DOI編碼:10.3969/j.issn.1674-5698.2025.04.0015
Detection and Standard Analysis of Migratory Elements and Phthalate Harmful Substances Based on Indoor PVC Floor Coverings
CUI Qian-qian12 SUN Zhen-xi3 WANG Zuo-yi1 ZHENG Huan-qi1.2* (1. Shandong Institute for Product Quality Inspection;2.NationalCenter of QualityInspection and Test for Decoration Materials; 3. Shandong Antai Inspection Center for Chemical Pressure Vessel Co., Ltd.)
Abstrat:[Objective] The studyaims to examine safetyconcernsstemmingfrom the absence of limits for migratable elements and phthalates in polyvinyl chloride (PVC)flooring as percurent standards.[Methods]This paper delves into relevant domesticand international standardsand summarizespertinenttestingmethodologies.Atotalof30sampleswere tested foreight migratableelements andsixphthalates.Results]Thefindingsrevealthatantimony,mercuryandselenium wereabsent,whilebariumwaspresentinallsamples atrelativelyhigherconcentrationsthanotherelements.Leadwas also detected inallsamples but atconcentrations lower than thoseofbarium.Additionallyvarying batches exhibited arsenic, cadmiumandchromiumlevelsexceeing thedetectionlimitNotably,significant quantitiesofthephthalates DNP,DINP, andDIDPweredetected.[Conclusion] Consequently,migratable elements in PVCflooring samples pose notablehealth risks, with phthalates meriting particular scrutiny as potentially harmful substances.
Keywords: PvCflooring coverings, migratory elements, phthalates
0 引言
聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC)作為一種合成聚合物塑料被大量使用。室內鋪裝PVC材料地板在建筑領域中的廣泛應用就是最好的例證之一\"。這種以聚氯乙烯及其共聚樹脂為主要原料,加人填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等輔料,在片狀連續(xù)基材上,經(jīng)涂敷工藝或經(jīng)壓延、擠出或擠壓工藝生產(chǎn)而成的產(chǎn)品,由于其獨特優(yōu)點,已普遍替代了木質地板和瓷磚,并稱為“彈性地板”。此類地板常用于學校、培訓中心、幼兒園和健身房等鋪裝面積較大的室內活動場所。由于在這些場所中人們需要長時間在內活動,其環(huán)保性能受到廣泛關注,尤其是其中的有害物質。
自聚氯乙烯材料問世以來研究人員就開展了各類安全性的研究。從制備聚氯乙烯過程中關注氯乙烯單體的致癌性開始,到燒聚氯乙烯產(chǎn)生的二英。尤其是為了提高其加工性和穩(wěn)定性引入了鉛元素,以及將鄰苯二甲酸鹽作為增塑劑被添加到材料中。所以針對PVC地板國內外研究人員分別開展了相關安全性研究。Wakayama等研究指出聚氯乙烯地板材料中存在的化合物,如鄰苯二甲酸酯,在與含堿性水分的混凝土地板接觸時被水解,從而污染建筑物室內空氣質量,導致房屋使用者患上病態(tài)建筑綜合征;袁慶丹等利用小型環(huán)境艙對PVC卷材地板釋放的總揮發(fā)性有機化合物,進行了熱解析-氣相色譜質譜聯(lián)用法的檢出限和定量限檢測,并開展了釋放規(guī)律的總結和主要污染物的分析。與PVC地板功能近似的產(chǎn)品,研究人員也進行了類似研究。例如,李娜等對鏤空網(wǎng)格型PVC防滑墊的有害物質限量進行了研究,對有害物質中的氯乙烯單體、重金屬、可溶性重金屬、鄰苯二甲酸酯含量以及有害物質遷移相關數(shù)據(jù)進行了測定和對比分析;吳雪莉等對拼接式PVC防滑墊中有害物質限量進行了研究,研究表明鄰苯二甲酸酯是其中最值得關注的有害物質。
雖然研究人員對其他產(chǎn)品進行了有害物質的研究,甚至劉晨光等進行了家具中鄰苯二甲酸酯國內外檢測標準比對,但以上提及的研究尚未基于地板標準進行可遷移元素和鄰苯二甲酸酯有害物質的檢測,且目前行之有效的標準GB18586—2001《室內裝飾裝修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物質限量》也未提及針對此類項目的檢驗。所以,本文結合現(xiàn)行有效標準,參考GB6675.4—2014《玩具安全第4部分:特定元素的遷移》和GB/T22048—2022《玩具及兒童用品中特定鄰苯二甲酸酯增塑劑的測定》的方法,針對PVC地板展開可遷移元素和鄰苯二甲酸酯有害物質的檢測與標準分析。
1產(chǎn)品分類及其標準
鑒于各類改性聚氯乙烯材料的多樣性,導致PVC地板種類繁多。并且隨著市場需求的不斷變化,PVC地板產(chǎn)品的更新選代周期也逐漸縮短。所以為了更好地針對不同產(chǎn)品功能標準化的要求,明確產(chǎn)品分類劃分,是避免產(chǎn)品適用性不明確的重要內容。
1.1鋪裝PVC地板的分類
PVC地板類型從結構上分為多層復合型和同質透心型,從形態(tài)上分為卷材型和片材型,從工藝上分為硬質聚氯乙烯地板、半硬質聚氯乙烯塊狀地板和聚氯乙烯卷材地板。其劃分層級及產(chǎn)品樣例如圖1所示。
從圖1可見,多層復合型PVC地板由多種不同結構疊壓而成,從上至下通常包括表面層、耐磨層、印花層、中層穩(wěn)定層、高彈發(fā)泡層和基層等。同質透心型PVC地板內外結構與組分相同,不含有再生PVC,僅上下為同質透心,即從面到底、從上到下都為同種花色,所用增塑劑相對較少。PVC卷材地板呈質地柔軟的、卷狀形態(tài)的地板,它是由聚氯乙烯材料和泡沫高溫壓制而成,可細分為同質地板、非同質地板,一般多為同質透心型。PVC片材地板則由聚氯乙烯材料和石粉高溫壓制而成,具有多種不同的規(guī)格和樣式,主要是分為條形材和方形材。硬質聚氯乙烯地板是由不同成分材質的聚氯乙烯復合層壓制而成的地板。半硬質聚氯乙烯塊狀地板還可細分為同質地板、非同質地板。同質地板是指產(chǎn)品厚度方向上由相同成分、色彩和圖案組成的地板;非同質地板是指由耐磨層和其他層組成,可含有加強層或穩(wěn)定層的多層結構聚氯乙烯地板,其耐磨層與其他層在成分和功能上不同。
同時,還伴有產(chǎn)品劃分尚未明確的產(chǎn)品,如木塑復合板材、聚氯乙烯塑膠地板、PVC木塑發(fā)泡材料等。
1.2產(chǎn)品國內外相關標準
目前,現(xiàn)行有效的針對PVC地板的國內標準如表1所示。
GB/T4085—2015和GB/T34440—2017均對外觀、尺寸及偏差、耐磨性、抗沖擊性、燃燒性能等檢驗項目做出要求。基于2項標準各自的應用環(huán)境和需求,以及地板類型和特性的差異,GB/T34440—2017增加了鎖扣拉力強度、剝離強度、甲醛釋放量、 鄰苯二甲酸二酯 + 鄰苯二甲酸丁芐酯 + 鄰苯二甲酸 二正丁酯、鄰苯二甲酸二正辛酯 + 鄰苯二甲酸二異 癸酯 + 鄰苯二甲酸二異壬酯的要求,GB/T4085— 2015則增加了防滑性要求。GB/T11982.1—2015 和GB/T11982.2—2015在通用性能方面均 做出要求。針對產(chǎn)品特性在使用性能方面, GB/T11982.1—2015增加了抗剝離力的要求。 GB/T4085—2015、GB/T11982.1—2015和GB/T 11982.2—2015有害物質限量均符合GB18586— 2001的規(guī)定。同時,JG/T456—2014《同質聚氯乙烯 (PVC)卷材地板》、HG/T3747.3—2014《橡塑鋪 地材料第3部分:阻燃聚氯乙烯地板》也針對產(chǎn)品 特點進行了物理、機械和環(huán)保性能等方面的規(guī)定。
同時,部分經(jīng)濟發(fā)達的國家和地區(qū)針對PVC地板的標準如表2所示。
EN14041:2018由歐洲標準化委員會(CEN)制定,專門針對地板材料的性能和認證要求,檢驗項目涵蓋了防火性能(防火等級測試)、有害物質含量(五氯苯酚含量測試、甲醛釋放量測試)、物理性能(防水性測試、防滑性能測試)、電學性能(體電壓測試、電氣電阻測試)、熱學性能(熱導性測試)及其他多個方面,以確保地板覆蓋物的質量和安全性符合相關要求。標準IS010581:2019是針對均質聚氯乙烯地板覆蓋物,檢驗項目涵蓋了外觀與尺寸檢驗、物理性能測試(耐磨性、抗剝離力、殘余凹陷、彎曲性、加熱尺寸變化率等)、化學性能測試(色牢度、耐污染性)、環(huán)保性能及其他多個方面性能,具體的檢驗項目因產(chǎn)品類型、用途以及客戶要求而有所不同。因此,在實際應用中,需要根據(jù)具體情況來確定具體的檢驗項目和測試方法。標準IS010582:2017是針對非均質聚氯乙烯地板覆蓋物,即由多層結構疊壓而成的PVC地板,這些層可能包括耐磨層、印花膜層、玻璃纖維層、彈性發(fā)泡層、基層等。由于其多層結構和更好的耐磨性、抗污性等性能,可能更適合于商業(yè)和公共場所。IS010582:2017則包含更多關于多層結構之間連接強度和整體穩(wěn)定性的測試。ISO10581:2019與ISO10582:2017在目標、材料、測試項目和國際認可度方面存在相同點,但在覆蓋范圍、結構要求、使用場所、測試項目細節(jié)和分級系統(tǒng)方面存在差異。這些差異反映了不同類型彈性地板覆蓋物的特點和需求。
2 可遷移元素和鄰苯二甲酸酯有害物 質檢測
目前,PVC類地板產(chǎn)品有害物質檢測的強制性國家標準為GB18586—2001《室內裝飾裝修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物質限量》,該標準已實施24年,其中對增塑劑(鄰苯二甲酸酯)沒有做出相應的要求。隨著生產(chǎn)技術的不斷革新及各種新興材料的普及應用,該類產(chǎn)品在影響人類身體健康的方面可能存在著極大的安全隱患。本文基于GB18586—2001《室內裝飾裝修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物質限量》標準,參考標準GB6675.4—2014《玩具安全第4部分:特定元素的遷移》和GB/T22048—2022《玩具及兒童用品中特定鄰苯二甲酸酯增塑劑的測定》對其中的8種可遷移元素(鉛、汞、鉻、鎘、鋇、砷、硒、銻)、6種鄰苯二甲酸酯(DBP、BBP、DEHP、DNOP、DINP、DIDP)項自進行檢測。實驗選取市場上流通的30組PVC地板作為樣品進行分析。
2.1可遷移元素檢測
基于兒童活動場所使用PVC地板的范圍較廣,PVC地板中可遷移元素的限量參考GB6675.4—2014《玩具安全第4部分:特定元素的遷移》中關于可遷移元素鉛、汞、鉻、鎘、鋇、砷、硒、銻含量應分別小于等于90、60、60、75、1000、25、500、 的規(guī)定,可遷移元素鉛、鎘、鉻、汞、鋇、砷、硒、銻檢出限分別為 0.025、0.025、0.025"
批次樣品的可遷移元素(鉛、汞、鉻、鎘、鋇、砷、硒、)檢測結果見表3所示。
其中,30批次樣品的可遷移元素、汞、硒元素含量均為未檢出。30批次樣品的可遷移元素鎖含量均大于檢出限,且均大于 ,其中5批次樣品的可遷移元素鋇含量大于 10mg/kg ;12批次樣品的可遷移元素砷含量大于檢出限,含量小于1mg/kg ;14批次樣品的可遷移元素鎘含量大于檢出限,其中3批次樣品的含量大于 1mg/kg ;28批次樣品的可遷移元素鉻含量大于檢出限,且含量均小于1mg/kg ;30批次樣品的可遷移元素鉛含量均大于檢出限,且均小于 10mg/kg ,其中12批次樣品的含量大于 1mg/kg。
綜合分析以上數(shù)據(jù),PVC地板中可遷移元素鋇均檢出,且含量相比其他元素較高;可遷移元素鉛均檢出,含量低于鋇。由此可以看出,可遷移元素鋇、鉛是PVC地板需重點關注的有害物質類別。
2.2鄰苯二甲酸酯檢測
考慮到鄰苯二甲酸酯是一種不揮發(fā)性的接觸性有害物質,在兒童活動等特定場所使用范圍較廣,PVC地板中鄰苯二甲酸酯(DBP、BBP、DEHP、DNOP、DINP、DIDP)的檢測參考GB/T22048—2015《玩具及兒童用品中特定鄰苯二甲酸酯增塑劑的測定》標準進行,參考國家強制性標準GB28481—2012《塑料家具中有害物質限量》中 DBP、BBP、DEHP、DNOP、DINP、DIDP的限量 值均為 0.1% 。DBP、BBP、DEHP、DNOP、DINP、 DIDP的檢出限分別為 0.001% , 0.001% 0.001% 、 0.001% 0.005% 0.005% 。30批次樣品的鄰苯二 甲酸酯(DBP、BBP、DEHP、DNOP、DINP、DIDP) 檢測結果見表4。
其中,12批次樣品的DBP檢出,低于樣品總數(shù)的 50% ,4批次樣品的DBP含量超過 0.1% ,不符合標準要求;29批次樣品的BBP、DEHP檢出,檢出率均高達樣品總數(shù)的 96.7% ,19批次樣品的BBP含量超過 0.1% ,不符合標準要求,25批次樣品的DEHP含量超過 0.1% ,不符合標準要求;30批次樣品的DNOP、DINP、DIDP均檢出,且3O批次的DINP、DIDP含量均超過 0.1% ,不符合標準要求,17批次樣品的DNOP含量超過 0.1% ,不符合標準要求。7號樣品中DINP含量較高,是標準要求的2399.1倍,占鄰苯二甲酸酯總量的 87.9% ,7號樣品中DNOP含量同比其他樣品較高,是標準要求的239.6倍,占鄰苯二甲酸酯總量的 8.8% 。16號樣品中DIDP含量較高,是標準要求的526.9倍,占鄰苯二甲酸酯總量的70.4% 。30批次樣品中DIDP含量是標準要求100倍的占樣品總數(shù)的 20.0% ,是標準要求10倍的占樣品總數(shù)的 56.7%。
綜合分析以上數(shù)據(jù),PVC地板中增塑劑—鄰苯二甲酸酯的添加量較高。其中DNOP、DINP和DIDP這3種物質均檢出量較高的含量。參考國家強制性標準GB28481—2012《塑料家具中有害物質限量》中DBP、BBP、DEHP、DNOP、DINP、DIDP的限量值均為 0.1% ,可以判定所購30批次樣品均不合格。
3結語
通過對PVC地板樣品中有害物質檢測與分析可以看出,PVC地板樣品中可遷移元素是值得關注的有害物質,鄰苯二甲酸酯是需要特別關注的有害物質?;谑覂蠕佈bPVC地板的可遷移元素和鄰苯二甲酸酯有害物質含量是評價其環(huán)保和安全性能的重要指標,所以在新修訂標準GB18586—2001《室內裝飾裝修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物質限量》時,可考慮加人8種可遷移元素和6種鄰苯二甲酸酯的限量要求。
室內鋪裝PVC地板有著價格便宜、使用方便外觀精美、可選擇性強等諸多優(yōu)點。但用戶使用時應特別關注它的安全性能,應選擇產(chǎn)品質量有保障的生產(chǎn)廠家,查看相應的產(chǎn)品質量檢測報告,重點關注環(huán)保性能方面的檢測指標。通過標準修訂、增強質量意識和加強消費者教育等措施,可以有效降低PVC地板中有害物質的含量,保障消費者的健康和安全。隨著市場需求的增長、應用領域的拓展、技術的不斷進步以及環(huán)保要求的提高,PVC地板市場將迎來更加廣闊的發(fā)展空間。
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