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当涂料中进行重金属测试使用的标准分类

发布时间:2021-09-10 07:14:00 阅读: 来源:海绵擦厂家

涂料中进行“重金属”测试使用的标准分类

涂料中进行“重金属”测试使用的标准分类

2018年11月30日

0 前言

涂料使用广泛,但是由于涂料的组成复杂,在制作的过程中可能会引入多种的有害物质。这些物质主要有甲苯、二甲苯、甲苯二异氰酸酯、邻苯二甲酸酯类、乙二醇醚及醚酯类化合物等,也包括一些有毒有害的重金属元素如铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)、铬(Cr)等,这几类元素在机体内会蓄积,不易排出体外,超过一定的量将对人与动物产生毒害作用,引起组织器官病变或功能失调等,对人体健康造成无法逆转的巨大损害。为了限制这些元素在涂料产品中的含量,国家标准化管理委员会已经制订了不少标准中国涂料。这些标准包括国家标准和行业标准,产品标准和方法标准。这些标准的制订在规范涂料产品质量,进行涂料测试方面都取得了积极的意义。但是由于这些标准的数目较多,类别不同,所以在使用的过程中容易造成混乱。本文对目前常用的涂料标准里含有重金属测试的标准进行了罗列,并进行了分类,总结了标准中的测试方法内容,以方便进行涂料中重金属测试的工程技术人员使用。

1 对标准按测试的原理分类

1.1 “可溶性”重金属含量测试原理

“可溶性”重金属含量的测试是指使用与人体胃酸浓度相同的溶液,一般配制成0.07 mol/L的稀盐酸溶液(pH值=1.12)处理涂料干膜(自干或烘干),再用适当的方法测定指定元素的含量,其实质是通过萃取进行元素的分离,使被测元素溶解在酸溶液中。

1.1.1 国内有关涂料中“可溶性”重金属含量测试的标准

国内最早的“可溶性”重金属测试标准为GB9760—1988,规定的是使用0.07 mol/L的盐酸萃取液体或者是粉末状的色漆。标准是通过等同采用ISO6713—1984制订的,需要在涂料中加入溶剂离心分离出色漆中的颜填料,和目前使用的“可溶性”重金属含量测试并不完全相同,不适用于干涂膜。目前涂料标准中进行“可低噪音溶性”重金属含量测试的标准主要有:

GB 18581—2009 室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量;

GB 18582—2008 室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量;

GB 18581—2001 室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量;

GB 18582—2001 室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量;

GB 18584—2001 室内装饰装修材料 木家具中有害物质限量;

GB 24613—2009 玩具用涂料中有害物质限量;

GB 8771—2007 铅笔涂层中可溶性元素最大限量;

GB 6675—2003 国家玩具安全技术规范;

GB/T 23446—2009 喷涂聚脲防水涂料;

GB/T 23996—2009 室内装饰装修用溶剂型金属板涂料;

GB/T 23994—2009 与人体接触的消费产品用涂料中特定有害元素限量;

GB/T 23991—2009 涂料中“可溶性”有害元素含量测定。HJ/T 371—2007 环境标志产品技术要求 凹印油墨和柔印油墨;

HJ4 57—2009 环境标志产品技术要求防水涂料;

HJ/T 201—2005 环境标志产品技术要求 水性涂料;

HJ/T 414—2007 环境标志产品技术要求 室内装饰装修用溶剂型木器涂料;

HG/T 3951—2007 建筑涂料用水性色浆;

HG/T 2238—1991 F酚醛清漆;

JC 1066—2008 建筑防水涂料中有害物质限量;

JG/T 206—2007 外墙外保温用环保型硅丙乳液复层涂料;

HG/T 3828—2006 室内用水性木器涂料;

HG/T 2006—2006 热固性粉末涂料;

JG/T 210—2007 建筑内外墙用底漆;

QB/T 2359—2008 玩具表面涂层技术条件;

GB/T 9758.1—1988 “可溶性”金属含量的测定:

第1部分:铅含量的测定 火焰原子吸收光谱法和双硫腙分光光度法;

GB/T 9758.4—1988“ 可溶性”金属含量的测定:第4部分:镉含量的测定 火焰原子吸收光谱法和极谱法;

GB/T 9758.6—1988 “可溶性”金属含量的测定:第6部分:色漆的液体部分中铬总含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

GB/T 9758.5—1988桌上型拉力实验机是检测安全带拉伸性能的核心检测装备 “可溶性”金属含量的测定:第5部分:液体色漆的颜料部分或粉末状色漆中六价铬含量的测试 二苯卡巴肼分光光度法;

GB/T 9758.7—1988 “可溶性”金属含量的测定:第7部分:色漆的颜料部分和水可稀释漆的液体部分的汞含量的测定 无焰原子吸收光谱法;

GB/T 9758.2—1988 “可溶性”金属含量的测定:第2部分:锑含量的测定 火焰原子吸收光谱法和若丹明B分光光度法;

GB/T 9758.3—1988 “可溶性”金属含量的测定:第3部分:钡含量的测定 火焰原子发射法。

在“可溶性”重金属测试的方法标准中最应该注意的是强制标准GB 18581和GB 18582铝合金门窗拉手QB/T 3889⑴999,方法要求在室温下进行元素的萃取即可,与GB 24410中规定萃取温度为(37±2) ℃有所不同。同时GB 18581—2001、GB 18582—2001和GB 18581—2009、GB18582—2008相比,对测试结果增加了系数矫正,从规定使用AAS进行测试变为使用合适的仪器测试,包括ICP-OES也可以使用。

1.1.2 国际上有关涂料中“可溶性”重金属元素测试标准

ISO :2010 玩具安全-第3部分:某些元素的转移,测8种元素的可迁移量。

ASTM F963—2011 玩具安全标准,测8种元素的可迁移量。

C.R.C.,C.931 加拿大危险产品(玩具)条例:涉及到铅、汞、锑、砷、钡、镉和硒7种元素的可迁移量。样品中要求不能检出汞元素,“可溶性”锑、砷、钡、镉和硒的含量小于等于0.1%。不测“可溶性”铅,总铅的值不能大于600×。

加拿大“产品安全实验室”Book5-实验规则和流程()测5种“可溶性”重金属。

EN :2001/AC:2002 玩具安全-第3部分:某些元素的转移,规定了玩具的可触及部件或材料中8种可迁移元素(锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒)的最大限量值。

BS 5665:Part 3/BS EN 某些元素的转移(英国),DIN EN 某些元素的转移(德国),NF EN某些元素的转移(法国),英国、德国、法国的玩具标准技术内容应用的是欧盟玩具标准EN71的内容。

AS/NZS ISO :2003 某些元素的迁移,AS/NZS ISO 8124是澳大利亚和新西兰通用的玩具标准,技术内容基本等同于国际玩具标准ISO 8124。

ST 2002,日本玩具协会标准,规定了玩具材料的表面涂层中的8大重金属元素的限量值。

1935/2004/EC,与食品接触物质法令(欧盟),对食品包装的外涂层和涂层内的铅、镉、铬元素的可迁移量测试。

国际上涂料中“可溶性”重金属含量测试标准主要是对一些与人密切接触产品的涂层上的重金属含量的测试,包括玩具涂层,食品包装上的涂层等。其中EN 标准规定的方法被ISO以及多个国家采用或使用,同时它的内容也在不断地修订和更新中。在EN (1988)中要求用AAS(原子吸收光谱仪)来进行测定,在EN(1994,2000)标准中则不规定用什么类型的仪器,只要求仪器的检出限能够达到限量值的1/10即可。EN (1994,2000)中还规定对8种元素的测试结果乘上矫正系数后进行数值校正。在最新版的EN 中检测元素达到了19种,分别为铝、锑、砷、钡、硼、镉、铬(Ⅲ)、铬(Ⅵ)、钴、铜、铅、锰、汞、镍、硒、锶、锡、有机锡、锌,此标准将于2013年7月21日生效。

1.2 总的重金属含量测试原理

总的重金属含量测试是指对干燥后的涂膜,采用适宜的前处理方法将被测元素全部转化为适合测定的状态,然后采用合适的分析仪器测定处理后试验溶液中的重金属元素含量。

1.2.1 国内有关涂料中总的重金属含量测试的标准

GB 24409—2009 汽车涂料中有害物质限量;

GB 24408—2009 建筑用外墙涂料中有害物质限量;

GB 24613—2009 玩具用涂料中有害物质限量;

GB/T 6822—2007 船体防污防锈漆体系(有机锡防污剂含量);

HG/T 2445—91 各色硝基铅笔漆;

HG/T 2446—91 各色硝基铅笔底漆;

HG/T 3952—2007 阴极电泳涂料;

HJ/T 303—2006 环境标志产品技术要求 家具;

GB/T 13452.1—1992 色漆和清漆 总铅含量的测试;

GB/T 22788—2008 玩具表面涂层中总铅含量的测定;

SN/T 2792—2011 进出口家具涂层中特定元素迁移量及总铅含量的测定。

1.2.2 国际上有关涂料中总的重金属含量测试的标准

ASTM F963—2011中规定了总铅的测试,涂层中的总铅含量小于90×。

美国联邦法规规范(16CFR 1303)规定家具、玩具等消费品中的涂料涂层总铅限量不大于600×,后来经CPSIA指令规定,限量值变为90×。

ASTM E (2007)热板法或微波溶解法连续分析铅含量用干漆样品制备的标准实施规程。

CPSC-CH-E.1(2011)测定涂料和其他类似表面涂层中铅的标准作业程序。

IEC62321:2008(Ed 1.0)为电子电气产品间隙溢油过量中铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚的测试提供标准方法。

2000/53/EC 关于报废汽车的技术指令,欧盟议会和理事会于2000年9月18日颁布,规定了禁止使用含有铅、汞、镉和六价铬等重金属的材料。

2 对标准按内容进行分类

2.1 规定进行重金属测试的涂料产品标准

玩具用涂料:GB 24613—2009 玩具用涂料中有害物质限量;QB/T 2359—2008 玩具表面涂层技术条件;GB/T 23991—2009 涂料中“可溶性”有害元素含量测定;GB/T 23994—2009 与人体接触的消费产品用涂料中特定有害元素限量。

汽车涂料:GB 24409—2009 汽车涂料中有害物质限量。

木器涂料:HJ/T 414—2007 环境标志产品技术要求 室内装饰装修用溶剂型木器涂料;HG/T 3828—2006 室内用水性木器涂料;GB 18584—2001 室内装饰装修材料 木家具中有害物质限量。

防水涂料:HJ 457—2009 环境标志产品技术要求 防水涂料;GB/T 23446—2009 喷涂聚脲防水涂料;JC 1066—2008 建筑防水涂料中有害物质限量。

粉末涂料:HG/T 2006—2006 热固性粉末涂料。

内墙涂料:GB 18582—2008 室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量。

外墙涂料:GB 24408—2009 建筑用外墙涂料中有害物质限量。

水性涂料:HJ/T 201—2005 环境标志产品技术要求水性涂料。

油墨:HJ/T 371—2007 环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨。

2.2 规定进行重金属测试的颜填料标准

GB/T 6890—2000 锌粉,测铅、铬和铁;

HG/T 2456—2009 铝粉浆,测铅;

GB/T 20785—2006 氧化铬绿,测总铬和“可溶性”铬;

GB/T 3184—2008 铬酸铅颜料和钼铬酸铅颜料,测总铅和“可溶性”的铅含量。

3 涂料产品认证中的重金属测试

国家对涉及人类健康和安全,动植物生命和健康,以及环境保护和公共安全的产品实行强制性认证制度。如欧盟的CE认证、美国的UL认证,我国为3C认证(China Compulsory Certifi cation),于2002年开始实行。涂料产品的强制性国家标准中涉及重金属测试的标准有:GB 18581—2001,GB 18582—2001,GB18581—2009,GB 18582—2008,GB 18584—2001,GB 24613—2009,GB 8771—2007,GB 6675—2003。国家认证认可监督管理委员会(CNCA)于2004年1月19日以第6号公告形式公布了溶剂型木器涂料为实施3C认证的装饰装修产品之一,执行的强制标准为GB 18581—2009。

涂料产品的另一认证为环保标志认证又被称为十环认证,由环保部指定中环联合(北京)认证有限公司为唯一认证机构通过文件审核,现场检查,样品检测3个步骤来确定产品是否达到了环保标准的要求。通过其认可,就可以被授予环保涂料的称号,可以在其包装上使用十环标志,表明其产品与同类产品相比低毒少害,节约资源。目前涂料产品的环境标志认证的检测标准有HJ/T 201—2005,HJ/T 414—2007,HJ/T 371—2007,HJ/T303—2006。

4 标准中的重金属测试方法

进行重金属测试的涂料标准中,包括方法标准、产品标准、强制标准等。标准中由于有些标准的标龄较长,制订的检测方法已经落后,无法参考。总体来说在2000年以后制订的比较多,这段时间我国的经济和社会有了长足的发展,涂料的生产和需求旺盛,人的环保意识增强,迫切需要一些标准来进行规范和保障。

重金属测试方法主要有几大类:化学容量法,分光光度法,原子吸收光谱法,电感耦合等离子发射光谱法,原子荧光光谱法,极谱法,氢化物发生法,X荧光光谱法。2000年初,原子吸收光谱仪是实验室内进行有害元素含量测量使用的主要仪器,不过原子吸收光谱仪只能对单个元素进行测试,使用起来不是很方便。而ICP-OES可同时对多个元素进行测试,方便快捷,且由于炬管内的温度很高,测试难溶元素也很方便,其使用率已逐步的提高,在一些大型的质检机构都已配制ICP-OES进行重金属含量的测试。在2012年7月由国家认证认可监督管理委员会(CNCA)组织,由广东出入境检验检疫局检疫技术中心轻工实验室具体实施完成的“家具表面油漆涂层中总铅含量的测定”能力验证中(项目编号为CNCA-12-A14),有61家实验室参加,主要使用AAS或ICPOES仪器来进行分析,其中使用ICP-OES进行测试的有34家,占据了一半多的比率。从标准中制订的方法也可看出,比如GB 18581—2009相比2001版,其已不再规定使用AAS进行测试,而只是说明使用合适的仪器进行测试,如ICP-OES。

“可溶性”重金属的测试结果都有限量值,在EN 与ISO 中的各个元素测试结果的限量值为铅≤90 mg/kg,镉≤75 mg/kg,汞≤60 mg/kg,铬≤60mg/kg,砷≤25 mg/kg,锑≤60 mg/kg,硒≤500 mg/kg,钡≤1 000 mg/kg。总含量的值一般控制为铅≤1 000 mg/kg(0.1%),镉≤100 mg/kg(0.01%),汞≤1 000 mg/kg(0.1%),六价铬≤1 000 mg/kg(0.1%)。这些指标的规定已经很宽泛,对于大多数的涂料产品可以满足要求。我国的GB 18581—2009和GB18582—2008中对重金属的规定也都是取自EN 。

5 结语

重金属元素由于其毒性较大,是许多标准制订中控制的项目,在食品包装、纺织服装、石油化工类产品标准中都必须控制。其主要分为“可溶性”的重金属测试(国外称为特定元素的迁移)和总的重金属含量的测试。在使用涂料标准进行重金属的检测时,要首先确定检测项目的属性,是“可溶性”重金属测试还是总含量的测试,然后再明确使用何种前处理方法,检测仪器等。涂料重金属的检测标准中由于有些标龄较长,方法不够先进、快捷,在使用过程中应尽量避免采用此类标准,选择较新的标准进行检测。

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