2．1PU－M与PU－E涂料性能表征

    据相关涂料标准，聚氨酯涂料性能主要从外观、涂料状态、施工性、力学性能(漆膜硬度、附着力)、耐水性和耐碱性等方面进行表征，从表3看出，PU－M和PU－E涂料性能均达到使用要求，硬度和耐水性良好，PU－E涂料附着力和耐碱性更优。

    漆膜外观体现油漆的装饰性能，本实验中，PU－M和PU－E涂层固化后均呈现亮白色，涂层平整有光泽，无起皱。涂料在容器中的状态能反映涂料的主剂与稀释剂是否易于混合均匀，会影响涂饰效果，施工性则会影响涂饰效率。本实验中，两种涂料在搅拌后易混合均匀，施涂均无障碍。参照GB/T1728—1979《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》，测定涂饰一道漆的固化时间，因固化剂添加量相同，两种涂料都在1h内达到表干，24h内达到实干。铅笔硬度级别体现涂层抵抗外界刮擦、磕碰的能力，本实验中两种涂层的硬度均可满足使用需求，达到2H。附着力是涂层与被涂物表面之间或涂层之间相互结合的能力，根据GB/T4893.4—2013，可将附着力分为0～5级，级别越小越耐用，达到1～2级认定漆膜性能为合格，本实验中PU－E涂层附着力为0级，优于PU－M的1级附着力，推断这是因为试件在参与检测前，按标准仅陈放了24h，涂料中添加的稀释剂大部分尚未挥发，PU－E稀释剂中的乙酸乙酯极性高于PU－M的苯类稀释剂，PU－E漆料与基材可形成更强的分子间作用力，从而使漆膜附着力提升。在耐水性和耐碱性测试中，两种涂层接触蒸馏水24h后，均未出现失光、起泡和脱落等缺陷，但接触NaOH溶液24h后，PU－M表面发生起皱现象，PU－E经历严苛的碱性环境后仅有少量起皱，耐碱性优于PU－M，综合来说使用乙酸乙酯溶剂作稀释剂，得到的涂料性能更佳。

2．2稀释剂对苯系物组分的影响

    广义上定义苯系物为含苯环的有机化合物，狭义上特指苯、甲苯、乙苯、二甲苯(BTEX)。表4为刨花板素板、PU－E漆饰刨花板和PU－M漆饰刨花板3种刨花板释放的苯系物组分，由表4可看出PU－M释放的苯系物种类最多，为14种，PU－E和素板释放的苯系物种类均为10种，从结构式上看，3种刨花板样品释放的苯系物均为单苯环或双苯环化合物，根据世卫组织对外源化合物的急性毒性分级(表5)，毒性可分为无毒、微毒、低毒、中毒、高毒和剧毒6个等级。在本试验检测到的苯系物中，物质毒性主要呈现为低毒性，其中只有对二甲苯和苯乙烯呈现微毒性。

    从浓度上看，PU－M释放的苯系物总浓度最高为257.55μg/m3，BTEX浓度为116.19μg/m3，在所有苯系物中浓度最高的4种成分分别为甲苯、苯、1H－非那烯和对二甲苯。PU－E释放的苯系物总浓度最低为130．4μg/m3，BTEX浓度较PU－M有所降低，为92.7μg/m3，在10种苯系物中浓度最高的3种成分分别为甲苯、对二甲苯、苯。素板释放的苯系物浓度为214.82μg/m3，BTEX浓度为160μg/m3，其中苯、甲苯、乙苯和对二甲苯是浓度最高的4种组分。对比发现，苯、甲苯、对二甲苯在3种板材中都是含量较高的成分，根据CＲELs值(允许质量浓度参考慢性暴露参考水平)，3种苯系物最大容许浓度分别为30、150、350μg/m3，3种板材的甲苯和对二甲苯浓度均未超标，只有PU－E释放苯的浓度在最大允许质量浓度范围内。与素板相比，PU－M和PU－E释放BTEX各组分浓度远低于素板，这是由于板材在涂漆之前进行薄木贴面，薄木对素板本身苯系物的释放有一定的封闭作用，漆膜的形成也可阻碍苯系物的释放，本试验也为人造板生产中进行贴面处理降低VOCs污染提供数据支持。

    试验表明，在3种刨花板中，PU－E漆饰板材释放的苯系物均未超过容许浓度，稀释剂作为苯系物的来源之一，与混合溶剂作稀释剂相比，使用乙酸乙酯作稀释剂，既可减少板材释放苯系物的种类，又能从源头上降低苯系物浓度。

2．3稀释剂对主要苯系物浓度和释放规律的影响

    图1为稀释剂对主要苯系物浓度的影响，与PU－M释放的单项苯系物浓度相比，PU－E中除乙苯释放浓度与PU－M相近，苯、甲苯和对二甲苯浓度均有不同程度的降低，其他苯系物浓度降低效果显著。这是由于两种稀释剂选择的溶剂成分不同，PU－M稀释剂以醇类、酯类和苯类物质混合配制而成，溶剂中的苯系物在漆饰板材中逐渐挥发到空气中，是室内苯系物的直接来源，而PU－E仅选择酯类配制稀释剂，因此苯系物种类和含量相对更低。特别指出苯是被国际卫生组织确认的强烈致癌物质，依据国际癌症研究所(IAＲC)的分类，苯为第一级致癌物，苯乙烯为第二级B类致癌物，若吸入剂量过高，易对人体中枢神经系统造成危害，在PU－E中苯乙烯的释放量降为0，这是由于PU－E中的乙酸乙酯挥发性高于PU－M的混合溶剂，苯乙烯能随着乙酸乙酯的挥发快速释放到空气中，在空气流通的过程中逐渐扩散，在漆饰板材气体释放达到平衡状态后便无苯乙烯挥发，大大降低对室内空气和人体健康的影响，可见合理选择稀释剂种类对维护室内生活健康有现实意义。

    图2显示两种刨花板BTEX浓度都随时间呈现先迅速增加后逐渐降低最后趋于平缓的变化规律。通过监测两种漆饰板材28d内主要苯系物的浓度变化，发现BTEX在第1周浓度变化最大，第1d到第3d释放浓度急剧增加，分析可能是由于总共涂饰5道漆，前3d漆膜尚未完全固化，对苯系物的封闭作用有限，板材和漆料本身的苯系物大量扩散，第7d以后随着苯系物持续扩散，漆料中苯系物总量降低，因此浓度缓慢降低至第28d达到平衡状态。

    根据浓度随时间的变化曲线图，将整个释放过程分为3个阶段，PU－M和PU－E漆饰刨花板的浓度变化速率分别记为K1和K2，结果见表6。涂漆后1～3d是阶段I，此时两种漆饰刨花板苯系物处于释放浓度上升期，计算得出K1的升高速率比K2快16．79μg/(m3·d)，涂漆后3～7d为阶段II，此阶段苯系物的每日释放浓度迅速降低，K1的降低速率比K2快10.12μg(m3·d)，涂漆后7～28d是阶段III，在此阶段K2的降低速率比K1快0．58μg(m3·d)，差距不大，说明此时两种漆饰刨花板的苯系物每日释放浓度没有太大变化，达到平衡状态。综合来看，使用乙酸乙酯作稀释剂，漆饰刨花板在涂漆后1周内，苯系物变化速率都低于PU－M，在释放后期两者的苯系物浓度降低速率相近。

    结合图表可得，稀释剂的种类不会影响苯系物总体的释放规律，但使用乙酸乙酯作稀释剂，会使漆饰刨花板释放的苯系物浓度变化幅度减小。漆饰后1周内是苯系物释放高峰期，宜开窗通风，加快室内空气流通。

2．4稀释剂对苯系物释放比例的影响

    图3和图4直观展示了两种漆料释放苯系物的比例差异，图中呈现的化合物包括对人体危害最高的BTEX、苯乙烯和其他含苯环化合物3大部分。改变稀释剂种类后，两种漆料苯系物组成发生变化，共同组分有10种，做出最大贡献的均是BTEX。PU－M释放的苯系物种类复杂，BTEX浓度仅占苯系物总浓度的45.11%，说明其他苯系物也会对苯系物总浓度产生较大影响。在PU－E中BTEX占比高达71.09%，这是因为改变油漆稀释剂种类后，PU－E中其他苯系物如菲、芴和联苯等，释放量较低，挥发速度较快，最终对苯系物总浓度有决定性影响的成分仅为BTEX，特别是苯和甲苯占比超过1/5，在生活中需要对该两类物质的释放加强监测。

2．5稀释剂对室内空气质量的影响

    本文选取的数据为第28d漆饰刨花板释放的VOCs浓度，此时板材气体的挥发到达平衡状态，在一定程度上能够体现在实际生活中的污染水平。采用的限量浓度是德国学者BerndSeifert于1990年推荐的一套室内空气VOCs浓度指导限值，根据污染指数公式(1)，首先计算两种漆饰刨花板释放VOCs的总污染指数，其中烷烃化合物、烯烃类化合物、醛酮类化合物、酯类化合物、芳香烃化合物和总挥发性有机化合物(TVOC)质量浓度限量值分别为100、30、20、20、50、300μg/m3。

    从表7和表8可以看出，在VOCs的总污染指数上，以1为标准，PU－M污染指数达1.15，说明该涂饰条件下，板材对空气质量的污染是比较严重的，而改变稀释剂种类后，PU－E的总污染指数未超标，仅为0.73。在两种刨花板中，各组分污染程度由大到小顺序为:芳香烃类、烯烃类、酯类、烷烃类、醛酮类，只有芳香烃类污染指数大于1，该类成分是造成室内空气污染的主要物质，也是VOCs中占比最高的苯系物，其中的“三苯”(苯、甲苯、对二甲苯)是影响室内空气质量的主要污染物。因此，针对两种刨花板释放的“三苯”作进一步污染指数分析，以确定对室内空气质量影响最大的组分。

    根据污染指数公式(1)计算两种漆饰刨花板释放苯系物的污染指数，苯、甲苯、对二甲苯的质量浓度限量值分别为110、200、200μg/m3，结果见表9和表10。

    表9为PU－M涂饰刨花板苯系物单组分的污染指数分布表，由表9可看出在芳香烃污染指数超标倍数为4.08的情况下，苯、甲苯和对二甲苯这3种物质的污染指数均低于0.5，并未超过标准值1，说明在模拟家居环境的条件下，使用PU－M涂饰刨花板释放的“三苯”污染并不普遍，由于近年来国家法律法规对油漆产品添加苯系物的含量，特别是苯的含量进行了严格控制，使得苯、甲苯和对二甲苯

    这几类主要污染物对空气质量的影响有效降低，但PU－M释放的苯系物种类复杂，并不仅此3种，造成空气污染超标的是占比更高的其他苯系物，在实际生产生活中，仍需对各项苯系物的释放情况进行监测，以保障居住者或工作人员所处环境健康安全。

    表10为PU－E涂饰刨花板的苯系物污染指数分布表，由表10可以看到，改变稀释剂种类后，刨花板释放的芳香烃类污染物超标倍数低至1.84，污染得到明显控制，其中苯的污染指数降到0.3以下，“三苯”的污染指数远低于1，且相对于PU－M的“三苯”污染指数也有一定的降低。目前生活中广泛使用的聚氨酯漆与PU－M成分类似，在工业生产中，厂家为节省成本，除了选择酯类、醇类等作稀释剂，往往添加含量不低的苯类物质作辅助溶剂，苯类物质在漆膜固化后会逐渐挥发至大气中，这是漆饰板材苯系物的直接来源，本试验使用溶解性更好的酯类溶剂替代苯类物质作稀释剂，从源头上降低漆饰板材苯系物对大气的污染。

    由表7—表10可知，以污染指数1为标准，PU－M和PU－E释放的苯系物污染指数均未超标，VOCs总污染指数PU－E远低于PU－M，结合2.1节中对于漆膜性能的表征，发现使用乙酸乙酯作PU漆稀释剂，漆膜的使用性能可以达到相关标准，因此，合理选择稀释剂的种类配制PU漆，以此来降低室内空气污染是可行的。

    国目前对室内VOCs特别是苯系物的监测研究尚不深入，但因苯系物污染造成的健康问题屡见不鲜，建议居民提高对家居生活中苯系物特别是甲苯和二甲苯的监测与评估意识，油漆工厂改善稀释剂的配比，有关部门进一步完善油漆中添加苯系物的相关限量。