■樊 娜 ■上海市建筑科學(xué)研究院，上海市 200032

1 前言

目前在我國(guó)甲醛是污染最為嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染物之一［1］。被WHO 確認(rèn)為可疑致癌物和致畸形物質(zhì)［2］之一。內(nèi)墻涂料是建筑工程最常用的建筑裝飾材料之一。內(nèi)墻涂料的使用會(huì)對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量產(chǎn)生正反兩方面的直接影響［3-4］。其一，室內(nèi)涂刷的建筑涂料可直接或分解后向室內(nèi)散發(fā)有害污染物。其二，涂料常以較大面積裝飾的方式在建筑室內(nèi)使用，從而與室內(nèi)空氣形成大面積的接觸，且常常與板材、家具等被用于同一室內(nèi)區(qū)域。這兩個(gè)特點(diǎn)使涂料成為空氣凈化材料的理想載體，促使人們開(kāi)始研發(fā)能凈化甲醛等室內(nèi)污染物的內(nèi)墻涂料產(chǎn)品。

目前已經(jīng)有許多廠家開(kāi)發(fā)出了甲醛凈化型的內(nèi)墻涂料產(chǎn)品［5，6，7］。研究新型涂料去除空氣污染物的性能評(píng)價(jià)方法勢(shì)在必行［8］。因此，本實(shí)驗(yàn)以JC/T1074《空氣凈化功能墻面涂敷材料凈化性能》為主要測(cè)試方法依據(jù)，進(jìn)行了一些探索性的工作。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與設(shè)備

2.1.1 測(cè)試艙

采用兩個(gè)1m3的測(cè)試艙(厚度8mm 鋼化浮法玻璃制造)，艙底中心位置放置一個(gè)功率為15W 的風(fēng)扇和四個(gè)不銹鋼樣品架。

2.1.2 涂料試樣板

將一定量的產(chǎn)品均勻涂刷到4 塊500mm* 500mm 的玻璃板的一個(gè)表面，設(shè)計(jì)負(fù)荷比為1m2/m3。涂刷后放入恒溫恒濕室中養(yǎng)護(hù)7d 后進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)。

2.2 測(cè)試依據(jù)和方法

取樣方法參照《涂料產(chǎn)品的取樣》GB3186-82，艙內(nèi)空氣使用恒流泵采樣，空氣中的甲醛濃度使用GB/T18204.2 所述酚試劑法進(jìn)行分析。

3 測(cè)試結(jié)果與討論

3.1 艙體平行性測(cè)試和優(yōu)化

3.1.1 兩個(gè)小型測(cè)試艙的平行性能測(cè)試

本文以甲醛為例，研究?jī)蓚€(gè)小型測(cè)試艙的平行性。

首先，考察不注入甲醛時(shí)，兩個(gè)平行艙的艙體吸附性能、風(fēng)扇混勻程度、清洗等引起的甲醛本底濃度的差別。在兩平行艙中分別注入1.0mg 甲醛溶液后，開(kāi)啟艙口并打開(kāi)測(cè)試房間的門窗，通風(fēng)換氣，2h 后用水清洗兩平行艙。待兩平行艙敞口自然風(fēng)干后，分別封閉兩艙，并開(kāi)啟空調(diào)和風(fēng)扇，開(kāi)始計(jì)時(shí)。每半小時(shí)采樣一次，分析兩平行艙內(nèi)的甲醛濃度。并將結(jié)果繪制成圖2。

圖2 無(wú)甲醛注入時(shí)兩平行艙本底濃度比較圖

由圖2 可以發(fā)現(xiàn)，1.0h 之后，兩平行艙的甲醛濃度基本一致，均為0.03mg/m3，說(shuō)明此時(shí)左、右兩個(gè)艙體的本底濃度達(dá)到一致，且此后一直保持一致。可見(jiàn)這兩個(gè)平行測(cè)試艙的本底平行性較好。即每次不同的實(shí)驗(yàn)后，經(jīng)過(guò)通風(fēng)換氣和清洗的方法就可以使得兩個(gè)平行測(cè)試艙的本底濃度都回歸到0.03mg/m3。保證了不同時(shí)間內(nèi)獲得各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不會(huì)相互影響，因而具有極強(qiáng)的可比性。

其次，我們需要了解同一組實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩測(cè)試艙隨時(shí)間平行性。保持兩平行艙的溫度和濕度基本相同，分別注入1.0mg 甲醛溶液，分別在1h、5h、9h、19h、24h 時(shí)同時(shí)采樣，圖3 所示為兩平行艙中的甲醛濃度變化圖。其中1hl表示注入甲醛1h 后，左邊測(cè)試艙中的甲醛濃度，1hr則表示此時(shí)右艙中的甲醛濃度。

圖3 為兩平行艙的甲醛濃度變化圖

從圖3 可以發(fā)現(xiàn):在各個(gè)采樣點(diǎn)處，左右兩平行艙的濃度相差均比較小，其差值范圍在0.01mg/m3～0.03mg/m3之間。說(shuō)明兩測(cè)試艙的在測(cè)試條件下的同步性較好。用這兩個(gè)平行測(cè)試艙可以比較準(zhǔn)確的反映和測(cè)試涂料對(duì)于甲醛的凈化性能。

3.1.2 空白測(cè)試艙的時(shí)間重現(xiàn)性能測(cè)試

為了解小型空氣質(zhì)量平行測(cè)試艙的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性和時(shí)間平行性。在4 個(gè)月時(shí)間內(nèi)，通過(guò)12 組實(shí)驗(yàn)分析了R 艙即空白測(cè)試艙的時(shí)間平行性。圖4 為在不同組測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)樣24h 后空白測(cè)試艙中的甲醛濃度值(進(jìn)樣量均為1.0mg)。

圖4 各組測(cè)試中進(jìn)樣24h 后空白測(cè)試艙中的甲醛濃度變化圖

從圖4 中不難發(fā)現(xiàn)，所有測(cè)試中進(jìn)樣24h 后空白測(cè)試艙中的甲醛濃度值始終保持在0.6mg/m3～0.7mg/m3之間，且在后三個(gè)月逐漸更趨穩(wěn)定，說(shuō)明該空白測(cè)試艙的時(shí)間重現(xiàn)性比較好。即實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可重復(fù)性比較好。

3.2 涂料的甲醛凈化性能測(cè)試

在本文中，還對(duì)由兩個(gè)不同廠家提供的四類具有甲醛凈化效果的涂料進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)共計(jì)9 組。

圖6 四種涂料的24h 甲醛去除效率圖

圖6 為測(cè)試的四種不同涂料在使用24h 后，對(duì)甲醛的凈化效率圖。四種不同的涂料所參雜的甲醛的有效凈化成分各不相同。

A 涂料測(cè)試數(shù)據(jù)共兩組，兩組中甲醛凈化有效成分添加量不同，該涂料的24h 甲醛凈化效率在65%～75%之間，隨著有效成分的增加，凈化效率也有所增加。在B 涂料的三組測(cè)試中，其24h 甲醛凈化效率在20%～45%之間，其效率隨單位質(zhì)量涂料中所含的有效成分的增加而增加，但相對(duì)而言，該涂料中的有效成分對(duì)于甲醛的凈化效率較低。C涂料是該廠家新近發(fā)現(xiàn)的一種涂料配方，處于初步測(cè)試階段，其24h 甲醛凈化效率高達(dá)95%，是一種可有效的去除測(cè)試艙內(nèi)甲醛的內(nèi)墻涂料產(chǎn)品。在D 涂料的三組測(cè)試中，其24h 甲醛凈化效率在66%～77%之間，同樣，該涂料對(duì)甲醛的24h 去除效率也是隨著單位質(zhì)量涂料中凈化有效成分的增加而提高。

可見(jiàn)，在涂料中添加的去除甲醛的有效成分是決定該涂料甲醛去除效率的最關(guān)鍵因素。一般來(lái)說(shuō)，單位質(zhì)量涂料中所含的凈化有效成分越多，其效率就會(huì)越高。但過(guò)多的添加有效成分可能反而會(huì)影響涂料本身的性能。多次測(cè)試表明;用此平行測(cè)試艙系統(tǒng)測(cè)試誤差較小，獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律與其預(yù)期研發(fā)規(guī)律基本一致，且獲得的凈化效率值準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可重復(fù)性好。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，本文所建立的小型空氣質(zhì)量平行測(cè)試艙系統(tǒng)的具有較好的平行性，樣品艙和空白艙的衰減速率基本一致，且該測(cè)試系統(tǒng)具有很好的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性。而受廠家委托測(cè)試的四種涂料產(chǎn)品的測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，各組數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律科學(xué)合理.可見(jiàn)，這一測(cè)試系統(tǒng)可廣泛用于內(nèi)墻涂料的甲醛凈化效率測(cè)試中。

此外，該測(cè)試艙系統(tǒng)還存在著一些不足，如:進(jìn)樣方法不夠精確、艙體絕對(duì)吸附量未知、混勻不夠迅速、甲醛濃度衰減較快等，需要我們進(jìn)一步探討和解決。

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