漆膜厚度对测定涂料中可溶性铅 铬含量的影响
李静 尹继凯 钱叶苗
海洋化工研究院（山东青岛266071）
摘要：用火焰原子吸收法测定涂料中可溶性铅、铬含量，在室温、盐酸酸度、搅拌速度等条件恒定的情况下，考察了漆膜厚度、粉碎颗粒大小对实验结果的影响。试验表明测试结果受漆膜厚度、粉碎颗粒大小的影响很大。
关键词：火焰原子吸收法 可溶性 铅含量测定 铬含量测定 涂料
中图分类号：TQ630.7+2
涂料作为一种装饰、防护材料已应用到人们生活的很多方面，如内墙、家具、玩具、文具等。如果这些与人体密切接触的涂料中含有的铅、铬、镉、汞等重金属超标，会对人体健康带来极大危害。可溶性重金属的测定是模拟儿童误将这些漆膜吞到胃里的情况，用与人体胃酸接近的0.07mol/L稀盐酸溶液萃取涂料干膜，测得溶液中的重金属含量。
可溶性重金属含量的测定方法基本相同，即按比例混合各组分样品并搅拌均匀后，涂在玻璃板或聚四氟乙烯板（已用酸浸泡过）上，充分干燥后取下漆膜，或者直接从基体材料上取下涂层作为测试试样，用一定的粉碎方式粉碎漆膜并过0.5mm的金属筛。称取0.5g试样粉末，加入25mL0.07mol/L稀盐酸，调节pH在1.0~1.5之间，搅拌或振荡1h后静置1h，用孔径为0.45μm的微孔滤膜过滤。滤液用火焰原子吸收或ICP测定铅、铬、镉的含量，用氢化物发生原子吸收或者原子荧光测试汞元素的含量。
实验中有多个因素会影响实验数据。文献[1]报道，盐酸酸度（pH为1.00、1.15、1.20、1.30、1.40、1.50时各有不同的数据产生）、萃取时间、粉碎颗粒的大小都会影响涂料中可溶性铅含量测定的结果。本文旨在比较不同漆膜厚度和粉碎颗粒大小对测定可溶性铅、铬的影响，因此控制文献中提到的上述影响因素为恒定值，在此条件下进行实验。
1·实验部分
1.1 仪器与试剂
仪器：AA-6300CF原子吸收分光光度计，岛津公司；PCLS-10型精密氯度计（有测pH功能），上海康仪仪器有限公司；pH电极，上海康仪仪器有限公司；磁力搅拌器，IKA；西贝乐粉碎机，上海帅佳电子有限公司；BS224S电子天平，Sartorius；
DHG-9075A型电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；QSX-21A型厚度计，天津建筑仪器厂。
试剂及溶液：盐酸，分析纯，北京化工厂；铅标准溶液、铬标准溶液，国家钢铁研究总院。
1.2 实验方法
将某溶剂型木器涂料样品搅拌均匀，刮涂在15cm×20cm的玻璃板上（预先用1+1硝酸溶液浸泡过夜，清洗干净并干燥）。一部分板涂得厚些，使干膜厚度为（100±10）μm，一部分板涂得薄些，使干膜厚度为（30±5）μm。烘干后将相同厚度的漆膜收集在一起粉碎作为一批样品。前处理过程见表1。然后用火焰原子吸收法检测溶液中的Pb、Cr含量。标准溶液为现配现用。
表1 溶剂型木器涂料中重金属含量测定前处理记录过程
1.3 结果计算
1.3.1 试样中可溶性铅、铬的含量按以下公式计算：
式中：
ω—试样中可溶性金属的含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；
ρ0—空白溶液的测试浓度，单位为毫克每升（mg/L）；
V—盐酸溶液的定容体积，单位为毫升（mL）；
F—试验溶液的稀释倍数；
m—称取的试样量，单位为克（g）。
1.3.2 结果的校正
由于测试方法精确度的原因，标准要求在测试结果的基础上进行校正。铅、铬的校正系数均为30%，即得到的结果减去30%。
2·结果与讨论
2.1 漆膜厚度的影响
不同厚度的漆膜各制备了3批，粉碎方式相同，粉碎程度大致相同，每批测两个平行样，按表1的条件进行测试，实验结果见表2和图1。
表2 不同厚度的漆膜的测试结果
图1 不同膜厚漆膜测得的可溶性铅、可溶性铬含量
以上结果可以看出，在环境温湿度、pH值、搅拌速度等条件相同的情况下，由于漆膜厚薄不同产生的数据差别较大。膜厚（100±10）μm和膜厚（30±5）μm的两组数据中，可溶性铅的相对偏差为23.5%，可溶性铬的相对偏差为23.6%。可溶性铅的限量值是≤90mg/kg，两个测定结果均超标，判为不合格；可溶性铬的限量值是≤60mg/kg，但两个测定结果中，一个在限量值内，一个超出限量值，在判定上造成分歧。
2.2 粉碎颗粒大小的影响
将膜厚30μm左右的漆膜用两种不同的粉碎方式粉碎，过筛后的样品，一份颗粒大，一份颗粒小。按表1的条件进行测试，结果见表3和图2。
表3 膜厚30μm左右粉碎程度不同的漆膜的测试结果
图2 膜厚30μm左右粉碎程度不同的漆膜测得的可溶性铅、可溶性铬含量
以上结果表明，在制备的漆膜厚度相近的情况下，样品颗粒大的可溶性铅和铬的测定值低，样品颗粒小的则测定值高，这是由样品粉碎程度不同、称取的样品粒度分布不同造成的。
由表2、表3表明，制备的漆膜厚，颗粒大，可溶性金属含量的测定值低，漆膜薄、颗粒小则测定值高。这是因为漆膜颗粒的比表面积大的重金属更容易溶出，测定值升高，反之亦然。另据文献[1]中讨论的诸多因素对结果的影响，可以推论：凡是利于溶出的实验条件都会使测定值升高，如漆膜薄、粉碎颗粒小、室内温度高、酸度大等，都会导致测定值升高。
本方法作为评价涂料中可溶性金属含量水平的一种方法，不同于涂料中总铅含量的测定，得到的测定值并不是“真值”，而是反映在一定条件下重金属溶出的情况。标准限于方法精确度的原因，也对结果进行了校正。但是在某些情况下仍会产生判定方面的分歧。如果要得到较为统一的结果，就需要统一前处理方法和实验参数，以提高结果的一致性。
3·结论
以上实验表明，在室温、pH值、搅拌速度、粉碎方式等条件相同的情况下，由于漆膜厚薄、粉碎颗粒大小不同产生的可溶性铅、可溶性铬的测试数据差别较大。可以推论，凡是利于元素溶出的实验条件都会使测定值升高。如果要得到较为统一的结果，就需要统一前处理方法和实验参数，以提高结果的一致性。
参考文献：
[1]张永刚,黄宁,陈瑞芳,等.影响涂料中的“可溶性”铅含量测定的因素.涂料工业[J],2006,36(10):51-55.
[2]张孝东,季军宏.涂料中重金属测定的前处理方法概述.上海涂料[J],2006,44(3):32-36.
[3]GB/T9758.1-7,1988.色漆和清漆“可溶性”金属含量的测定[S].
[4]玩具安全—第三部分:某些元素的转移[S].EN71-3-1995A1:2000
漆膜厚度对测定涂料中可溶性铅 铬含量的影响
李静 尹继凯 钱叶苗
海洋化工研究院（山东青岛266071）
摘要：用火焰原子吸收法测定涂料中可溶性铅、铬含量，在室温、盐酸酸度、搅拌速度等条件恒定的情况下，考察了漆膜厚度、粉碎颗粒大小对实验结果的影响。试验表明测试结果受漆膜厚度、粉碎颗粒大小的影响很大。
关键词：火焰原子吸收法 可溶性 铅含量测定 铬含量测定 涂料
中图分类号：TQ630.7+2
涂料作为一种装饰、防护材料已应用到人们生活的很多方面，如内墙、家具、玩具、文具等。如果这些与人体密切接触的涂料中含有的铅、铬、镉、汞等重金属超标，会对人体健康带来极大危害。可溶性重金属的测定是模拟儿童误将这些漆膜吞到胃里的情况，用与人体胃酸接近的0.07mol/L稀盐酸溶液萃取涂料干膜，测得溶液中的重金属含量。
可溶性重金属含量的测定方法基本相同，即按比例混合各组分样品并搅拌均匀后，涂在玻璃板或聚四氟乙烯板（已用酸浸泡过）上，充分干燥后取下漆膜，或者直接从基体材料上取下涂层作为测试试样，用一定的粉碎方式粉碎漆膜并过0.5mm的金属筛。称取0.5g试样粉末，加入25mL0.07mol/L稀盐酸，调节pH在1.0~1.5之间，搅拌或振荡1h后静置1h，用孔径为0.45μm的微孔滤膜过滤。滤液用火焰原子吸收或ICP测定铅、铬、镉的含量，用氢化物发生原子吸收或者原子荧光测试汞元素的含量。
实验中有多个因素会影响实验数据。文献[1]报道，盐酸酸度（pH为1.00、1.15、1.20、1.30、1.40、1.50时各有不同的数据产生）、萃取时间、粉碎颗粒的大小都会影响涂料中可溶性铅含量测定的结果。本文旨在比较不同漆膜厚度和粉碎颗粒大小对测定可溶性铅、铬的影响，因此控制文献中提到的上述影响因素为恒定值，在此条件下进行实验。
1·实验部分
1.1 仪器与试剂
仪器：AA-6300CF原子吸收分光光度计，岛津公司；PCLS-10型精密氯度计（有测pH功能），上海康仪仪器有限公司；pH电极，上海康仪仪器有限公司；磁力搅拌器，IKA；西贝乐粉碎机，上海帅佳电子有限公司；BS224S电子天平，Sartorius；
DHG-9075A型电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；QSX-21A型厚度计，天津建筑仪器厂。
试剂及溶液：盐酸，分析纯，北京化工厂；铅标准溶液、铬标准溶液，国家钢铁研究总院。
1.2 实验方法
将某溶剂型木器涂料样品搅拌均匀，刮涂在15cm×20cm的玻璃板上（预先用1+1硝酸溶液浸泡过夜，清洗干净并干燥）。一部分板涂得厚些，使干膜厚度为（100±10）μm，一部分板涂得薄些，使干膜厚度为（30±5）μm。烘干后将相同厚度的漆膜收集在一起粉碎作为一批样品。前处理过程见表1。然后用火焰原子吸收法检测溶液中的Pb、Cr含量。标准溶液为现配现用。
表1 溶剂型木器涂料中重金属含量测定前处理记录过程
1.3 结果计算
1.3.1 试样中可溶性铅、铬的含量按以下公式计算：
式中：
ω—试样中可溶性金属的含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；
ρ0—空白溶液的测试浓度，单位为毫克每升（mg/L）；
V—盐酸溶液的定容体积，单位为毫升（mL）；
F—试验溶液的稀释倍数；
m—称取的试样量，单位为克（g）。
1.3.2 结果的校正
由于测试方法精确度的原因，标准要求在测试结果的基础上进行校正。铅、铬的校正系数均为30%，即得到的结果减去30%。
2·结果与讨论
2.1 漆膜厚度的影响
不同厚度的漆膜各制备了3批，粉碎方式相同，粉碎程度大致相同，每批测两个平行样，按表1的条件进行测试，实验结果见表2和图1。
表2 不同厚度的漆膜的测试结果
图1 不同膜厚漆膜测得的可溶性铅、可溶性铬含量
以上结果可以看出，在环境温湿度、pH值、搅拌速度等条件相同的情况下，由于漆膜厚薄不同产生的数据差别较大。膜厚（100±10）μm和膜厚（30±5）μm的两组数据中，可溶性铅的相对偏差为23.5%，可溶性铬的相对偏差为23.6%。可溶性铅的限量值是≤90mg/kg，两个测定结果均超标，判为不合格；可溶性铬的限量值是≤60mg/kg，但两个测定结果中，一个在限量值内，一个超出限量值，在判定上造成分歧。
2.2 粉碎颗粒大小的影响
将膜厚30μm左右的漆膜用两种不同的粉碎方式粉碎，过筛后的样品，一份颗粒大，一份颗粒小。按表1的条件进行测试，结果见表3和图2。
表3 膜厚30μm左右粉碎程度不同的漆膜的测试结果
图2 膜厚30μm左右粉碎程度不同的漆膜测得的可溶性铅、可溶性铬含量
以上结果表明，在制备的漆膜厚度相近的情况下，样品颗粒大的可溶性铅和铬的测定值低，样品颗粒小的则测定值高，这是由样品粉碎程度不同、称取的样品粒度分布不同造成的。
由表2、表3表明，制备的漆膜厚，颗粒大，可溶性金属含量的测定值低，漆膜薄、颗粒小则测定值高。这是因为漆膜颗粒的比表面积大的重金属更容易溶出，测定值升高，反之亦然。另据文献[1]中讨论的诸多因素对结果的影响，可以推论：凡是利于溶出的实验条件都会使测定值升高，如漆膜薄、粉碎颗粒小、室内温度高、酸度大等，都会导致测定值升高。
本方法作为评价涂料中可溶性金属含量水平的一种方法，不同于涂料中总铅含量的测定，得到的测定值并不是“真值”，而是反映在一定条件下重金属溶出的情况。标准限于方法精确度的原因，也对结果进行了校正。但是在某些情况下仍会产生判定方面的分歧。如果要得到较为统一的结果，就需要统一前处理方法和实验参数，以提高结果的一致性。
3·结论
以上实验表明，在室温、pH值、搅拌速度、粉碎方式等条件相同的情况下，由于漆膜厚薄、粉碎颗粒大小不同产生的可溶性铅、可溶性铬的测试数据差别较大。可以推论，凡是利于元素溶出的实验条件都会使测定值升高。如果要得到较为统一的结果，就需要统一前处理方法和实验参数，以提高结果的一致性。
参考文献：
[1]张永刚,黄宁,陈瑞芳,等.影响涂料中的“可溶性”铅含量测定的因素.涂料工业[J],2006,36(10):51-55.
[2]张孝东,季军宏.涂料中重金属测定的前处理方法概述.上海涂料[J],2006,44(3):32-36.
[3]GB/T9758.1-7,1988.色漆和清漆“可溶性”金属含量的测定[S].
[4]玩具安全—第三部分:某些元素的转移[S].EN71-3-1995A1:2000
粉末涂料以及涂装技术应用领域继
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