内墙涂料的甲醛净化效率测试分析

■樊 娜 ■上海市建筑科学研究院，上海市 200032

1 前言

目前在我国甲醛是污染最为严重的室内空气污染物之一［1］。被WHO 确认为可疑致癌物和致畸形物质［2］之一。内墙涂料是建筑工程最常用的建筑装饰材料之一。内墙涂料的使用会对室内空气质量产生正反两方面的直接影响［3-4］。其一，室内涂刷的建筑涂料可直接或分解后向室内散发有害污染物。其二，涂料常以较大面积装饰的方式在建筑室内使用，从而与室内空气形成大面积的接触，且常常与板材、家具等被用于同一室内区域。这两个特点使涂料成为空气净化材料的理想载体，促使人们开始研发能净化甲醛等室内污染物的内墙涂料产品。

目前已经有许多厂家开发出了甲醛净化型的内墙涂料产品［5，6，7］。研究新型涂料去除空气污染物的性能评价方法势在必行［8］。因此，本实验以JC/T1074《空气净化功能墙面涂敷材料净化性能》为主要测试方法依据，进行了一些探索性的工作。

2 实验部分

2.1 仪器与设备

2.1.1 测试舱

采用两个1m3的测试舱(厚度8mm 钢化浮法玻璃制造)，舱底中心位置放置一个功率为15W 的风扇和四个不锈钢样品架。

2.1.2 涂料试样板

将一定量的产品均匀涂刷到4 块500mm* 500mm 的玻璃板的一个表面，设计负荷比为1m2/m3。涂刷后放入恒温恒湿室中养护7d 后进行测试试验。

2.2 测试依据和方法

取样方法参照《涂料产品的取样》GB3186-82，舱内空气使用恒流泵采样，空气中的甲醛浓度使用GB/T18204.2 所述酚试剂法进行分析。

3 测试结果与讨论

3.1 舱体平行性测试和优化

3.1.1 两个小型测试舱的平行性能测试

本文以甲醛为例，研究两个小型测试舱的平行性。

首先，考察不注入甲醛时，两个平行舱的舱体吸附性能、风扇混匀程度、清洗等引起的甲醛本底浓度的差别。在两平行舱中分别注入1.0mg 甲醛溶液后，开启舱口并打开测试房间的门窗，通风换气，2h 后用水清洗两平行舱。待两平行舱敞口自然风干后，分别封闭两舱，并开启空调和风扇，开始计时。每半小时采样一次，分析两平行舱内的甲醛浓度。并将结果绘制成图2。

图2 无甲醛注入时两平行舱本底浓度比较图

由图2 可以发现，1.0h 之后，两平行舱的甲醛浓度基本一致，均为0.03mg/m3，说明此时左、右两个舱体的本底浓度达到一致，且此后一直保持一致。可见这两个平行测试舱的本底平行性较好。即每次不同的实验后，经过通风换气和清洗的方法就可以使得两个平行测试舱的本底浓度都回归到0.03mg/m3。保证了不同时间内获得各组实验数据不会相互影响，因而具有极强的可比性。

其次，我们需要了解同一组实验时，两测试舱随时间平行性。保持两平行舱的温度和湿度基本相同，分别注入1.0mg 甲醛溶液，分别在1h、5h、9h、19h、24h 时同时采样，图3 所示为两平行舱中的甲醛浓度变化图。其中1hl表示注入甲醛1h 后，左边测试舱中的甲醛浓度，1hr则表示此时右舱中的甲醛浓度。

图3 为两平行舱的甲醛浓度变化图

从图3 可以发现:在各个采样点处，左右两平行舱的浓度相差均比较小，其差值范围在0.01mg/m3～0.03mg/m3之间。说明两测试舱的在测试条件下的同步性较好。用这两个平行测试舱可以比较准确的反映和测试涂料对于甲醛的净化性能。

3.1.2 空白测试舱的时间重现性能测试

为了解小型空气质量平行测试舱的数据重现性和时间平行性。在4 个月时间内，通过12 组实验分析了R 舱即空白测试舱的时间平行性。图4 为在不同组测试实验中，进样24h 后空白测试舱中的甲醛浓度值(进样量均为1.0mg)。

图4 各组测试中进样24h 后空白测试舱中的甲醛浓度变化图

从图4 中不难发现，所有测试中进样24h 后空白测试舱中的甲醛浓度值始终保持在0.6mg/m3～0.7mg/m3之间，且在后三个月逐渐更趋稳定，说明该空白测试舱的时间重现性比较好。即实验数据的可重复性比较好。

3.2 涂料的甲醛净化性能测试

在本文中，还对由两个不同厂家提供的四类具有甲醛净化效果的涂料进行了测试。实验共计9 组。

图6 四种涂料的24h 甲醛去除效率图

图6 为测试的四种不同涂料在使用24h 后，对甲醛的净化效率图。四种不同的涂料所参杂的甲醛的有效净化成分各不相同。

A 涂料测试数据共两组，两组中甲醛净化有效成分添加量不同，该涂料的24h 甲醛净化效率在65%～75%之间，随着有效成分的增加，净化效率也有所增加。在B 涂料的三组测试中，其24h 甲醛净化效率在20%～45%之间，其效率随单位质量涂料中所含的有效成分的增加而增加，但相对而言，该涂料中的有效成分对于甲醛的净化效率较低。C涂料是该厂家新近发现的一种涂料配方，处于初步测试阶段，其24h 甲醛净化效率高达95%，是一种可有效的去除测试舱内甲醛的内墙涂料产品。在D 涂料的三组测试中，其24h 甲醛净化效率在66%～77%之间，同样，该涂料对甲醛的24h 去除效率也是随着单位质量涂料中净化有效成分的增加而提高。

可见，在涂料中添加的去除甲醛的有效成分是决定该涂料甲醛去除效率的最关键因素。一般来说，单位质量涂料中所含的净化有效成分越多，其效率就会越高。但过多的添加有效成分可能反而会影响涂料本身的性能。多次测试表明;用此平行测试舱系统测试误差较小，获得的实验数据所反映的规律与其预期研发规律基本一致，且获得的净化效率值准确。实验数据的可重复性好。

4 总结与展望

综上所述，本文所建立的小型空气质量平行测试舱系统的具有较好的平行性，样品舱和空白舱的衰减速率基本一致，且该测试系统具有很好的数据重现性。而受厂家委托测试的四种涂料产品的测试数据准确，各组数据所反映的规律科学合理.可见，这一测试系统可广泛用于内墙涂料的甲醛净化效率测试中。

此外，该测试舱系统还存在着一些不足，如:进样方法不够精确、舱体绝对吸附量未知、混匀不够迅速、甲醛浓度衰减较快等，需要我们进一步探讨和解决。

［1］范金周.室内空气中甲醛污染的危害及检测方法的研究［J］.科技信息.2007，29:8～9.

［2］翟淑妙，黎晓俨.甲醛的暴露与健康效应［J］.环境与健康杂志.1994，11(5):238～240.

［3］顾逸平，许戌令，李晓平.健康型建筑内墙涂料的研究［J］.化学建材.2001(4):38～39.

［4］丁浩，陈荣坤.建筑涂料的制造使用特点与室内空气质量［J］.新材料产业.2004(131):33～38.

［5］陈丽琼，李荣先.掺银纳米TiO2内墙涂料的制备及性能研究［J］.新型建筑材料.2007(6):60～62.

［6］王晓强，施利毅，张剑平等.净化空气多功能内墙涂料的制备及其性质研究.化学建材.2005，21(6):9～11.

［7］邓林，许顺红，杨红刚.光催化建筑涂料的制备及性能研究.资源与环境.2006.29:182～183.

［8］宋瑞金，崔九思，陈烈贤.纳米光催化涂料去除空气污染物净化效果的评价.环境与健康杂志.2004.21(4):231～232.