聚氨酯运动场催化剂对TVOC的影响分析

        新国标GB36246-2018自发布以来，经过近两年的实践，越来越多的企业已经意识到TVOC（总挥发性有机化合物）是检测通过新国标的一个重要拦路虎。但很多企业不明白为什么TVOC不达标，因为检测只显示达标或不达标的结果，没有数据告诉企业到底是哪些原因造成的不达标。大部分塑胶跑道材料生产厂家都认为TVOC主要是溶剂造成的。事实恰恰相反！优润研发团队通过大量的定性定量的数据分析，就此问题进行寻根溯源，最后发现：导致TVOC超标的大部分原因恰恰不是溶剂，因为很多企业施工基本不加溶剂，即使使用溶剂，少量溶剂沸点极低，容易挥发，几乎无残留，而真正导致TVOC超标的却是添加量极小的催干剂。本文将从具体的定性定量的数据来分析TVOC的主要来源。

1，新国标TVOC标准及限值

TVOC的定义：总挥发性有机化合物（TVOC, total volatile organic compound）。根据《中小学合成材料面层运动场地》GB36246-2018中3.17条款定义，利用Tenax GC或Tenax TA采样，非极性色谱柱（极性指数小于10）进行分析，保留时间在正己烷（沸点68.7℃）和正十六烷（沸点286.7℃）之间的挥发性有机化合物的总和。要求的限值是50

2，TVOC贡献物解析

2.1，聚氨酯运动场面层（合成PU）成品TVOC定量定性分析

       聚氨酯运动面层（合成PU）成品使用的大部分原材料都可能带来TVOC的贡献值，而要真正了解不周原材料所造成的TVOC的贡献值多少，必须要进行相应挥发物的定性定量分析，从而能通过对原材料进行合理选择而真正有效地控制TVOC值。

       以下三个数据表，详细分析了具体的TVOC贡献物质及相应的贡献值。

2.2，TVOC贡献物解析

       根据以上的三个定性定量数据表，我们可以分析出TVOC主要贡献特质主要是由哪些材料造成的，具体分析如下表：

        根据以上主要贡献物质的分析及相应的定性定量数据，可以找出最终导致TVOC超标的重污染源，大部分污染源在选择合适的原材料或严格生产工艺，是可以有效控制TVOC的贡献值的，但是催干剂因为产品自身结构的原因，目前市场上通用的催干剂几乎不可能真正有效控制TVOC的贡献值，相反还会因为时间原因， TVOC的贡献值会不断增加，具体原因会在下文分析。主要的TVOC的污染源如下：

        催化剂：主要污染物：异辛酸、新癸酸及其异构体、杂酸；贡献总TVOC的40-80%

        增塑剂：主要污染物：短链烷烃；贡献总TVOC的10-30%

        MOCA：主要污染物：2-氯苯胺；贡献总TVOC的5-20%

3，创新型环保催化剂解决TVOC难题

3.1，催化剂原液TVOC检测报告成分分析

        通过以上定性定量的数据分析，明确了催干剂对TVOC的影响，为了更进一步分析催干剂的造成TVOC贡献值的原因，我们新型催干剂V17/18与有机铋（新癸酸铋）进行了对比分析，为了更有效分析造成TVOC的原因，事先将有机铋进行了脱除游离酸处理。

        具体TVOC测试数据如下（实测数据为催干剂原液的TVOC值）：

        以上数据表明，原液V17/18的TVOC值较低，而实际在运动场地面层的催干剂添加量及少，所以，在实际运动场地的TVOC基本可以忽略。而分析脱除游离酸的新癸酸铋的TVOC较高的原因，是因为有部分的新癸酸铋水解生成了新癸酸，造成了较高的TVOC值，而随着新癸酸铋水解的增加，新癸酸的量还会继续增加，这也说明了之前定性定量数据分析中，催干剂所造成如此高的TVOC值的根本原因是催干剂水解后的有机酸（新癸酸、异辛酸及异构体酸等）造成的。而如果选择异辛酸铋锌，因为异辛酸的沸点相比新癸酸会更低，TVOC值会更高。

3.2，使用CUCAT-V17/V18生产运动场材料取样TVOC结果（原料可再优化）：

        催干剂只使用V17/18，制得样快后进行TVOC检测，通过定性定量数据分析，催干剂未造成TVOC贡献。

5. 总结

        通过以上的相应数据测试对比，针对新国标TVOC的标准，需重点关注以下两点：

        1.催化剂是导致TVOC超标的不可忽视的关键原料，由于添加量少，往往被忽视。

        2.筛选并严控各种原材料的TVOC，运动场合成材料可以满足新国标TVOC标准的要求。