环氧美缝剂TVOC释放量测试现状及降低释放量的方案探讨.pdf
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1、13Vol.32No.3Jun.,2023中 国 建 材 科 技China Building Materials Science&Technology第 32 卷第 3 期2023 年 6 月0 前言环氧美缝剂主要由环氧树脂、固化剂、彩色填料组成,是目前消费市场备受关注的一种新型瓷砖缝装饰美化的填缝材料1。相较于传统水泥基填缝剂,环氧美缝剂绚丽多彩,且固化收缩小、致密性高、粘结好、硬度高,表现出良好的防霉、耐脏污特性,其整体固化结构致密且疏水,耐酸耐碱,能在湿热环境条件下长时间保持优异性能2。环氧美缝剂产品多以有机溶剂作为稀释剂,多属于油性类美缝剂,依靠环氧树脂和固化剂的交联固化成型3,材料自
2、身高分子聚合物产品属性以及其混合固化过程和使用过程中均会释放挥发性有机化合物(VOC),如甲醛、乙醛、甲苯、二甲苯、四氯乙烯、苯乙烯等4。一定环境下,总挥发物(TVOC)的释放浓度超过一定量,会对施工人员和使用者的身体健康造成危害5。环氧美缝剂主要用于室内环境,如何降低其VOC含量是未来的重要发展方向。本文围绕环氧美缝剂现有检测标准阐述了不同标准之间VOC检测存在的差异,同时通过测试市面销售量排名前10以内的美缝剂产品,结合VOC来源,做了对比分析,最后DOI:10.12164/j.issn.1003-8965.2023.03.004环氧美缝剂TVOC释放量测试现状及降低释放量的方案探讨Cur
3、rent status of testing TVOC release of epoxy seam sealant and exploration of solutions to its reduction董峰亮1,李文杰1,2,何曙光1,张永进1,刘崇文1(1.西卡德高(上海)建材有限公司,上海 201419;2.德高(广州)建材有限公司,广东 广州 362801)DONG Fengliang1,LI Wenjie1,2,HE Shuguang1,ZHANG Yongjing1,LIU Chongwen1(1.SikaDavco(Shanghai)Co.,Ltd.,Shanghai 2014
4、19;2.SikaDavco(Guangzhou)Co.,Ltd.,Guangzhou 362801)摘要:环氧树脂因其特有环氧结构,需通过特定固化剂固化实现其应用价值。环氧美缝剂是环氧树脂材料的典型应用,具有良好的粘结性、强度、硬度、疏水性、防霉性及多彩性等优点。环氧美缝剂聚合物材料属性及双组分结构使得材料自身及混合过程中存在TVOC释放问题。本文通过执行不同标准对比测试市场美缝剂产品TVOC释放量,找出执行标准不同导致结果差异之间的联系,在此基础上结合现有产品技术可行性,对降低环氧美缝剂TVOC释放量提出了解决方案,并进行可行性分析。关键词:环氧美缝剂;环氧树脂;固化剂;TVOC释放量Ab
5、stract:Due to its unique epoxy structure,epoxy resin needs to be cured by specific curing agents to realize its application value.Epoxy seam sealant is a typical application case of epoxy resin materials,with advantages such as good adhesion,strength,hardness,hydrophobicity,mildew resistance,and col
6、orfulness.The polymer material properties and dual component structure of epoxy seam sealant result in the TVOC release from the material itself and the mixing process.In this paper,by implementing different test standards,the TVOC release of seam sealants on the market is compared and tested,and th
7、e relationship between the differences in results caused by different standards is identified.On this basis,combined with the technical feasibility of the existing products,a solution to reduce the TVOC release of epoxy seam sealant is proposed and the feasibility is discussed.Key words:epoxy seam s
8、ealant;epoxy resin;curing agent;TVOC release中图分类号:TQ437文献标志码:A文章编号:1003-8965(2023)03-0013-04根据现有环氧美缝剂基础配方,提出了降低VOC的技术方法。1 标准检测方法与检测结果对比分析1.1 检测标准目前,环氧美缝剂VOC的检测和评估方法主要参照GB 18583-2008室内装饰装修材料-胶粘剂中有害物质限量(下称1#旧标准)和GB 33372-2020胶粘剂挥发性有机化合物限量(下称2#新标准),以本体型胶粘剂为执行例。1.1.1 不同标准对比解读在1#旧标准中,“室内建筑装饰装修用胶粘剂分为溶剂型、水
9、基型、本体型三大类”。只有关于本体型胶粘剂部分的笼统描述,只对该类产品提出了TVOC排放量在100g/L以下的要求,未进行明确定义。此外,1#标准未对产品材质属性进行细致分类,这对于种类和用途繁多的胶粘剂而言不够完备和准确。在2#标准中,明确给出了本体型胶粘剂的定义,“本体型胶粘剂:分散介质含量占总量的5%以内的胶粘剂”,且基金项目:西卡研发中心项目(PDP20220152)第一作者:董峰亮(1977.3-),硕士,高级工程师/研发总监。14检验与认证环氧美缝剂TVOC释放量测试现状及降低释放量的方案探讨对本体型胶粘剂的类型做了细分(有机硅、MS、聚氨酯、丙烯酸、环氧类等9类),同时针对应用场
10、景,对每类胶粘剂做了不同场景(建筑、室内装饰装修、交通运输等9类)的排放量限定。根据2#标准的类别划分,环氧美缝剂属于环氧树脂类胶粘剂类别下的室内装饰装修用途产品,其TVOC释放量要求由100g/L变为更严格的50g/kg。此外,在室内装饰装修用途产品的释放量要求方面,除了未做出规定的丙烯酸酯类产品和要求基本不变的有机硅类产品外,此类其他产品的TVOC释放量的限制都更严格了,-氰基丙烯酸类产品甚至降到20g/kg,这表明将来随着标准的进一步调整和细化,对室内装饰装修用途产品TVOC释放量的要求可能还会更严格。相较于1#旧标准,2#新标准明确给了类别的定义,依据实际情况细分了类别和应用场景,更加
11、严谨和规范,且2#新标准对胶粘剂TVOC释放量要求更规范,尤其是对环氧类别室内用美缝剂TVOC的释放量要求。因此,降低环氧美缝剂产品TVOC含量成为各厂家应对市场的必备技术方案之一。1.1.2 不同标准对测试数据的影响上述两个标准的测试评估方法虽然都参考GB/T 2793-1995胶粘剂不挥发物含量测定 执行,但也存在一定的差异,这导致同样的样品分别按照以上两个标准进行测定,得到的数据和评判结果存在差异。表1为市售环氧美缝剂样品分别依据1#和2#标准测得的数据。表1 环氧美缝剂样品依不同标准的测试结果 Tab.1 Test results of epoxy seam sealant sampl
12、es under different standards样品编号GB 18583-2008测试结果(g/L)GB 33372-2020测试结果(g/kg)市售样品 1#76.961.7市售样品 2#56.141.2市售样品 3#64.947.9市售样品 4#98.276.7市售样品 5#45.134.3市售样品 6#90.264.6市售样品 7#63.140.5市售样品 8#59.141.2从表1可以看到,在所有8个样品中,同样的样品,依据2#标准测得的数据均低于依据1#标准测得的数据。不同的样品,依据两个标准所得测试数据不同,但是趋势相同。对比两个标准的评判要求可以发现,依据2#标准评估,样
13、品1#、4#、6#的TVOC数据值均50g/kg,判定为不合格;但是依据1#标准评估,所有样品的TVOC数据值均100g/L,判定为合格。造成上述差异的原因在于:1)2#标准中取样量由原来的1g增加到2g,降低了单位重量内TVOC含量检出数值,其缘由是用于测量的容器平面面积不变,增大取样量相当于增加了铺展后试样的厚度,相同时间内试样中间部分有机溶剂无法挥发。依据1#标准测试时,由于测试用容器的底部面积较大,1g样品铺展后过薄,并不能反映实际应用情况。环氧美缝剂应用时需要一定的厚度(2mm),因此依据2#标准所测得数据更符合实际应用端的检出。2)2#标准将TVOC含量的单位由g/L替换为g/kg
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