气相色谱法测定溶剂型木器涂料中苯系物含量

摘 要：本文采用气相色谱法测定溶剂型木器涂料中苯系物含量，通过优化和改进气相色谱测试条件，建立适合的苯系物测试方法。使用气相色谱-质谱联用仪定性，以正庚烷为内标物，乙酸乙酯为稀释剂，用气相色谱（FID）对溶剂型木器涂料的质控样品进行测定。结果表明，质控样品中苯、甲苯、乙苯和二甲苯的测定值均在其测量不确定范围内，相对标准偏差（n=6）为0.68%～3.31%，满足方法测定要求。该方法准确可靠，重复性好，适用于溶剂型木器涂料中苯系物的测定。

关键词：气相色谱法，溶剂型木器涂料，苯系物

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.11.032

溶剂型木器涂料种类繁多，具有施工简便、干燥快、耐磨，耐腐蚀等特点，是建筑业常用的装饰装修材料。用于室内装饰装修的溶剂型木器涂料大部分以有机物为溶剂，由稀释剂，树脂，填料等组成。在国外，溶剂型涂料的生产应用已被明令禁止或受限，2004年欧盟已立法严禁生产和使用溶剂型涂料，目前我国仍在大量使用[1]。由于木器涂料的性质及组成，在施工以及使用过程中能够造成室内空气质量下降，以及有可能产生影响人体健康的有害物质挥发性有机化合物（VOC）、苯、甲苯、二甲苯等。随着社会的发展，苯系物污染问题越来越来越受到人们的重视，而苯系物对人体健康的危害较大，短时间吸入后，会引起神经衰弱、眩晕、头痛等症状，长时间接触后，会导致人体基因的突变，严重的会造成障碍性贫血和白血病[2]。苯系物污染已被世界卫生组织确定为强烈致癌物质[3-5]，故应对其含量严加控制。

目前我国依据GB 18581-2020《木器涂料中有害物质限量》和GB/T 23990-2009《涂料中苯、甲苯、乙苯和二甲苯含量的测定 气相色谱法》对木器涂料中苯系物含量进行检测和分析[6-7]。本文选用的溶剂型木器涂料质控样品为硝基清漆，其基体较为复杂，且质控样品中含有的部分酯类物质会对苯系物的检测有一定的干扰。按照标准给出的色谱条件，不能很好地将样品中的干扰组分和苯系物分离开，导致样品的测定结果不准确。通过优化和改进色谱测试条件，使用DB-624色谱柱能较好地分离各组分，从而准确地测出质控样品中苯系物的含量。

1 实验部分

1.1 试剂

乙酸乙酯（色谱纯）；正庚烷（色谱纯）；苯、甲苯、乙苯、对（间）二甲苯、邻二甲苯（色谱纯）；溶剂型木器涂料质控样品（有证书）。

1.2 主要仪器

气相色谱仪：Agilent 8890（带FID检测器、分流装置、尾吹气装置）；Agilent 7890B-5977气相色谱-质谱联用仪；色谱柱：6%氰丙基苯基/94%聚二甲基硅氧烷毛细管柱（DB-624，60m×250μm×1.4μm）；电子天平（精确至0.1 mg）。

1.3 色谱条件

DB-624毛细色谱柱（60m×250μm×1.4μm）；进样口温度：280 ℃；检测器温度：280 ℃；程序升温：初始温度50 ℃保持10 min，以8 ℃/min升至90℃保持2 min，再以25 ℃/min升至200 ℃并保持5min；分流比：20：1；载气流速：2 mL/min；氢气流量为35 mL/min；空气流量为350 mL/min。

2 试验方法

2.1 校正因子的测定

分别称取一定量（精确至0.1 mg）的苯、甲苯、乙苯、二甲苯和与被测化合物相近数量的内标物正庚烷于同一配样瓶中，加入5 mL乙酸乙酯稀释混合，密封配样瓶并摇匀，在1.3色谱条件下进行分离和测定，用微量注射器取1.0 μL校准化合物注入气相色谱仪中，记录色谱图，各校准化合物的色谱图如图1所示。

根据被测化合物的峰面积及称量的质量，分别计算被测化合的相对校正因子，计算结果见1。

2.2 试样的测定

2.2.1 定性分析

将样品搅拌均匀，称取约2 g的样品，用5 mL乙酸乙酯稀释摇匀，样品经离心过滤，取1.0 μL注入气相色谱-质谱联用仪中，确定是否存在被测化合物。

2.2.2 试样配制

将样品搅拌均匀，称取约2 g的试样及0.04 g左右的内标物正庚烷于配样瓶中（精确至0.1mg），用5 mL乙酸乙酯稀释混匀，在1.3色谱条件下，用微量注射器取1.0 μL已離心过滤的试样注入气相色谱仪中，记录峰面积，计算样品中苯系物的含量。

3 结果与讨论

3.1 色谱柱的选择

溶剂型木器涂料成分比较复杂，用气相色谱仪（GC-FID）定性，容易发生定性错误的情况，导致检测结果不准确，采用气相色谱－质谱联用仪定性可以有效避免类似情况的发生[8]。溶剂型木器涂料质控样品经气相色谱-质谱联用仪定性含有乙酸仲丁酯，而甲苯和乙酸仲丁酯的沸点均在111 ℃左右，出峰时间非常接近。使用DB-1色谱柱（50×320 μm×0.25 μm），对质控样品进行测定分析，样品中其他各组分能够很好地分离开，但甲苯和乙酸仲丁酯的分离效果不理想，出峰时间分别为甲苯（7.014 min）和乙酸仲丁酯（7.179min）。气相色谱在1.3条件下，使用DB-624色谱柱（60m×250m×1.4 m）对质控样品进行分离和测定，记录色谱图如图2所示。

从图2可看出，在DB-624色谱柱中，甲苯和乙酸仲丁酯得到了很好的分离，苯、乙苯、二甲苯的分离也较理想，故选择分离效果较好的DB-624毛细管色谱柱进行试验。

3.2 质控样品中苯系物的测试结果

按照步骤2.2.2处理质控样品，用气相色谱仪在1.3条件下对样品进行测定分析，根据GB/T 23990-2009《涂料中苯、甲苯、乙苯和二甲苯含量的测定气相色谱法》的式（2）分别计算出质控样品中被测化合物的含量、相对误差，计算结果见表2。

从表2可以看出质控样品中包含的苯系物组分别为苯、甲苯、乙苯、二甲苯，其中二甲苯为对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的含量之和。按本文的方法对不同浓度的质控样品进行检测，质控样品的测定值均在其测量不确定度范围内，准确度高，满足方法测定要求。

3.3 质控样品中苯系物的精密度

按本文的方法对不同浓度的质控样品各平行测定6次，计算质控样品的平均值、标准偏差、相对标准偏差，结果见表3。

由表3可以看出，质控样品中苯、甲苯、乙苯和二甲苯的相对标准偏差（n =6）为0.68%～3.31%，重复性好，符合GB/T 23990-2009《涂料中苯、甲苯、乙苯和二甲苯含量的测定 气相色谱法》A法中测试结果相对偏差<5%的要求。

4 结 论

溶剂型木器涂料的成分较复杂，用气相色谱仅依据各组分的保留时间进行定性，容易导致定性错误的情况发生，用气相色谱-质谱联用仪进行定性，可以排除干扰来避免定性误判。本文对气相色谱的测定条件进行了优化和改进，采用分离效果较好的DB-624毛细管色谱柱，用气相色谱（FID），以正庚烷为内标物，乙酸乙酯为稀释剂，来测定溶剂型木器涂料中苯系物的含量。通过对质控样品的测定，可知质控样品中苯系物的测定值均在其测量不确定度范围内，相对标准偏差（n =6）为0. 68%～3. 31%，该方法准确度和精密度均较好，检测结果准确可靠，适用于溶剂型木器涂料中苯系物的测定。

参考文献

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木器涂料中有害物质限量：GB 18581—2020.[S].

涂料中苯、甲苯、乙苯和二甲苯含量的测定 气相色谱法：GB/T23990-2009.[S].

顾鑫，石强，赵伟.气相色谱-质谱法检测油漆中苯系物改进方法[J].广州化工，2022，50（16）：103-105.

作者简介

马涛，本科，助理工程师，研究方向为有机化学。

（责任编辑：袁文静）