內(nèi)墻涂料的甲醛凈化效率測試分析

■樊 娜 ■上海市建筑科學研究院，上海市 200032

1 前言

目前在我國甲醛是污染最為嚴重的室內(nèi)空氣污染物之一［1］。被WHO 確認為可疑致癌物和致畸形物質(zhì)［2］之一。內(nèi)墻涂料是建筑工程最常用的建筑裝飾材料之一。內(nèi)墻涂料的使用會對室內(nèi)空氣質(zhì)量產(chǎn)生正反兩方面的直接影響［3-4］。其一，室內(nèi)涂刷的建筑涂料可直接或分解后向室內(nèi)散發(fā)有害污染物。其二，涂料常以較大面積裝飾的方式在建筑室內(nèi)使用，從而與室內(nèi)空氣形成大面積的接觸，且常常與板材、家具等被用于同一室內(nèi)區(qū)域。這兩個特點使涂料成為空氣凈化材料的理想載體，促使人們開始研發(fā)能凈化甲醛等室內(nèi)污染物的內(nèi)墻涂料產(chǎn)品。

目前已經(jīng)有許多廠家開發(fā)出了甲醛凈化型的內(nèi)墻涂料產(chǎn)品［5，6，7］。研究新型涂料去除空氣污染物的性能評價方法勢在必行［8］。因此，本實驗以JC/T1074《空氣凈化功能墻面涂敷材料凈化性能》為主要測試方法依據(jù)，進行了一些探索性的工作。

2 實驗部分

2.1 儀器與設(shè)備

2.1.1 測試艙

采用兩個1m3的測試艙(厚度8mm 鋼化浮法玻璃制造)，艙底中心位置放置一個功率為15W 的風扇和四個不銹鋼樣品架。

2.1.2 涂料試樣板

將一定量的產(chǎn)品均勻涂刷到4 塊500mm* 500mm 的玻璃板的一個表面，設(shè)計負荷比為1m2/m3。涂刷后放入恒溫恒濕室中養(yǎng)護7d 后進行測試試驗。

2.2 測試依據(jù)和方法

取樣方法參照《涂料產(chǎn)品的取樣》GB3186-82，艙內(nèi)空氣使用恒流泵采樣，空氣中的甲醛濃度使用GB/T18204.2 所述酚試劑法進行分析。

3 測試結(jié)果與討論

3.1 艙體平行性測試和優(yōu)化

3.1.1 兩個小型測試艙的平行性能測試

本文以甲醛為例，研究兩個小型測試艙的平行性。

首先，考察不注入甲醛時，兩個平行艙的艙體吸附性能、風扇混勻程度、清洗等引起的甲醛本底濃度的差別。在兩平行艙中分別注入1.0mg 甲醛溶液后，開啟艙口并打開測試房間的門窗，通風換氣，2h 后用水清洗兩平行艙。待兩平行艙敞口自然風干后，分別封閉兩艙，并開啟空調(diào)和風扇，開始計時。每半小時采樣一次，分析兩平行艙內(nèi)的甲醛濃度。并將結(jié)果繪制成圖2。

圖2 無甲醛注入時兩平行艙本底濃度比較圖

由圖2 可以發(fā)現(xiàn)，1.0h 之后，兩平行艙的甲醛濃度基本一致，均為0.03mg/m3，說明此時左、右兩個艙體的本底濃度達到一致，且此后一直保持一致。可見這兩個平行測試艙的本底平行性較好。即每次不同的實驗后，經(jīng)過通風換氣和清洗的方法就可以使得兩個平行測試艙的本底濃度都回歸到0.03mg/m3。保證了不同時間內(nèi)獲得各組實驗數(shù)據(jù)不會相互影響，因而具有極強的可比性。

其次，我們需要了解同一組實驗時，兩測試艙隨時間平行性。保持兩平行艙的溫度和濕度基本相同，分別注入1.0mg 甲醛溶液，分別在1h、5h、9h、19h、24h 時同時采樣，圖3 所示為兩平行艙中的甲醛濃度變化圖。其中1hl表示注入甲醛1h 后，左邊測試艙中的甲醛濃度，1hr則表示此時右艙中的甲醛濃度。

圖3 為兩平行艙的甲醛濃度變化圖

從圖3 可以發(fā)現(xiàn):在各個采樣點處，左右兩平行艙的濃度相差均比較小，其差值范圍在0.01mg/m3～0.03mg/m3之間。說明兩測試艙的在測試條件下的同步性較好。用這兩個平行測試艙可以比較準確的反映和測試涂料對于甲醛的凈化性能。

3.1.2 空白測試艙的時間重現(xiàn)性能測試

為了解小型空氣質(zhì)量平行測試艙的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性和時間平行性。在4 個月時間內(nèi)，通過12 組實驗分析了R 艙即空白測試艙的時間平行性。圖4 為在不同組測試實驗中，進樣24h 后空白測試艙中的甲醛濃度值(進樣量均為1.0mg)。

圖4 各組測試中進樣24h 后空白測試艙中的甲醛濃度變化圖

從圖4 中不難發(fā)現(xiàn)，所有測試中進樣24h 后空白測試艙中的甲醛濃度值始終保持在0.6mg/m3～0.7mg/m3之間，且在后三個月逐漸更趨穩(wěn)定，說明該空白測試艙的時間重現(xiàn)性比較好。即實驗數(shù)據(jù)的可重復性比較好。

3.2 涂料的甲醛凈化性能測試

在本文中，還對由兩個不同廠家提供的四類具有甲醛凈化效果的涂料進行了測試。實驗共計9 組。

圖6 四種涂料的24h 甲醛去除效率圖

圖6 為測試的四種不同涂料在使用24h 后，對甲醛的凈化效率圖。四種不同的涂料所參雜的甲醛的有效凈化成分各不相同。

A 涂料測試數(shù)據(jù)共兩組，兩組中甲醛凈化有效成分添加量不同，該涂料的24h 甲醛凈化效率在65%～75%之間，隨著有效成分的增加，凈化效率也有所增加。在B 涂料的三組測試中，其24h 甲醛凈化效率在20%～45%之間，其效率隨單位質(zhì)量涂料中所含的有效成分的增加而增加，但相對而言，該涂料中的有效成分對于甲醛的凈化效率較低。C涂料是該廠家新近發(fā)現(xiàn)的一種涂料配方，處于初步測試階段，其24h 甲醛凈化效率高達95%，是一種可有效的去除測試艙內(nèi)甲醛的內(nèi)墻涂料產(chǎn)品。在D 涂料的三組測試中，其24h 甲醛凈化效率在66%～77%之間，同樣，該涂料對甲醛的24h 去除效率也是隨著單位質(zhì)量涂料中凈化有效成分的增加而提高。

可見，在涂料中添加的去除甲醛的有效成分是決定該涂料甲醛去除效率的最關(guān)鍵因素。一般來說，單位質(zhì)量涂料中所含的凈化有效成分越多，其效率就會越高。但過多的添加有效成分可能反而會影響涂料本身的性能。多次測試表明;用此平行測試艙系統(tǒng)測試誤差較小，獲得的實驗數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律與其預期研發(fā)規(guī)律基本一致，且獲得的凈化效率值準確。實驗數(shù)據(jù)的可重復性好。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，本文所建立的小型空氣質(zhì)量平行測試艙系統(tǒng)的具有較好的平行性，樣品艙和空白艙的衰減速率基本一致，且該測試系統(tǒng)具有很好的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性。而受廠家委托測試的四種涂料產(chǎn)品的測試數(shù)據(jù)準確，各組數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律科學合理.可見，這一測試系統(tǒng)可廣泛用于內(nèi)墻涂料的甲醛凈化效率測試中。

此外，該測試艙系統(tǒng)還存在著一些不足，如:進樣方法不夠精確、艙體絕對吸附量未知、混勻不夠迅速、甲醛濃度衰減較快等，需要我們進一步探討和解決。

［1］范金周.室內(nèi)空氣中甲醛污染的危害及檢測方法的研究［J］.科技信息.2007，29:8～9.

［2］翟淑妙，黎曉儼.甲醛的暴露與健康效應［J］.環(huán)境與健康雜志.1994，11(5):238～240.

［3］顧逸平，許戌令，李曉平.健康型建筑內(nèi)墻涂料的研究［J］.化學建材.2001(4):38～39.

［4］丁浩，陳榮坤.建筑涂料的制造使用特點與室內(nèi)空氣質(zhì)量［J］.新材料產(chǎn)業(yè).2004(131):33～38.

［5］陳麗瓊，李榮先.摻銀納米TiO2內(nèi)墻涂料的制備及性能研究［J］.新型建筑材料.2007(6):60～62.

［6］王曉強，施利毅，張劍平等.凈化空氣多功能內(nèi)墻涂料的制備及其性質(zhì)研究.化學建材.2005，21(6):9～11.

［7］鄧林，許順紅，楊紅剛.光催化建筑涂料的制備及性能研究.資源與環(huán)境.2006.29:182～183.

［8］宋瑞金，崔九思，陳烈賢.納米光催化涂料去除空氣污染物凈化效果的評價.環(huán)境與健康雜志.2004.21(4):231～232.