具產(chǎn)品的VOCs釋放量。做好每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，才能最大程度降低木家具產(chǎn)品的VOCs釋放量。

參考文獻

[1]孫宏娟,李佳珊,劉洪波.北京市家居環(huán)境主要污染物濃度變化趨勢探討[J].中國建材科技,2010(1):204-206.

[5]古鳴.GB18584.2《家具安全有害物質(zhì)限量第2部分木家具》標準解讀[J].標準與檢測,2016,37(4):88-93.

作者：王金 陳璐 趙月嬌 樊武琨 孫宏娟 崔金華 單位：中國建材檢驗認證集團股份有限公司