ICS87.040 G50 中华人民共和国国家标准 GB/T31409—2015 船舶防污漆总铜含量测定法 Standardtestmethodfortotalcopperinantifoulingpaints 2015-05-15发布 2015-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国涂料和颜料标准化技术委员会(SAC/TC5)归口。 本标准起草单位:中国船舶重工集团公司第七二五研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、 庞贝捷涂料(昆山)有限公司、中远佐敦船舶涂料有限公司、海虹老人涂料(中国)有限公司、上海国际油 漆有限公司、上海涂料技术中心。 本标准主要起草人:姚敬华、朱一军、苏春海、杨琳、王健、李荣俊、危春阳、孙凌、任润桃、陶乃旺。 ⅠGB/T31409—2015 船舶防污漆总铜含量测定法 1 范围 本标准规定了测定船舶防污漆中总铜含量的试验方法,包括:方法原理、试剂、仪器设备、取样、实验 步骤、测试分析、结果计算、试验报告等。 本标准规定的试验方法包括以下两种: a) 方法A:电极电泳法; b)方法B:原子吸收光谱法。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T1725—2007 色漆、清漆和塑料 不挥发物含量的测定 GB/T3186 色漆、清漆和色漆与清漆用原材料 取样 GB/T6682—2008 分析实验室用水规格和试验方法 3 方法原理 方法A:称取一定量的涂料样品于烧杯中,使其溶剂挥发,将其在600℃下灼烧除去有机物得到干 灰,随即加入酸进行消化、溶解稀释后,过滤除去不溶物,对滤液进行电解,使析出的铜附着于铂电极上。 计算出析出铜的质量百分数即可得出铜的总含量的数量,由此可换算最初的铜的化合物的含量。 方法B:防污漆干膜样品用适宜的酸溶液进行密闭微波消解,经赶酸、定容处理后,采用火焰原子吸 收光谱法或能满足精度的现行有效方法对每个样品中的铜总含量进行检测分析,即可得到防污漆膜中 的总铜含量或含铜质量百分比。 4 试剂 除另有说明外,在分析中所用试剂均为分析纯,水为符合GB/T6882—2008要求的二级水。本标 准涉及的试剂如下。 4.1 方法A 所用试剂: a)硝酸,ρ约1.42g/mL; b)高氯酸,质量分数69%~72%; c)乙醇或丙酮; d)硫酸铵。 4.2 方法B 所用试剂: 1GB/T31409—2015 a)盐酸,ρ约1.19g/mL; b)硝酸,ρ约1.42g/mL; c)硫酸,ρ约1.84g/mL; d)10%(体积分数)盐酸溶液:用盐酸(a)和蒸馏水以体积比1∶9的配比制备10%(体积分数)的 盐酸溶液; e)铜标准溶液:可选用符合要求的市售标准溶液或按以下方法制备:铜标准溶液Ⅰ:准确称取 1.3418gCuCl2·2H2O(G.R),用符合要求的蒸馏水溶解置于250mL容量瓶中,稀释并按体 积比1.0%的量加入浓硝酸酸化至刻度,得到稳定的铜离子标准储备液。此标准储备溶液铜离 子浓度为2mg/mL。 5 仪器设备 5.1 方法A 方法A需用的仪器设备为: a) 天平:称量精度应达到0.001g; b)坩埚; c)加热板; d)马弗炉:室温至1200℃,控温精度±10℃; e)硼硅酸玻璃烧杯,高直形,400mL,带流出口; f)玻璃过滤漏斗; g)滤纸,玻璃纤维材质,滤孔直径约1.5μm; h)磁力搅拌器和TFE-氟碳涂料搅拌棒; i)电极电泳仪,带铂金网状电极。 5.2 方法B 方法B需用的仪器设备为: a)精密天平:称量精度应达到0.0001g; b)鼓风烘箱:控温精度为±1℃; c)密闭微波消解仪:配有聚四氟乙烯(PTFE)样品消解罐; d)智能控温电加热器:温度设定范围:室温至200℃; e)火焰原子吸收光谱仪; f)其他: 1) pH计或pH试纸; 2) 烧杯、锥形瓶、容量瓶、量筒、载玻片等实验室玻璃仪器。 6 样品制备 6.1 湿油漆样品制备 6.1.1 湿油漆样品的取样按GB/T3186的相关要求进行。 6.1.2 湿油漆干膜试样的制备:按试样产品技术要求,将防污涂料样品均匀涂抹于载玻片上,按 GB/T1725—2007中表1、表2的要求烘干样品或在温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%条件下干燥7d以 上,至涂层完全干燥,依照GB/T1725—2007计算湿油漆样品的不挥发物含量。 2GB/T31409—2015 6.2 现场船底取样 6.2.1 船底干油漆层的取样点由委托方与试验方商定,或由第三方验证机构指定取样。 6.2.2 对船底干油漆层进行取样前,应用水和海绵清除涂层表面积垢,以防止样品污染;如果取样在船 坞内进行,则应先对船底用自来水进行冲洗。 7 试验步骤 7.1 方法A 7.1.1 涂料样品溶液制备 依照第6章制备样品后,将样品放入陶瓷研臼中研磨均匀,称取约1g(精确到0.001g)放入坩埚 中,将坩埚放入马弗炉中在600℃温度下灰化至去除耐酸有机物。将坩埚中的残余物完全转移到200mL 烧杯中,在实验室通风橱内,向烧杯中加入10mL浓硝酸,将烧杯放在加热板上加热溶解涂料样品,保 持煮沸1min~3min,过程中需用玻璃表面皿盖住烧杯以使酸液回流。将烧杯从电热板上移开,加入 10mL的高氯酸,待冒烟后,再回流加热15min。若仍有不溶物残留,则用蒸馏水稀释至约100mL,并 用过滤孔径约1.5μm的玻璃纤维过滤器过滤,将滤液保留到400mL高型烧杯中。若样品完全溶解, 则将溶液直接稀释至约100mL。每组制备3个平行样。 7.1.2 定容 彻底清洗过滤器以将所有的可溶性盐类完全转移到溶液中,定容至200mL。向每个收集了样品溶 液的烧杯中加入1mL硝酸和1g硫酸铵,用电磁搅拌器进行充分的搅拌混合。 7.1.3 空白试验 在不加入防污漆干膜样品的情况下,按7.1.1~7.1.2的步骤与测试样品同步进行试样溶液的制备, 得到试样空白溶液。 7.2 方法B 7.2.1 干膜样品的预消解 按6取样后,将样品放入陶瓷研臼中研磨均匀,准确称取0.1g(精确到0.0001g)的干膜样品放入 消解罐中,加入3mL硝酸和9mL盐酸或根据涂料样品特性选用其他适宜的酸溶液体系,混合均匀,再 加入1mL硫酸,室温放置30min或至无剧烈反应为止,然后盖上密封塞和罐盖。每组制备3个平 行样。 在将研磨后的干膜样品放入消解罐中时,应尽量避免样品粉末粘附在罐体内壁。若有粘附,则在加 入酸溶液时可将酸液沿罐壁加入,应尽量将样品冲洗到消解罐底部,并浸泡于酸溶液中。此项操作应在 通风橱内进行。 7.2.2 样品溶液的微波消解 将装有样品酸液的消解罐按要求装入微波消解仪内腔,根据样品特性、酸液体积和样品数量等相关 条件设定消解参数,开始进行微波消解。 示例:以6个消解罐为例,参数设定参见表1。 3GB/T31409—2015 表1 微波消解参数设定 功率 W功率输出升温时间 min消解温度 ℃消解时间 min风冷时间 min 400 100% 15 180 20 15 微波消解停止后,取出消解罐,在通风橱厨内打开罐盖,观察罐内防污涂料样品是否完全溶解,若仍 有涂料固体样品存在,则按7.2.1和7.2.2的步骤再次进行消解,若二次消解仍有不溶物,则应向消解罐 内再加酸溶液或重新取样换用其他适宜的酸溶液体系重新进行消解。消解程序应确保防污涂料干膜样 品完全溶解于酸溶液中。完全溶解的样品溶液应为带蓝色微光的透明或半透明状。 7.2.3 赶酸 确认防污漆干膜样品完全消解后,用蒸馏水少量多次冲洗罐壁,将消解罐直接放入智能控温电加热 器的消解罐插槽内,恒温(120±2)℃,加热至罐内留有约5mL~10mL溶液为止。在赶酸过程中,应随 时注意样品溶液状况,避免出现干烧现象。 7.2.4 定容 沿消解罐内壁旋转加入约20mL蒸馏水稀释罐内溶液,振荡均匀后,将稀释溶液转移至1000mL 容量瓶中,然后需用蒸馏水清洗消解罐至少三次以上,清洗液也应一并转移到容量瓶中,向容量瓶中加 入浓硝酸1mL,用蒸馏水定容至刻度线。 7.2.5 空白试验 在不加入防污漆干膜样品的情况下,按7.2.1~7.2.4的步骤与测试样品同步进行试样溶液的制备, 得到试样空白溶液。 8 测试分析 8.1 方法A 8.1.1 仪器设置 遵照电极电泳仪操作手册,设置最高电流强度为5.00A,然后调整电压大约3V~4V。准确称量 空白铂电极的质量(精确到0.0001g),然后将铂电极的阴极连接上负极电极夹,铂电极的阳极放置在 中间并连接正极电极夹。 8.1.2 电解测试 将电极浸泡在(见7.1)制备滤液和冲洗液烧杯中,底部留出足够的空间放置搅拌棒。在烧杯的下面 放上电磁搅拌器,控制和调节控制搅拌器,使溶液匀速混合。用蒸馏水稀释溶液,使阳极处于液面水平 以上,打开电源,调节电压在3V左右,开始电解。电解2h后,铜沉积在阴极铂网上,加入蒸馏水至淹 没阴极,再增加电解15min。保持电源处于接通状态,在握住烧杯的同时继续进行磁力搅拌。然后慢 慢降低烧杯,并以洗瓶用去离子水或蒸馏水洗涤阴极。试验过程中应避免让阴极和阳极发生接触。 8.1.3 称量 关闭电源开关,迅速取出阴极铂网,用水冲洗,浸入丙酮或酒精溶液。然后将阴极铂网放置在100℃ 4GB/T31409—2015 烘箱内干燥约15min。将电极从烘箱中取