折叠水壶产品质量安全风险监测分析

汤培勇 潘海宁 蔡向明

（上海市质量监督检验技术研究院 上海 200233）

1 产品介绍

近年来，酒店卫生问题的报道屡见不鲜，为避免使用可能存在问题的公用电水壶，经常出差、旅游的消费者更趋向于使用方便携带的折叠水壶。

折叠水壶又称为折叠液体加热器，一般由电源线、加热底座、温控装置、硅橡胶外壳等结构组成。加热底座包含发热元件，一般为金属加热管，可将电能转化为热能，通过热传导的方式使得与之直接接触的饮用水升温、沸腾。温控装置一般有自复位热断路器、热熔断体等，用以限定水温在一定范围内，并防止空烧。硅橡胶外壳因其材料特性，能够在使用后通过折叠的方式减小产品体积，以实现方便携带的功能特点。典型产品示例如图1所示。

折叠水壶使用硅橡胶材料作为外壳，以实现折叠功能。相较于玻璃、金属等材质，硅橡胶的机械性能稳定性较低。由于长期接触高温液体，而硅橡胶的物理机械性能会随温度发生变化，使用劣质材料的折叠水壶在长期使用后外壳会变软或变脆，缩短水壶的使用寿命，并可能导致沸水意外流出，造成烫伤。

由于壶体材料与饮用水直接接触。如果生产厂家为节省成本使用非食品级的硅橡胶，在高温加热过程中，可能产生重金属等有毒物质。此外，硅橡胶为多孔结构，容易吸附灰尘等物质。不注意清洁，可能积聚污物，长期饮用劣质材料加热的水可能造成健康危害。

2 行业概况

折叠水壶，属于家用液体加热器类别，属于国家强制性产品认证目录范畴，上市销售必须获得CCC认证。据统计，近年来我国有液体加热器3C获证企业一千余家，年总产值大约在百亿元左右。大多数企业集中在浙江、广东两省，多数生产企业通过OEM和ODM等委托加工形式贴牌生产。委托方往往缺乏对其生产厂的质量控制手段和能力，产品质量完全取决于生产厂的加工水平和能力，很难达到有效的控制。折叠水壶作为液体加热器的一个品类，目前并未获得较大的推广，仅有几十家企业进行生产。在产品零售渠道方面，目前绝大部分硅胶烧水壶是通过网络平台进行销售的，超市、卖场等线下渠道仅有少量产品在售。网络销售渠道的虚拟性加大了监管的难度，产品质量难以得到保证。

目前折叠水壶的品牌相对较少，市场集中度较高。常见的品牌包括苏泊尔、美的、德尔玛、北欧欧慕、小熊、九阳、生活元素、卓朗、荣事达等，Top10品牌销售占比超过80 %，市场销售额也保持着较高的年同比增长率。

3 质量安全状况分析

折叠水壶产品，主要用于加热饮用水。其使用安全风险，主要是电气安全风险、产品材料选材不合理所带来的食品安全风险等。电气安全风险包括空烧、电源线过细过长、接地措施不可靠等情况，会导致产品发热元件、电源线发热严重，防护措施失效，可能导致触电、火灾等人身伤害。

由于部分生产企业所选硅橡胶、金属不符合与食品接触材料的相关要求，经过长时间加热煮沸，硅橡胶壶体材料稳定性降低，迁移、挥发出过量的有害物质。长期饮用重金属等指标超标的水，吸入过量的有害物质，会对人体的多个组织器官产生危害，影响身体健康。

此外，由于硅橡胶的材料特性，折叠水壶的外壳在经过加热后的稳定性发生改变。一旦消费者在使用过程中意外挤压、拉伸产品，可能发生沸水溢出的情况，导致烫伤事故。

硅胶制品中有过多的可挥发性化合物，有可能迁移到食品中，造成安全隐患。挥发性物质是奶嘴产品国家强制性标准GB 4806.2-2015《食品安全国家标准奶嘴》[1]的检测项目，企业一般比较重视，而GB 4806.11-2016《食品安全国家标准食品接触用橡胶材料及制品》[2]对挥发性物质并未作出相关规定，导致产品中挥发性物质较高的情况比较普遍，对人体造成安全隐患，挥发性化合物也是近年来国内硅胶材质食品接触材料的风险关注焦点。

4 质量风险监测分析

4.1 风险监测项目

针对折叠水壶产品可能存在的潜在风险，上海市质量监督检验技术研究院开展了折叠水壶产品质量安全风险监测，共从市场上采集样品15批次，参考相关国内标准，最终选择产品风险性较大，同时日常生活中易发生的11个项目作为监测项目。详见表1。

表1 风险监测项目

非正常工作：检查产品在经受空烧、温控器短路、热断路器失效等非正常工作条件下，产品的温升、电气强度是否满足标准要求，绝缘外壳等部件是否出现异常；电源连接和外部软线：检查电源线是否满足标准要求，测试产品电源线横截面积是否符合标称值，经受拉力试验后电源线是否发生过大形变；接地措施：检查产品接地措施是否可靠固定，测试接地电阻是否满足标准要求；热空气老化（70 ℃×（166±2）h）：检查产品硅橡胶材料在热空气加速老化后拉伸强度、拉断伸长率的变化；热水老化（100 ℃×（166±2）h）：检查产品硅橡胶材料在热水加速老化后拉伸强度、拉断伸长率的变化；满沸状态倾倒试验：检查产品在加水至额定容量后煮沸状态下，放置于15 °倾斜平台上的稳定性；手把及壶体的连接强度：检查壶体在承载一定的负荷时，手把与壶体之间的连接强度、以及硅橡胶壶体与塑料或金属等壶身之间的连接强度，能否保证产品不出现把手断裂或壶体分离等现象；总迁移量：检查产品在100 ℃水中浸泡2 h条件下的总迁移量是否满足标准要求；高锰酸钾消耗量：检查产品在60 ℃水中浸泡2 h条件下的高锰酸钾消耗量是否满足标准要求；重金属：检查产品在60 ℃4 %（v/v）乙酸浸泡2 h条件下的重金属量是否满足标准要求；挥发性物质：检查产品在200 ℃的条件下加热4 h条件下的挥发性物质是否满足要求。

4.2 风险监测结果

本次风险监测折叠水壶产品共监测11个项目，其中4批次产品监测项目全部符合，占26.7 %，检验结果情况见表2。从表2可见，非正常工作、电源连接和外部软线以及接地措施项目全部符合家用和类似用途电器的安全标准要求。在硅橡胶壶体材料的检测项目中，总迁移量、高锰酸钾消耗量、重金属符合食品接触用橡胶材料及制品标准要求，热水老化（100 ℃×（166±2）h）、满沸状态倾倒试验、手把及壶体的连接强度满足参考要求，但有11批次挥发性物质超出参考值（≤0.5 %），占73.3 %，3批次热空气老化（70 ℃×（166±2）h）超出参考值（拉伸强度变化率超过25 %，拉断伸长率变化率超过25 %），占20.0 %。

表2 监测项目检验结果情况

4.3 监测结果分析

分析监测结果，折叠水壶产品质量风险主要来自以下三个方面。

4.3.1 挥发性物质

本次风险监测有11批次的样品经检测挥发性物质含量超过《法国1992年11月25日关于已经或预期接触食品、副食品和饮料的硅酮弹性体材料和制品的法令》第6条的要求（参考值：≤0.5 %），超出参考值的比率为73.3 %，挥发性物质含量在0.8～2.2 %之间。

硅橡胶婴幼儿奶嘴中挥发物化合物主要是硅氧烷低聚物和脂肪烃，最多的是烷烃，其次是硅氧烷类（D4、L4、D5、D6等）和芳烃类，也有少量的醚类、酚类、胺类等。此外，橡胶制备过程中也会添加一些助剂，如补强剂、结构控制剂、硫化剂、催化剂和颜料等。常用的补强剂是白炭黑，常用的结构控制剂有二苯基硅二醇、二甲基二甲氧硅烷、环硅氮烷、六甲基二硅氮烷等，过氧化物硫化型硅橡胶常用有机过氧化物作催化剂。

对挥发性物质含量2.2 %的折叠水壶壶体进行GC-MS分析，得到挥发性化合物主要为硅氧烷类（D4、D5、D6等），如图2所示。

八甲基环四硅氧烷（D4）具有生殖毒性，会造成肝脏损伤和雌激素效应；十甲基环五硅氧烷（D5）会对肝脏和肺等器官造成伤害，高浓度D5具有致癌性；十二甲基环六硅氧烷（D6）会刺激人体眼睛、皮肤，影响呼吸系统。此外，该类物质具有一定的毒性和生物富集性，可能对水生环境和生物多样性产生影响。2018年6月27日，欧洲化学品管理局（ECHA）将D4、D5、D6纳入高度关注物质清单（SVHC）。如果企业生产物品中存在相应物质的浓度超过0.1 %(w/w)，且该物质每年投放欧盟市场的量超过一吨，则生产商或进口商必须在6个月的时间完成通报。

硅胶制品的“二次硫化”的加工工艺是硅胶制品“挥发性物质”不合格的主要原因。通常情况下硅胶制品在成型时需要加热硫化以固化成型（一次硫化），在此阶段温度一般为180 ℃，加热时间为5 min。此时硅胶制品已成型完毕，具有完备的外观和物理性能。然而，仅经由一次硫化加工的硅胶制品通常含有少量过氧化物和二甲基硅氧烷的三聚物和四聚物，这些物质统称为可挥发物质。如果硅胶制品中有过多的可挥发性化合物，则有可能迁移到食品中，造成安全隐患。这些可挥发性物质可通过使用合适的硫化剂（如Pt催化剂）以及二次硫化工艺去除。一般硅胶使用的催化剂有：过氧化物硫化剂和Pt催化剂，过氧化物硫化剂是过氧化物引发的自由基聚合，交联硫化后会有小分子的产物产生，需要二次硫化去除小分子的产物，Pt催化是硅氢加成型，也是属于自由基聚合，而Pt催化反应属于无产物的加成型，没有小分子的产生，不需要进行二次硫化也不会产生较多的可挥发物。二次硫化指的是将一次硫化之后的产品在200 ℃的条件下加热4 h，目的是为了使硫化更彻底，性质更稳定，同时去除产品中的可挥发物。由于二次硫化耗时较长，又需要相应的设备（如烘箱），部分企业为了节约成本，常会省略这个工艺流程，造成该项目的不合格。

4.3.2 热空气老化（70 ℃×（166±2）h）

本次风险监测15批次样品中，热空气老化（70 ℃×（166±2）h）有3批次超出参考值要求。表现情况为，折叠水壶的硅橡胶材料放入70 ℃的烘箱166 h后，样品的拉断伸长率变化较大，变化率超过25 %。

硅橡胶材料的拉断伸长率反映硅橡胶材料的柔软性能。折叠水壶长期与100 ℃左右的热水接触，反复加热后，硅橡胶材料的拉断伸长率若变化较大，可能导致硅橡胶材料在受力后不够柔软（拉断伸长率下降）或太过柔软（拉断伸长率增大），在使用过程中产品不易折叠影响使用，或容易变形，使得沸水外泄，造成烫伤事故。

由于国家标准并未将该项目纳入强制性要求，因此一些生产企业（包括国内知名品牌）选择硅橡胶材料时，仅考虑电气设备、食品的国家强制性标准的要求，并未注意到此指标。

4.3.3 热水老化（100 ℃ ×（166±2）h）

“（100 ℃×（166±2）h）热水老化试验”是将试样置于纯净水中煮沸166 h，在本次风险监测中，发现有样品在连续煮沸约100 h后，水相出现了白色悬浮物，图3所示。该悬浮物质在水中较为稳定，静置7天后仍没有发现任何沉淀或上浮等分相现象，对该白色悬浮物烘干后进行红外分析确认材质，红外谱图及谱图库对比分析如图4，各基团峰最相近的是聚二甲基硅氧烷，相似率为88.55 %（未达到可定性判定的90 %）。此析出物的产生使用体验影响较明显，但从实际消费者使用的情况来讲，对同一水样进行连续加热数十小时以上的情况基本不存在，各批次试样在单次水煮加热中均无白色悬浮物出现，故该风险仅作为潜在风险提出。

5 消费提示

目前市场上的折叠水壶品牌和型号较多，外观相似，令人无从选择。消费者在选购折叠水壶时，首先应注重产品的质量和安全性，其次结合自身的需要和经济能力，选择不同类型和档次的产品。具体来说：

1）选择规模较大、产品质量和服务质量较好的知名企业。在市场上选购时不应一味追求低价，需认准CCC标志。注意甄别外观有严重缺陷的产品，壶体应无异味。

2）使用前应检查硅橡胶壶体，特别是折痕处是否有裂痕、破裂等，若出现有应力发白或者裂纹等现象，应提高警惕，小心使用；轻嗅壶体是否有异味，并手捏硅橡胶部件检查是否有发黏或变硬的情况，若有，表明硅橡胶已明显老化，建议不再使用。

3） 新购买的折叠水壶在使用前多次煮沸和清洗，尽可能减少摄入挥发性物质。