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1、第 6 章 室内装修装饰材料中有害物质限量及测定 6.1 人造板及其制品中甲醛释放限量与测定（GB 18580-2001） 6.2 溶剂型木器涂料中有害物质限量与测定（GB 18581-2001） 6.3 内墙涂料中有害物质限量与测定（GB 18582-2001） 6.4 胶粘剂中有害物质限量与测定（GB 18583-2001） 6.5 木器家具中有害物质限量与测定（GB 18584-2001） 6.6 壁纸中有害物质限量与测定（GB 18585-2001） 6.7 聚氯乙烯卷材地板中有害物质限量与测定（GB 18586-2001） 6.8 地毯、地毯衬垫及地毯胶粘剂中有害物质限量与测定（GB
2、 18587-2001） 6.9 混凝土外加剂中释放氨的限量与测定（GB 18588-2001） 6.10 建筑材料放射性核素限量及测定（GB 6566-2001）,1,6.1 人造板及其制品中甲醛释放限量与测定,6.1.1 人造板材及其制品中甲醛的来源 人造板包括胶合板、刨花板和中密度纤维板等，主要用于家具制造、室内装饰和装修。这些人造板材在制作中绝大部分采用脲醛树脂或改性的脲醛胶，在一定条件下这些板材产生甲醛释放，主要有以下3 种方式： (1)制胶时尿素没有和甲醛完全反应，使胶中含有一部分游离甲醛，游离甲醛的浓度高低与所采用的摩尔比和制胶工艺有关； (2)板材热压过程中胶粘剂固化不彻底，胶
3、中一部分不稳定结构，如醚键、经甲基键、亚甲基等，发生分解而放出甲醛； (3)板材在堆放和使用过程中，由于受到外界温度、湿度、水分作用，固化后体型结构发生分解而释放甲醛。 人造板材释放甲醛的过程是一个持续的过程，而且释放量随着季节和气温的变化而变化，将长期影响着室内环境。,2,6.1.2 人造板及其制品中甲醛释放限量 在我国，根据GB18580-2001室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量规定了不同测定方法下人造板材的甲醛释放限量值，见表6-1。 表6-1 人造板及其制品中甲醛释放限量 （1）E1为可直接用于室内的人造板、E2为必须饰面处理后允许可用于室内的人造板； E0为最新国标(GB
4、/T1802-2007) 浸渍纸层压木质地板。 （2）仲裁时用气候箱法，又称环境测试舱法。,3,6.1.3 测定人造板中甲醛的释放量的方法: 穿孔萃取法、干燥法和气候箱法三种，具体如下。 (1)穿孔萃取法 适用于中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板和定向刨花板等。其原理是，将溶剂甲苯与样板共热，通过液-固萃取使甲醛从板材中溶解出来，然后将溶有甲醛的甲苯通过穿孔器与水进行液-液萃取，再把甲醛转溶于水中。水溶液中甲醛含量用乙酰丙酮比色法测定，结果用100g干的样板中被萃取出的甲醛量（mg)表示。 (2)干燥器法 适用于胶合板、装饰单板贴面胶合板、细木工板、饰面人造板等。其原理是，在干燥器底部放置盛有
5、蒸馏水的结晶皿，在其上方固定的金属支架上放置样板，释放出的甲醛被蒸馏水吸收后作为样品溶液。用乙酰丙酮比色法测定样品溶液中甲醛浓度(mg/ L） 。 (3)气候箱法 适用于饰面人造板。其原理是，将1m2表面积的样品放入温度、相对湿度、空气流速和空气置换率控制在一定值的气候箱内。甲醛从样品中释放出来，与箱内空气混合，在规定的试验条件下，舱内甲醛的释放量可以达到平衡。定期抽取箱内空气，将抽出的空气通过盛有蒸馏水的吸收瓶，空气中的甲醛全部融入水中；测定吸收液中的甲醛量及抽出的空气体积，计算出每立方米空气中的甲醛量（mg/m3），用甲醛分析仪或其他方法测定舱内甲醛浓度，由舱内甲醛浓度推算出单位面积材料在
6、单位时间内的平衡释放量 mg/（m2h)。抽气是周期性的，直到气候箱内的空气中甲醛浓度达到稳定状态为止。,4,干燥器法测定甲醛释放量的装置,5,穿孔萃取法测定甲醛释放量的装置,6,小型环境测试舱测定人造板甲醛释放量方法简介 小型环境试验舱又称为小型人工气候舱，简称小型舱，是进行建筑及装饰材料卫生学评价的基本设备之一。小型人工气候舱通常是指其体积在几升至几立方米之间的气候舱。体积大于l0m3的气候舱通常被认为是大型舱，而所谓的微型舱，常以毫升计。一般说来微舱的空气流速和气体交换是不能自由调节的。 小型舱是国际上欧美国家测量建材和室内产品排出的有机污染物的推荐设备。与大型舱相比，小型舱价廉，可以同
7、时进行数个舱的操作，仅需少量样品。其缺点是小型舱与真实室内环境有差别，需要将大件样品拆散。样品的代表性不够充分。 用于测试室内建筑材料和消费产品的有机污染物释放率的装置，应该包括以下几个部分：人工气候舱、清洁空气发生系统、监测和控制系统、样品收集和分析系统、标准气发生和校准系统。,7,一、概念与目的 利用小型环境测试舱（Small Environmental Test Chamber)，简称小型舱（Small Chamber)，模拟室内环境，并考虑了影响木质板材甲醛释放的各项因素（温度、湿度、空气流速和空气交换率）和过程，依照国际上通行的标准测试条件，测定舱内空气中的甲醛平衡浓度( mg/m3
8、 ) ,并推算出甲醛释放量，mg/(m2.h)。,应用小型环境气候舱测试木质人造板材中甲醛释放量，对评价具有以下目的： (1)通过木质人造板材的甲醛释放量水平确定产品的等级，以确定其能否用于室内装饰。 (2)提供不同木质人造板材的甲醛释放的测试数据，以指导现场研究和辅助对建筑物室内空气质量的评价。通过对木质人造板甲醛释放的研究，提出相应的防治室内高水平甲醛的对策。 (3)为厂家和建筑商提供有用的数据，评价其产品的甲醛的释放，开发控制其释放的措施或改良产品。,8,二、仪器和设备 1.小型环境测试舱 用于甲醛释放量测试的设备为小型环境测试舱（常用的有60L和1 m3两种），如图6-1。包括：密封舱
9、、清洁空气发生装置、加湿控制装置、环境参数（气流量、温度和湿度）的自动测量和控制装置、标准气发生和校准系统。 (1)密封舱：舱体材料为无吸附性、化学反应惰性、不释放挥发性有机化合物的不锈钢，内表面光滑。开口处必须使用具有气密的无吸附作用的密封垫圈。内装低速风扇或多孔出、进气口，保证舱内空气的充分混合。将密封舱置于恒温箱之中。 (2)清洁空气发生装置：发生和传送到密封舱中的空气必须是清洁的。清洁空气可使用无油空气压缩机抽取环境空气，然后经干燥除湿、痕量有机化合物和颗粒物的净化系统获取。 （3)加湿控制装置：密封舱空气的湿度是通过在气流中加人去离子水控制的。用于加湿的水必须不含有干扰性有机化合物。
10、 （4）环境参数的测量和控制装置：对气流量、温度和湿度均需进行测定和控制。温湿度计传感器必须置于密封舱内，接近进出气口的中心位置。 （5）标准气发生和校准系统：标准气体由加标器加人，并在混合器中与舱输出气混合均匀。 (6)尾气处理：测试舱输出的尾气，经固体吸收管后排出室外。,9,小型环境测试舱结构示意图,10,2.采样和分析装置 以舱出气口作为采样点。多支管提供了平行样品的采样。与舱输出气相接触的采样导管应使用内表面为化学惰性的材料（如玻璃、不锈钢和聚四氟乙烯），且尽可能地短，并与密封舱保持相同的温度。 甲醛自动分析仪法分析时，直接将仪器的采样头与舱出气口相连接。化学法分析时，采用气泡吸收管和
11、空气采样器采样；气相色谱法分析时，采用吸附管（内装吸附剂）和空气采样器采样。,11,3.甲醛的测量和甲醛分析仪 测试仪器为美国INTERSCAN公司产4160型甲醛分析仪。测量范围023.99mg/m3，最小读数0.012mg/m3，准确度0.024mg/m3。 读数方法为：甲醛分析仪接舱出气口，提前2分钟接甲醛仪，到预定时间点读数。该仪器采样系统为动力抽气式，气流量为1L/min。尽管该仪器在现场测量时可能会由于其他污染物的存在，出现测量偏差。但是由于小型环境气候舱由纯净空气系统供气，在测定木质板材释放的甲醛过程中也不存在其他污染物的干扰，故测量数值十分稳定、准确、重现性非常好，特别是能动态
12、观察甲醛浓度的瞬间变化规律。 由于该仪器用ppm为计量单位，故按照23时甲醛浓度转换关系式：lppm=1.236mg/m3（即0.0971ppm=0.12mg/m3），将测试数据转换为甲醛释放量的计量单位。,12,三、木质板材采样及样品处理方法 从建材市场购买来的板材存放于密闭的房间中，进行空气接触处理，同时记录存放板材地点的温度、湿度。每次实验时严格按每边去除10cm裁剪，得到30cm1Ocm大小的受试样品，使测试的负荷值(Loading Factor)为1m2/m3 (30cm10cm2面/60 L)，即样品有效面积为0.06m2 。测定时待环境气候舱运行至标准测量条件时（气温232，相对
13、湿度455，空气交换率1.0 L/min)，迅速放人样品，由该时刻起开始计算此次实验的释放时间。,四、舱试验侧试条件 舱空气温度（T)=23士0.5扩舱空气相对湿度（RH）=455.0； 舱空气交换率(N)1.0 h-10.1h-1；舱装填量（L）=1.0 m2m3。,13,五、测试步骤 1.测试舱的准备： (1)在实际测量之前，要进行舱的清洗。先用强碱性清洗剂，然后使用自来水冲洗舱内表面，最后使用去离子水冲洗。 (2)将测试舱放在温度可控制的环境中，在试验条件下通清洁空气净化处理。 (3)测量舱本底甲醛浓度，以保证本底污染水平低于分析方法的检出限。 2.板材边缘的处理： 进行舱测试时，要根据
14、木质板材的厚度对边缘进行处理，当板材的厚度O.5cm时，须用无甲醛释放的胶带或者低溶剂成分的聚氨基甲酸酯漆封边，以排除边缘释放所造成的高浓度假象；当板材的厚度0.5cm时，不作封边处理。板材边缘的截面积不计算在板材的表面积范围之内。,14,3.测试时间 板材放人环境气候舱后。先运行1小时，使舱环境达到测试要求的条件，然后迅速放人板材连续运行9h.根据预实验的结果，将测量时间分为四个区段： （1) 第0-60min为舱浓度快速增长期，每l0min测量一次； (2) 第60-150min为舱浓度缓速增长期，每30min测量一次； (3）第150-450min为舱浓度相对稳定期，每60min测量一次
15、； (4）第450-540min为舱浓度稳定期，每30min测量一次。 当甲醛浓度在四次均值的0.95-1.05范围内，并且没有进一步上升和下降的趋势，此时所获的即为平衡浓度。,15,4.装置的校准 全过程的正确操作都需要用标准气校准，和检查密封舱或管道系统。由于存在内标被木质板材吸附的可能性，内标不应加在密封舱中。对照样品的数目和分析的次数（内标、外标和平行样品）应当充足，以保证良好的质量控制。 5.实验数据的统计分析 实验数据用Origin4.1和Sigma-Plot4.0软件包进行绘图及统计分析。绘制甲醛释放曲线图象，建立甲醛释放模型。,16,6.舱空气中甲醛浓度的分析方法 舱空气中甲醛
16、浓度的测定方法分为化学法和仪器法两大类。 与化学法（如AHMT分光光度法、酚试剂分光光度法）相比，甲醛测试仪有以下几方面的优点： (1)可以测量瞬时浓度，这是研究短期甲醛释放模型的必要条件； (2)有很好的重复性，显示较高的精确度； (3)克服了非舱环境易受其他干扰物影响的弱点，读数稳定，且不出现负值现象； (4)操作简便易行，工作量小。而化学法最大的问题是相对误差较大，甚至在平行样之间都可能出现大于5的相对偏差。这对于判断是否取得了“舱平衡浓度”，造成很大的误区，常使舱平衡浓度的执行定义（即在连续四天的监测中，甲醛的浓度不再发生明显的变化，四天内的舱甲醛浓度监测数据的变异系数CV5）失去实际意义。故根据过去工作经验，认为仪器法更适合用于木质板材舱甲醛释放浓度的测试。,17,小型环境试验舱法测定人造板中甲醛释放量的实际操作和计算 开启试验舱，在上述的条件下，平衡2h,用甲醛分析仪测定舱内甲醛本底浓度。然后放入样板，
