GB18581—××××
附录A
(规范性附录)
挥发性有机化合物含量(VOC)的测定
A.1原理
试样经
气相色谱法测试,如未检测出含有沸点大于250℃的有机化合物,所测试的挥发分数值即为产品的VOC 含量;如测试出含有沸点大于250℃的有机化合物,则对试样中沸点大于250℃的有机化合物进行定性鉴定和定量分析。从挥发分(V)中扣除试样中沸点大于250℃化合物的含量(V漆)即为产品的VOC 含量。
A.2材料和试剂
A.2.1载气:氮气,纯度≥99.995%;
A.2.2燃气:氢气,纯度≥99.995%;
A.2.3助燃气:空气;
A.2.4 辅助气体(隔垫吹扫和尾吹气):与载气具有相同性质的氮气;
A.2.5内标物:试样中不存在的化合物,且该化合物能够与色谱图上其它成分完全分离。纯度至少为99%(质量分数)或已知纯度。例如:邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯等。
A.2.6校准化合物:用于校准的化合物,其纯度至少为99%(质量分数)或已知纯度。
A.2.7 稀释溶剂:用于稀释试样的有机溶剂,不含有任何干扰测试的物质。纯度至少为99%(质量分数)或已知纯度。例如:乙酸乙酯等。
A.2.8 标记物:用于按VOC定义区分VOC组分与非VOC组分的化合物。本标准规定为己二酸二乙酯(沸点251℃)。
A.3 仪器设备
A.3.1
气相色谱仪,具有以下配置
A.3.1.1 分流装置的进样口,并且汽化室内衬可更换;
A.3.1.2 程序升温控制器;
A.3.1.3 检测器
可以使用下列三种检测器中的任意一种:
A.3.1.3.1 火焰离子化检测器(FID);
A.3.1.3.2 已校准并调谐的质谱仪或其他质量选择检测器;
A.3.1.3.3 已校准的傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR光谱仪)。
注:如果选用A. 3.1.3.2或A. 3.1.3.3检测器对沸点大于250℃的有机化合物进行定性鉴定,仪器应与
气相色谱仪相连并根据仪器制造商的相关说明进行操作。
A.3.1.4 色谱柱:聚二甲基硅氧烷毛细管柱;
A.3.2 进样器:微量注射器,10μl;
A.3.3 配样瓶:约10ml的玻璃瓶,具有可密封的瓶盖;
A.3.4 天平:精度0.1mg。
A.4
气相色谱测试条件
色谱柱:聚二甲基硅氧烷毛细管柱,30m×0.25mm×0.25μm或相当的型号;
进样口温度:300℃;
检测器:FID,温度:300℃;
柱温:起始温度160℃保持1min,然后以10℃/min升至290℃保持15min;
载气流速:1.2ml/min;
分流比:分流进样,分流比可调;
进样量:1.0μl。
注:也可根据所用仪器的性能及待测试样的实际情况选择最佳的
气相色谱测试条件。
A.5 测试步骤
A.5.1 密度
按产品明示的配比混合各组分样品,搅拌均匀后,按GB/T 6750的规定测定试样的密度(ρ)。试验温度:(23±2)℃。
A.5.2 聚氨酯类涂料的光泽按GB/T 9754的规定进行,测试时将主剂与固化剂、稀释剂按产品明示的配比混合后,用槽深为(100±2)μm的湿膜制备器制备样板。待样板干燥后,用60°镜面光泽计测试。
A.5.3 挥发分(V)
按产品明示的配比混合各组分样品,搅拌均匀后,按GB/T 1725的规定测定试样的挥发分(V)含量。试验条件:(105±2)℃/3h。
A.5.4 挥发性有机化合物(VOC)
A.5.4.1 试样中不含沸点大于250℃有机化合物的VOC含量的测定
如式样经A.5.4.2.2定性分析未发现含有沸点大于250℃的有机化合物,按公式(A.1)计算试样的VOC含量。
VOC=V×ρ×1000…………………………………………………(A.1)
式中:
VOC ——试样的VOC含量,单位为克每升(g/L);
V ——试样中挥发分的质量分数;
ρ——(23±2)℃时试样的密度,单位为克每毫升(g/ml);
1000——转换因子。
A.5.4.2 试样中含沸点大于250℃有机化合物的VOC含量的测定
A.5.4.2.1色谱仪参数优化
按A.4中的色谱测试条件,每次都应该使用已知的校准化合物对其进行最优化处理,使仪器的灵敏度、稳定性和分离效果处于最佳状态。
A.5.4.2.2 定性分析
将标记物注入色谱仪中,测定其在聚二甲基硅氧烷毛细柱上的保留时间,以便按3.1给出的VOC定义确定色谱图中的积分起点。
按产品明示的配比混合各组分样品,搅拌均匀后,将其注入色谱仪,记录色谱图,并对每种保留时间高于标记物的化合物进行定性鉴定。优先选用的方法是
气相色谱仪与质量选择检测器(A.3.1.3.2)或FT-IR光谱仪(A.3.1.3.3)联用,并使用A.4中给出的
气相色谱测试条件。
A.5.4.2.3 校准
A.5.4.2.3.1如果适合校准用的化合物可购买到,应使用下列方法测定相对校正因子。
A.5.4.2.3.1.1校准样品的配制:分别称取一定量(精确至0.1mg)A.5.4.2.2鉴定出的各种校准化合物于配样瓶(A.3.3)中,称取的质量与待测试样中各自的含量应在同一数量级。再称取与待测化合物相同数量级的内标物(A.2.5)于同一配样瓶中,用适量稀释溶剂(A.2.7)稀释混合物,密封配样瓶,并摇匀。
A.5.4.2.3.1.2相对校正因子的测试:在与测试试样相同的
气相色谱测试条件下按A.5.4.2.1的规定优化仪器参数。将适当数量的校准化合物注入
气相色谱仪中,记录色谱图,按公式(A.2)分别计算每种化合物的相对校正因子:
…………………………………………………………(A.2)
式中:
Ri——化合物i的相对校正因子;
mci——校准混合物中化合物i的质量,单位为克(g);
mis——校准混合物中内标物的质量,单位为克(g);
Ais——内标物的峰面积;
Aci ——化合物i的峰面积。
平行测试两次,Ri值取两次测试结果的平均值,其相对偏差应小于5%,保留三位有效数字。
A.5.4.2.3.2若出现未能定性的色谱峰或者校准用的有机化合物未商品化,则假设其相对校正因子为1.0。
A.5.4.2.4试样的测试
A.5.4.2.4.1试样的配制:按产品明示的配比混合各组分样品,搅拌均匀。称取搅拌均匀后的试样2g(精确至0.1mg)以及与被测物相同数量级的内标物(A.2.5)于配样瓶(A.3.3)中,加入适量稀释溶剂(A.2.7)(以能进样为宜)于同一配样瓶中稀释试样,密封配样瓶,并摇匀。
A.5.4.2.4.2 按校准时的最优化条件设定仪器参数。
A.5.4.2.4.3将标记物(A.2.8)注入
气相色谱仪中,记录其在聚二甲基硅氧烷毛细管柱上的保留时间,以便按3.1给出的VOC定义确定色谱图中的积分起点。
A.5.3.2.4.4 将1.0μl按A.5.3.2.4.1配制的试样注入
气相色谱仪中,记录色谱图,并记录各种保留时间高于标记物的化合物峰面积,然后按公式(A.3)分别计算试样中所含的各种沸点大于250℃化合物的质量分数。
………………………………………………………(A.3)
式中:
V漆i——试样中沸点大于250℃化合物i的质量分数,单位为克每克(g/g);
Ri——化合物i的相对校正因子;
mis——内标物的质量,单位为克(g);
ms——试样的质量,单位为克(g);
Ai ——化合物i的峰面积;
Ais——内标物的峰面积。
平行测试两次,V漆i值取两次测试结果的平均值。
A.5.4.2.4.5 试样中沸点大于250℃化合物的含量按公式(A.4)计算。
…………………………………………………………(A.4)
式中:
V漆 ——试样中沸点大于250℃化合物的质量分数。
A.5.4.2.5 试样中沸点小于等于250℃ VOC的含量按公式(A.5)计算。
VOC=(V- V漆)×ρ×1000……………………………………………(A.5)
式中:
VOC——试样中沸点小于等于250℃的VOC含量,单位为克每升(g/L);
V——试样中挥发物的质量分数;
V漆——试样中沸点大于250℃化合物的质量分数;
ρ——(23±2)℃时试样的密度,单位为克每毫升(g/ml);
1000——转换因子。
A.6 精确性
A.6.1 重复性
同一操作者,在同一实验室内,使用同一仪器,在一定的时间间隔内,对同一试样进行测试所测得的结果的相对偏差应小于5%。
A.6.2 再现性
不同的操作者,在不同的实验室内,对同一试样进行测试所测得的结果的相对偏差应小于10%。