浩力森表面材料技服部 徐庆

01、VOC的介绍

1.VOC的定义

中国在101.3kPa标准压力下，任何初沸点低于或等于250℃的有机化合物。

美国除了一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或碳酸盐以及碳酸铵外任何 参加大气光化学反应的碳化合物。

加拿大参加大气光化学反应的碳化合物。但排除甲烷、乙烷及44种列入光化 学反应可忽略不计的物质。

欧盟293.15K下蒸气压等于或大于0.01kPa，或在特定环境下有相应挥发度 的任何有机化合物。

澳大利亚在21℃下蒸气压大于0.01mmHg，或在101.3kPa标准压力下沸点小于 250℃的有机化合物。

2.VOC的常见种类

饱和烃及不饱和烃：辛烷、乙烯、环已烷等；

芳香烃类：苯、甲苯、萘、硝基苯、氯苯等，酮、醛、  醚；丙酮，丙醛，苯甲醚等；

胺类：丁胺等；

卤代烃类：三氯乙烯、三溴甲烷等；

硫代烃类，硫化氢、二硫化碳等；

醇类，乙醇、甲硫醇等；

脂类：醋酸丁脂，乙酰等。

3.VOC的危害

VOC的危害主要体现在对大气的污染（如汽车尾气）和对人身体健康的危害，但根据其不同的种类、挥发含量，其危害是不同的。如苯系物、甲醛都属于可疑致癌物，即使是少量也会对人体产生危害。

油性漆中的VOC主要是其中的溶剂挥发产生的，如二甲苯，脂肪烃等，其对环境的污染和人体的危害较大。乳胶漆中的VOC主要来自于少量的助剂，其对乳胶漆的各项性能起着很大的作用，事实上其危害性很小且涂刷三天后其中99％以上的物质都已挥发掉，对人几乎无害。

02VOC相关测试方法

1.《色漆和清漆 挥发性有机化合物（VOC）含量的测定 差值法 》（GB/T 23985-2009）

适用范围：本标准是有关色漆、清漆及相关产品取样和试验的系列标准之一。

本标准规定了测定色漆、清漆及其原材料中挥发性有机化合物（VOC）含量的方法，主要适用于VOC含量大于15%（质量分数）的样品。当预期VOC含量大于0.1%（质量分数）而小于15%（质量分数）时，应采用GB/T 23986。

本方法假定挥发物是水或有机物。如存在其他的挥发性无机化合物，需要用其他更合适的方法进行定量测定并在计算时考虑扣除。

原理：准备好样品后，先按GB/T 1725测定不挥发物的含量；然后再按GB／T 6283采用卡尔·费休试剂滴定法测定水分含量。如果需要，可采用GB／T 23986中给出的方法测定豁免化合物的含量。然后计算出样品中VOC的含量。

结果计算：

通则

按受试产品参照的规格标准中所规定的方法计算VOC含量。如没有规定特定的方法，按方法1计算VOC含量。

由于方法1不涉及密度的测量（会引入其他误差），精密度较好，是一种优先选用的计算方法。

结果计算：

方法1：

待测样品的VOC含量，以质量分数（%）表示，按式（1）计算：

w(VOC)=100-w(NV)-wW……………………(1)

式中：

w(VOC)——“待测”样品的VOC含量，以质量分数(％)表示；

w(NV)——不挥发物含量，以质量分数(％)表示；

wW——水分含量，以质量分数(％)表示。

结果计算：

方法2：

待测样品的VOC含量，单位为克每升（g/L），按式（2）计算：

ρ(VOC)=(100-w(NV)-wW)×ρs×10………(2)

式中：

ρ(VOC)—“待测”样品的VOC含量，单位为克每升(g/L)；

w(NV)——不挥发物含量，以质量分数(％)表示；

wW——水分含量，以质量分数(％)表示；

ρs——试验样品在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)；

10——质量分数(％)换算成克每升(g/L)的换算系数。

结果计算：

方法3：

待测样品扣除水后的VOC含量，单位为克每升（g/L），按式（3）计算：

ρ(VOC)=100？w(NV)？wW/100？ρs×wW/ρw×ρs×1000………(3)

式中：ρ(VOC)—“待测”样品的VOC含量，单位为克每升(g/L)；

w(NV)——不挥发物含量，以质量分数(％)表示；

wW——水分含量，以质量分数(％)表示；

ρs——试验样品在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)；

ρw——水在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)(23℃时，ρw=0.997537 g/mL)；

1000——克每毫升(g/mL)换算成克每升(g/L)的换算系数。

结果计算：

方法4：

待测样品扣除水h和豁免化合物（仅在有国家法规要求时适用）后的VOC含量，单位为克每升（g/L），按式（4）计算：

2.色漆和清漆挥发性有机化合物（VOC）含量的测定 气相色谱法 》（GB/T 23986-2009）

适用范围：

本标准是有关色漆、清漆及相关产品取样和试验的系列标准之一。

本标准规定了测定色漆、清漆及其原材料中挥发性有机化合物（VOC）含量的方法，主要适用于VOC含量大于0.1%（质量分数）而小于15%（质量分数）的样品。当预期VOC含量大于时大于15%（质量分数）的样品，应采用GB/T 23985。

本方法假定挥发物是水或有机物。如存在其他的挥发性无机化合物，需要用其他更合适的方法进行定量测定并在计算时考虑扣除。

原理：

准备好样品后，采用气相色谱技术分离VOCs。根据样品的类型，选择热进样或冷进样方式，优先选用热进样方式。化合物经定性鉴定后，用内标法以峰面积值来定量。用这种方法也可以测定水分含量，这取决于所用的仪器。然后进行计算并得出样品的VOC含量。

主要仪器设备：

气相色谱仪；

水分仪；

比重杯；

气相色谱-质谱联用、气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用（用于定性分析，定性样品中的未知有机化合物）

气相色谱仪简介：

气相色谱仪(Gas choromatography)简称GC，种类繁多，功能各异，但其基本结构相似。气相色谱仪一般由气路系统、进样系统、分离系统（色谱柱）、检测及温控系统、记录系统组成。

检测器分类：热导检测器、电子捕获检测器、氢焰离子化检测器、火焰光度检测器等。

结果计算：

通则

按试验样品参照的标准中所规定的方法计算VOC含量。如没有规定特定的方法，按方法1计算VOC含量。

由于方法1不涉及密度的测量（会引入其他误差），精密度较好，是一种优先选择的计算方法。

结果计算：

方法1：

待测样品的VOC含量，以质量分数（%）表示，按式（1）计算：

w(VOC)=∑_i=1^i=n？mi×100……………(1)

式中：

w(VOC)——“待测”样品的VOC含量，以质量分数(％)表示；

mi——1g试样样品中化合物i的质量，单位为克（g）；

100——质量（克每克，g/g）换算成质量分数（%）的换算系数。

结果计算：

方法2：

待测样品的VOC含量，单位以克每升（g/L）表示，按式（2）计算：

ρ(VOC)=∑_i=1^i=n？mi×ρs×1000……………(2)

式中：

ρ(VOC)—“待测”样品的VOC含量，单位为克每升(g/L)；

mi——1g试样样品中化合物i的质量，单位为克（g）

ρs——试验样品在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)；

1000——质量（克每克，g/g）换算成克每升（g/L）的换算系数。

结果计算：

方法3：

待测样品扣除水后的VOC含量，单位以克每升（g/L），按式（3）计算：

ρ(VOC)=∑_i=1^i=n？mi/1？ρs×mW/ρw×ρs×1000……… (3)

式中：ρ(VOC)—“待测”样品的VOC含量，单位为克每升(g/L)；

mi——1g试样样品中化合物i的质量，单位为克（g）；

mW——1g试样样品中水的质量，单位为克（g）；

ρs——试验样品在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)；

ρw——水在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)(23℃时，ρw=0.997537 g/mL)；

1000——换算系数。

结果计算：

方法4：

待测样品扣除水h和豁免化合物（仅在有国家法规要求时适用）后的VOC含量，单位为克每升（g/L），按式（6）计算：

3.《含有活性稀释剂的涂料中挥发性有机化合物（VOC）含量的测定》（GB/T 34682-2017）

适用范围：

本标准规定了测定含有活性稀释剂的涂料中挥发性有机化合物（VOC）含量的术语和定义、原理、仪器设备、样品、试验步骤以及实验数据处理。

本标准适用于含有活性稀释剂的涂料中挥发性有机化合物（VOC）含量的测定。不适用于辐射固化涂料中挥发性有机化合物（VOC）含量的测定。

活性稀释剂的定义：

活性稀释剂又称反应性溶剂，既能溶解或分散成膜物质，又能在涂料成膜过程中参与成膜反应，形成不挥发组分而留在涂膜中的一类化合物。

原理：

按产品明示的配比和稀释比例制备好试样，混合均匀后，先在规定的条件下采用差值法测定试样的不挥发物含量，如果样品中含有水分，需采用卡尔·费休法或气相色谱法测定水分含量。如果需要，根据样品的类型采用合适的方法测定试样的密度。最后计算试样中挥发性有机化合物（VOC）的含量。

结果计算：

通则

按标准中所规定的方法计算挥发性有机化合物含量（VOC）含量，由于计算方法1不涉及密度的测定（会引入其他误差），精密度较好，是一种优先选用的计算方法。

结果计算：

方法1：

待测样品的VOC含量，以质量分数（%）表示，按式（1）计算：

w(VOC)=100w(NV)-wW……………………………………………(1)

式中：

w(VOC)——“待测”样品的VOC含量，以质量分数(％)表示；

w(NV)——不挥发物含量，以质量分数(％)表示；

wW——水分含量，以质量分数(％)表示。

结果计算：

方法2：

待测样品的VOC含量，单位为克每升（g/L），按式（2）计算：

ρ(VOC)=(100-w(NV)-wW)×ρs×10……………………(2)

式中：

ρ(VOC)—“待测”样品的VOC含量，单位为克每升(g/L)；

w(NV)——不挥发物含量，以质量分数(％)表示；

wW——水分含量，以质量分数(％)表示；

ρs——试验样品在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)；

10——质量分数(％)换算成克每升(g/L)的换算系数。

结果计算：

方法3：

待测样品扣除水后的VOC含量，单位为克每升（g/L），按式（3）计算：

ρ(VOC)=100？w(NV)？wW/100？ρs×wW/ρw×ρs×1000…(3)

式中：ρ(VOC)—“待测”样品的VOC含量，单位为克每升(g/L)；

w(NV)——不挥发物含量，以质量分数(％)表示；

wW——水分含量，以质量分数(％)表示；

ρs——试验样品在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)；

ρw——水在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)(23℃时，ρw=0.997537 g/mL)；

1000——克每毫升(g/mL)换算成克每升(g/L)的换算系数。