JC/T 2040-2022《负离子功能建筑室内装饰材料》新版标准解读

王静 冀志江 刘蕊蕊 赵春艳 郭春红

摘 要：本文对JC/T 2040-2022《负离子功能建筑室内装饰材料》新修订版标准进行了解读。从目前负离子功能装饰材料产业现状、标准修订意义、详细技术要求和试验方法的确定、试验验证情况等方面进行了具体介绍。让从业人员充分了解认识新修订标准内容，更好地指导该领域技术进步和产业发展。

关键词：负离子功能，空气离子量，建筑装饰材料，放射性辐射

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.01.031

Interpretation of JC/T 2040-2022 ，Indoor decorative materials with the function of negative air ion

WANG Jing* JI Zhi-jiang LIU Rui-rui ZHAO Chun-yan GUO Chun-hong

（State Key Laboratory of Green Building Materials， China Building Materials Academy）

Abstract： This paper interprets the revised version of JC/T 2040-2022， Indoor decorative materials with the function of negative air ion. The present situation of the negative ion functional decorative materials industry， significance of standards revision， technical requirements， test methods， and experimental verification details of the newly revised standard are expounded in detail. The interpretation of this standard can enable practitioners to fully the revised content， and better guide the technical progress and industrial development in this fi eld.

Keywords： negative ion function， air ion content， building decoration materials， radioactive radiation

1 负离子功能装饰材料的产业化现状和标准修订意义

根据大地测量学和地理物理学国际联盟大气联合委员会采用的理论，空气负离子是O2-（H2O）n、OH-（H2O）n 和CO4-（H2O）2。医学研究表明空气中负离子量多对人体增强免疫力、增强记忆力、消除疲劳、稳定情绪等有好处，对环境影响是通过负离子与空气中带正电荷的尘埃结合，降尘同时减少空气中细菌病毒，因很多空气微生物会附着在尘埃上，空气负离子又俗称空气维生素[1]。因此国外早在二十世纪六七十年代就有负离子设备在医院（病人康复）和体育场馆（运动员体能）等方面的应用，2000年左右国内开始了负离子功能材料及各类制品的研发，到2005年统计资料显示这方面的研发达到一个小高潮，负离子功能电子产品、纺织品、建材产品陆续推出。

目前在淘宝等网上搜索“负离子”产品，能够搜到很多品类的产品都有负离子功能，如空气净化器、湿度调节器、电吹风、汽车氧吧、玻璃摆饰、毛绒玩具、头发护理、洗发精、熏香及熏香炉、床上保健用品、功能纤维、枕芯、按摩用品等家居用品，建筑装饰材料方面有负离子功能的产品有瓷砖、涂料、壁纸壁布、木地板等。可以说负离子功能产品涉及很多产业，从行业调查看，通过添加负离子功能材料为传统建筑装饰产品增加负离子功能的产品占比很大，据不完全统计国内有百家以上企业从事相关产品的研发和生产。这类产品因为能改善环境空气质量而受到市场的关注。

为了配合规范产品市场的发展，中国建材研究总院牵头陆续制定出台了JC/T 1016-2006《材料负离子功能测试方法》、HG/T 4109-2009《负离子功能涂料》、JC/T 2040-2010《负离子功能建筑室内装饰材料》、JC/T 2012-2010《电气石 电气石粉》等标准，为负离子功能建材产品的规范发展提供了标准支撑。随后又制定出台了GB/T 28628-2012《材料诱生空气离子量测试方法》和JC/T 2110-2012《室内空气离子浓度测试方法》两项负离子测试方面的方法标准，代替JC/T 1016标准的GB/T 28628实施后，JC/T 1016标准自行废止。另一方面由于受材料产生负离子功能同时伴生副作用的技术瓶颈难突破的影响，直至2014年左右负离子功能建材产品市场没有大的发展。2014年以后建筑陶瓷企业通过技术攻关，将负离子功能材料应用到陶瓷砖产品上，同時规避了功能材料的副作用，从而使负离子功能建材产品的品种、质量等得到扩大和发展。

2010年出台的JC/T 2040《负离子功能建筑室内装饰材料》标准已不能涵盖现有市场上的负离子建材产品种类，技术指标已落后现有产品技术水平，且测试方法引用的标准已废止。为了更好地引领规范这类产品的市场发展及技术进步，引导企业为消费者提供安全可靠且健康的好产品，主编单位中国建材科学研究总院联合相关的负离子功能建材产品企业共同对JC/T 2040标准进行了修订，并于2022年出台了新版标准。

2 新修订版标准的详细技术要求和试验方法

负离子功能建筑内饰材料的要求除了各类产品常规性能要满足相应产品国标或行标要求外，本标准主要规定两部分要求，第一部分是材料诱生空气离子量技术要求，第二部分是材料安全性要求。标准重点是对两项技术要求的试验方法和试验细节的研究确定。

2.1 材料诱生空气离子量测试方法研究及指标确定

2.1.1 材料诱生空气离子量测试方法研究

目前市场上对材料诱生负离子量有两种测试方法，一种是静态法，另一种是动态法。静态法测试是中国建材研究总院根据材料产生负离子特性，联合国内高校微电子领域专家教授共同研发的针对材料的静态离子测试系统。这套系统直接测试样品表面诱生的空气离子浓度情况，采用计算机程序自动控制，集合了离子收集、处理、记录、绘图等一系列操作过程，实现了长时间连续测试，统计科学的记录测试结果。静态测试方法早在2006年形成行业标准JC/T 1016《材料负离子发生量的测试方法》，随后于2012年形成国家标准GB/T 28628《材料诱生空气离子量测试方法》，目前很多检测机构和企业都依据此国家标准对材料类产品进行负离子量检测。

动态法采用带有强制排风系统的数显、便携式仪器，它是通过循环空气测试空间中的空气离子浓度，主要用于评价空间的空气离子浓度高低[2]。动态法测试空气离子的浓度有两大问题，一是测试过程受环境影响大，比如空气扰动、声波振动、人员动作摩擦、电场磁场、洁净度、温湿度等环境因素都会影响测试过程和结果；二是动态法测试仪器一般是便携式仪器，不能做到连续长时间监测，且这种仪器测试空气中几万几十万的量级准确度要高些，对于材料产生的几百几千的量级测试精度偏差较大。因此对材料负离子量的测量，动态法仪器测试数据的稳定性和重复性都差于静态法。当然动态法仪器测试的优势就是方便，仪器可以随时带到不同地方测试，环境空间中测试多使用动态法仪器，行业标准JC/T 2110《室内空气离子浓度测试方法》就是规定的动态法测试空间中负离子量。

根据两种测试方法的原理、适用性等特点，结合本标准的测试对象，以及前期测试实践，选择静态法作为本标准的负离子量试验方法。

2.1.2 各类材料诱生空气离子量指标确定

在2010版标准中规定的负离子量指标值>5×106ions/（s·m2），在HG/T 4109《负离子功能涂料》标准中规定的负离子量指标值>3.5×106ions/（s·m2）。当时规定的指标是综合考虑负离子量和安全性两个指标而确定的指标值。本次修订先对近三年在总院检测中心测试的样品结果进行了统计，具体见表1。

从检测数据看，四类产品负离子量超过1×107ions/（s·m2）的样品量有119个，占总样品数的48%，超过5×107ions/（s·m2）的样品量有27个，占总样品数的11%。虽然高数据的样品占比很高，但考虑到安全性要同时达标，不鼓励企业追求高负离子量，但同时制备工艺技术比十年前有提升，瓷砖等产品能够做到具有一定负离子量又能安全性达标，因此本标准修订确定A类（瓷砖板材类产品）诱生空气离子量≥8×106ions/（s·m2），B类（涂装材料类产品）和C类（壁纸壁布类产品）诱生空气离子量≥5×106ions/（s·m2）。

2.2 材料安全性测试方法研究及指标确定

2.2.1 材料安全性测试方法研究

自然界产生空气负离子的途径有勒纳德（Lenard）效应、宇宙射线、土壤放射性物质衰变产生的射线、人工电晕放电、雷电现象、极性材料摩擦等。当水滴飞散时会产生负离子，细微的水滴带正电，周围的空气便会带负电，发现此现象的是获得诺贝尔物理奖的德国物理学家勒纳德，这一现象被称为Lenard效应。因此海边、瀑布附近空气负离子浓度较高，空气清新，有益健康。在高空中宇宙射线强，空气离子浓度也较大。在低层的大气中，使空气电离的主要能量来源是放射性物质衰变产生射线（如α、β和γ射线）及其子体（如氦核He42+）。土壤、矿物材料中放射性含量高则离子的产生率也高。

那么材料能够产生负离子的途径主要是极性材料和放射性材料。所以最早的负离子材料研究主要集中于极性矿物电气石材料[3]，电气石矿物所具有的自极化特性可在晶体表面自然形成正负极，其表面电场对接触的水分子产生电离，形成羟基离子（OH-）和氢离子（H+），OH-又会与空气中水分子结合成水合羟基离子OH-（H2O）n （n=8～10）即空气负离子。但电气石材料产生负离子的量有限，有的电气石伴生含放射性的矿物材料，检测出负离子量高。后来有些材料企业就研究应用一些放射性矿物材料作为产生负离子材料来增加制品的负离子量。这就对应用技术提出高要求，制品在具备负离子功能的同时，又不能对环境和人体带来危害，安全性要符合要求。因此负离子功能产品一定要有安全性检测。

提到放射性就让人联想到癌症死亡，其实人类生活的环境处处有放射辐射，来自宇宙空间的多种带电放射性粒子连续不断地向地球照射，地壳本身存在放射性核素（主要有40K、87Rb、222Rn和235U等），它们在衰变过程中释放出α、β和γ射线，不仅对人产生外照射，而且空气中的氡及其子体很易随空气进入体内，人体本身以及大多数物质也都是辐射源。

有关放射性辐射方面的评判从大的方面说有两种方式：一是针对放射性材料的辐射能力，用放射性活度描述放射源的放射强度，指一定量的放射性核素在单位时间里发生衰变的核数，活度的单位是秒的倒数，称为贝克（Bq）[4]。放射性物质的放射性活度与其质量之比称为放射性比活度，單位可以是Bq/kg。建材行业GB 6566《建筑材料放射性核素限量》标准中就用放射性比活度来对材料辐射能力进行衡量。二是针对人体吸收辐射的情况用辐射剂量衡量，辐射剂量是以人体组织器官每单位质量所吸收的辐射能量来计算，较为完整的衡量模式是“当量剂量”，是反映各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应强弱的辐射量，它的计算单位是“西弗（Sv）”，或是“毫西弗（mSv）”。国际安全标准规定，人体每年在正常环境本底辐射之外，所受辐射剂量的上限是1毫西弗。同样量的不同核素放射源，发出的粒子能量、种类不同，在同样条件下测量剂量是不同的，照射剂量还与放射源的距离相关。当量剂量是辐射对人体危害程度的描述，和放射源的照射剂量不同，是反映的人体吸收剂量。在辐射保护基本安全标准中规定公共照射年有效剂量限值为1mSv，职业照射工作人员年有效剂量限值不大于50mSv。有资料显示我国公众所受天然辐射照射年有效剂量为3.1mSv，世界平均为2.4mSv。

有企业提出产品采用辐射剂量测试，结果辐射剂量增量大约在0.1～15μSv，而目前市场上的瓷砖辐射剂量增量大约在0.4～0.6μSv，虽然从数值看离安全标准规定的剂量限值差很多，但限值标准是年照射时间、多种辐射照射累计的限量值，单独一个产品一个时间的剂量测试值与标准年剂量限值没有可比性。

综合以上分析，针对材料产品的放射性安全评价，采用GB 6566放射性比活度测试，内、外照射指数来评价更科学合理。

因为GB 6566是国家强制性标准，涉及材料放射性方面的测试及指标都应以此标准为基准，因此本标准在安全性指标方面也依据GB 6566标准指标要求。 负离子功能内饰材料主要是室内使用的建筑装饰材料，因此要达到GB 6566标准中A类装饰装修材料指标要求。

2.2.2 放射性测试样品试验方法确定

放射性测试方面，具体方法依据GB 6566标准中方法。试样准备方面有调整，主要是涂裝材料类产品多为液态，使用时一公斤涂料产品能够涂刷大约3～6平米的墙面，和板材、壁纸类产品一样，应该以上墙后最终使用状态进行产品放射性测试，而不应将液态产品直接放入容器中测试。如果只是简单将液态产品烘干，然后进行放射性测试，也不能反映样品使用状态下放射性情况，与板材、壁纸类产品也缺少了可比性。为了便于涂刷样板后剥离取下，结合产品实际使用状态要配腻子层的情况，以及增强与板材、壁纸类产品的可比性，标准编制组经研究确定“涂装材料类试样：在已涂刷1.5kg普通腻子底材的4块500mm×500mm平板玻璃上涂刷试样，涂刷量按照产品说明书中规定的涂刷量涂刷，在室温自然条件下干燥7d，然后从玻璃板上铲下腻子和试样涂层，尽量粉碎，取1kg待测。”

按照确定的实验方法进行放射性测试，结果见表2。

2.2.3 收集样品并进行两个指标的实验验证

共收集10家企业17个实验验证样品，其中木质板材2个样品，壁纸壁布4个样品，涂料类样品11个。涂料类样品放射性测试时样品制备采用底层腻子配套面层涂料，正常涂刷制板，7天干燥后铲下然后测试放射性。具体结果见表3。

从表3看出，17个样品中负离子测试结果只有2个样品未达标，合格率88%；放射性只有8个样品达标，合格率47%；两项指标全部达标的只有6个样品，合格率35%。考虑放射性指标是保障产品安全性的重要指标，依据的GB 6566标准也是国家强制执行的产品安全标准，因此虽然合格率低，但指标不能放松，安全性必须要达到GB 6566中A类产品要求。

负离子诱生量的指标根据前期各类材料测试数据及本次实验验证数据统计分析，确定了瓷砖板材类、涂装材料类、壁纸壁布类产品的指标限值，合理的指标值以引导企业不要过高追求负离子量，而是负离子量与安全性平衡兼顾。

3 新修订版标准对行业发展的促进意义

本标准综合了市场调研和实验验证，确定了几类产品负离子诱生量指标和安全性指标，对于目前市场上这类产品个别企业盲目追求高负离子量而忽视安全性问题更明确了双指标约束和具体的测试方法。此标准的修订实施将对负离子功能产品的质量保障、产品科学宣传、市场规范发展等都起到积极促进作用。通过此标准让产品增加健康功能性的同时，更安全环保，让消费者使用更放心，符合建材行业提出的“宜业尚品造福人类”发展理念。

参考文献

[1]冀志江，王静，墙面健康涂装蓝皮书[M]. 北京.中国建材工业出版社，2017.

[2]Japanese Industrial Standards Committee Divisional Council on Consumer Life.Standard for measuring methods of airborne ion density：JIS B9929-2006[S].日本：日本标准出版社，2006.

[3]冀志江，金宗哲，梁金生，等. 电气石的电极性及在环境保护中的应用[J].2002年材料科学与工程新进展（上）—2002年中国材料研讨会论文集.2002（1）： 920-923.

[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.建筑材料放射性核素限量：GB 6566-2010[S].北京：中国标准出版社，2010.9.

作者简介

王静，通信作者， 硕士研究生，教授级高级工程师，研究方向为生态环境功能建材。

（责任编辑：袁文静）