GB/T 23986.2-2023 色漆和清漆 VOC/SVOC 含量测定气相色谱法全流程详解
GB/T 23986.2-2023 等同采用 ISO 11890-2:2020，规定以聚乙二醇（DB-WAX）毛细管柱分离、FID 检测、内标法定量测定色漆、清漆及原材料中 VOC/SVOC 含量。方法适用 VOC 总含量 0.1%～15%，单组分检出限 0.01% 量级，覆盖涂料制造质控、型式检验与环保监管场景。
方法原理与适用范围
Section titled “方法原理与适用范围”GB/T 23986.2-2023《色漆和清漆 挥发性有机化合物（VOC）和/或半挥发性有机化合物（SVOC）含量的测定 第 2 部分：气相色谱法》代替 GB/T 23986-2009，等同采用 ISO 11890-2:2020。相比旧版，2023 版将测定范围扩展至 SVOC，增加水分干扰消除的 GC 法方案，并明确了以正十六烷为分界物的 VOC/SVOC 划分规则。
方法原理可概括为三步：样品稀释加内标后直接进样，组分在聚乙二醇固定相上按沸点与极性分离；FID 连续记录响应，不晚于正十六烷或沸点不超过 250 °C 的组分为 VOC，沸点 250～370 °C 的组分为 SVOC；以甲苯为响应基准、内标法计算各组分含量并汇总。相比 ISO 11890-1 差值法，GC 法直接测定各组分，水分与稀释剂峰可从谱图扣除，避免差值折算偏差。
| 样品类型 | 适用性 | 关键说明 |
|---|---|---|
| 溶剂型涂料 | 适用 | 溶剂稀释后直接进样，VOC 含量 0.1%～15% |
| 水性涂料 | 适用 | GC 法直接扣除水分干扰，无需单独测水折算 |
| 涂料原材料 | 适用 | 树脂、助剂等经适当溶剂溶解后测定 |
| 半挥发性组分 SVOC | 适用 | 沸点 250～370 °C，2023 版扩展范围 |
系统由带分流/不分流进样口的气相色谱仪、FID 检测器与自动进样器组成。表 1 为满足 GB/T 23986.2-2023 日常检测的通用配置，表 2 为适合中高吞吐量实验室的深度优化方案。
| 模块 | 通用配置要求 | 关键指标 |
|---|---|---|
| 气相色谱仪 | 带程序升温与电子气路控制的 GC-FID 系统 | 柱箱控温精度 ±0.1 °C |
| 色谱柱 | DB-WAX 或 HP-INNOWax（聚乙二醇） | 30 m × 0.25 mm × 0.25 μm |
| 检测器 | FID 氢火焰离子化检测器 | 温度上限 280 °C，基线噪声低 |
| 进样器 | 液体自动进样器 | 进样量 1.0 μL，分流比 30:1 |
| 载气 | 高纯氦气（≥99.999%） | 恒流模式 1.0 mL/min |
| 模块 | 深度优化方案 | 选型依据 |
|---|---|---|
| 色谱主机 | 智恒 GC-2020 气相色谱仪 | 因 0.1 °C 控温精度满足 40 °C 至 280 °C 宽程升温要求而入选 |
| 进样模块 | 16 位液体自动进样器 | 因分流比 30:1 条件下进样量重复性 RSD 小于 1% 而配置 |
| 内标策略 | 正庚烷与对二甲苯双内标 | 因分别覆盖 VOC 与 SVOC 两个沸点区间的响应校正而配置 |
| 数据处理 | 工作站自动积分 + 十六烷分界 | 因可一键划分 VOC/SVOC 峰组而配置 |
| 质控配置 | 标准溶液与质控样双轨运行 | 因每序列内标响应 RSD 不大于 5% 判定批次有效性而配置 |
硬件区总结：VOC/SVOC 宽沸点跨度要求柱箱在 40 °C 低温段控温准确、280 °C 终温段程序升温重复性好，FID 长时间运行需基线平稳。智恒 GC-2020 气相色谱仪以 0.1 °C 控温精度和电子气路恒流控制，可在连续 8 小时、上百针进样中保持保留时间漂移小于 0.05 min，为涂料 VOC/SVOC 内标法批量测定提供稳定平台支撑。
GB/T 23986.2-2023 采用程序升温模式，总运行时间 24 min。核心操作参数见表 3，升温程序见表 4。
| 参数 | 设定值 |
|---|---|
| 色谱柱 | DB-WAX 或 HP-INNOWax（聚乙二醇），30 m × 0.25 mm × 0.25 μm |
| 备选柱 | 5% 苯基-95% 二甲基聚硅氧烷毛细管柱 |
| 进样口温度 | 250 °C |
| 检测器 | FID，280 °C |
| 载气 | 高纯氦气（≥99.999%），恒流 1.0 mL/min |
| 进样方式 | 分流进样，分流比 30:1 |
| 进样量 | 1.0 μL |
| 内标物 | 正庚烷或对二甲苯 |
| 定量基准 | 内标法，以甲苯为响应基准 |
| 阶段 | 升温速率 | 目标温度 | 保持时间 |
|---|---|---|---|
| 初始 | — | 40 °C | 5 min |
| 程序升温 | 10 °C/min | 40 °C → 280 °C | — |
| 终温保持 | — | 280 °C | 15 min |
工程依据说明：40 °C 起始并保持 5 min，使丙酮、乙酸乙酯等低沸点溶剂与正己烷充分分离；10 °C/min 在总分析时间与 WAX 柱分离度之间取得平衡；280 °C 终温保持 15 min，保证沸点 250～370 °C 的 SVOC 组分完全流出；30:1 分流与 1.0 μL 进样量匹配，避免柱过载产生前沿峰。水性涂料的水峰在 WAX 柱上保留位置固定，可直接以 GC 法扣除，无需差值法单独测水折算。
硬件区总结：恒流模式保证保留时间跨批次可比，30:1 分流降低高沸点组分歧视，280 °C 终温确保 SVOC 区无残留峰干扰下一针。常规 30 针连续运行柱压漂移应小于 5%，超出时检查衬管、隔垫与柱头状态。
样品采集与处理
Section titled “样品采集与处理”样品采集遵循代表性原则，涂料可能存在颜料沉降与组分分层，取样前必须充分混匀。容器选用带聚四氟乙烯（PTFE）衬垫螺口盖的玻璃瓶，禁止使用塑料容器——增塑剂与残留溶剂会溶出干扰测定。
| 步骤 | 操作内容 | 关键控制点 |
|---|---|---|
| 1 | 搅拌混匀 | 用洁净玻璃棒搅拌 2 min 至无沉降物，避免颜料分层 |
| 2 | 取样装瓶 | 转移至带 PTFE 衬垫的棕色玻璃瓶，尽量充满不留顶空 |
| 3 | 密封标识 | 立即盖紧，记录样品编号、产品批号与采样日期 |
| 4 | 平行采样 | 同一批次双份采样，一份测定、一份留样备查 |
保存与运输：样品密闭、避光，4 °C 以下冷藏运输，一般应在 72 h 内完成测定；含异氰酸酯组分的聚氨酯类涂料需防潮。挥发性组分易损失，开瓶后应尽快称量，避免反复开盖。
进样操作：称取约 1 g 样品（精确至 0.1 mg），加入内标溶液（正庚烷或对二甲苯），用四氢呋喃、甲醇或二甲基甲酰胺稀释定容，摇匀后自动进样 1.0 μL 分流进样。水性涂料稀释时避免引入气泡与絮凝。
GB/T 23986.2-2023 采用内标法定量，以甲苯为响应基准，内标物为正庚烷或对二甲苯，要求与目标组分完全分离且化学性质稳定。各组分含量按 w = f × (A_x / A_is) × (m_is / m_s) 计算，f 为组分相对甲苯的校正因子，A_x、A_is 为组分与内标峰面积，m_is 为加入内标质量，m_s 为样品质量；VOC 总量为各 VOC 组分含量之和，SVOC 同理。
标准曲线配制：以甲苯为代表组分，配制 0.05%～5% 范围内至少 5 个浓度点的标准系列，各点加入等量内标，以峰面积比对浓度比回归，线性相关系数不小于 0.999。
| 浓度点 | 甲苯浓度（%） | 甲苯/内标峰面积比（示例） |
|---|---|---|
| 1 | 0.05 | 0.048 |
| 2 | 0.10 | 0.096 |
| 3 | 0.50 | 0.481 |
| 4 | 1.00 | 0.962 |
| 5 | 5.00 | 4.81 |
校正因子表（示例值，实际应以标准物质实测校准）：
| 组分 | 相对校正因子（对甲苯） | 说明 |
|---|---|---|
| 甲苯 | 1.000 | 定量基准 |
| 乙酸乙酯 | 1.12 | 酯类 |
| 正庚烷（内标） | 0.95 | 内标物 |
| 参数 | 指标 |
|---|---|
| 单组分方法检出限（MDL） | 0.01%（质量分数） |
| 单组分定量限（MQL） | 0.03%（质量分数） |
| 方法适用 VOC 含量范围 | 0.1%～15% |
| 线性范围 | 0.05%～5% |
| 线性相关系数 | ≥ 0.999 |
| 加标回收率 | 90%～110% |
| 精密度（RSD） | ≤ 5% |
质量控制贯穿样品采集、前处理与仪器分析全过程。实验室应建立内部质控样品库，并定期参加能力验证。
| 质控项目 | 要求 | 频率 |
|---|---|---|
| 空白溶剂 | 正己烷至正十六烷窗口内无干扰峰 | 每批样品 |
| 内标响应 RSD | ≤ 5% | 每序列 |
| 标准曲线核查 | 相关系数 ≥ 0.999 | 每序列 |
| 加标回收率 | 90%～110% | 每批至少 1 个 |
| 平行样相对偏差 | ≤ 10% | 每批 10% 样品 |
| 质控样品 | 有证质控样测定值在控 | 每日 |
在 DB-WAX 柱、40 °C 至 280 °C 程序升温条件下，非极性烷烃保留最弱先流出，极性较强的酮、酯随后，芳香烃在中段，高沸点 SVOC 集中于程序后段。典型出峰顺序与保留时间如下（示例值）：
| 出峰顺序 | 组分 | 沸点（°C） | 保留时间（min） |
|---|---|---|---|
| 1 | 正己烷 | 69 | 2.4 |
| 2 | 乙酸乙酯 | 77 | 3.8 |
| 3 | 正庚烷（内标） | 98 | 4.6 |
| 4 | 甲苯（定量基准） | 111 | 6.2 |
| 5 | 间/对二甲苯 | 138～144 | 10.4 |
| 6 | 苯乙烯 | 145 | 11.5 |
| 7 | 正十六烷（VOC/SVOC 分界） | 287 | 18.1 |
| 8 | SVOC 区代表组分 | 250～370 | 18.6～23.6 |
关键分离对为乙酸乙酯与正己烷、间二甲苯与苯乙烯两组：前者沸点接近（77 °C 对 69 °C），依靠 WAX 柱极性差异分离，分离度约 2.0；后者在 30 m 柱上分离度约 1.8，均满足基线分离要求。甲苯与正庚烷内标保留时间相差约 1.6 min，分离度大于 2。
分离度数据说明：0.1% 加标水平下 VOC 各组分峰信噪比均大于 10；水性涂料水峰保留位置固定且不与目标组分重叠，证明 GC 法扣除水分干扰可行。VOC/SVOC 以正十六烷保留时间 18.1 min 为界，之前归 VOC、之后归 SVOC，积分起止跨批次一致。
| 应用场景 | 说明 |
|---|---|
| 涂料制造企业出厂质控 | 每批次按 GB/T 23986.2-2023 测定 VOC/SVOC，对标产品有害物质限量 |
| 产品型式检验 | 型式检验报告中 VOC 项目测定，支撑环保认证申报 |
| 环保监管执法抽检 | 生态环境部门对溶剂型涂料生产企业的限量合规检查 |
| 进出口涂料检验 | 海关实验室按 GB/T 23986.2-2023 或 ISO 11890-2:2020 实施检验 |
| 原材料 VOC 筛查 | 树脂、助剂、稀释剂供应商的 VOC 贡献评估与配方优化 |
涂料 VOC 含量是产品有害物质限量的核心指标，随着环保法规对溶剂型涂料限量持续收紧，气相色谱法因直接测定、抗水分干扰、可扩展 SVOC 的技术特点，已成为涂料行业型式检验与合规监测的主流方法。GB/T 23986.2-2023 为制造企业、检验机构与监管实验室提供了统一的方法依据。
1. 涂料 VOC 检测为什么优先选用气相色谱法？
VOC 组分多、沸点跨度大，气相色谱可在一针进样内完成数十种挥发性组分的分离与定量。相比红外差值法，GC 法直接测定各组分，水分与稀释剂峰可从谱图扣除，2023 版还明确了水分干扰的 GC 法消除方案，定量以甲苯为基准内标校正，结果可直接支撑涂料有害物质限量合规判定；若存在沸点 250～370 °C 的半挥发性组分，同一方法可扩展至 SVOC 测定。
2. 水性涂料和溶剂型涂料测 VOC 的流程有什么不同？
主要差别在前处理与水分处理：溶剂型涂料用四氢呋喃、甲醇或二甲基甲酰胺稀释后直接分流进样；水性涂料需确认水峰位置，GB/T 23986.2-2023 通过 GC 法直接扣除水分干扰，无需像差值法那样单独测水再折算。两类样品都需加入内标物（正庚烷或对二甲苯），按相同升温程序（40 °C 保持 5 min 后以 10 °C/min 升至 280 °C）分析，最终以甲苯为响应基准计算 VOC 总量。
3. VOC 和 SVOC 的界限如何划分？
2023 版以正十六烷为分界物：沸点不超过 250 °C、或保留时间不晚于正十六烷的组分归为 VOC；沸点 250～370 °C 的组分归为 SVOC。在 WAX 柱上按规定的积分条件，将正己烷至正十六烷之间的峰归并为 VOC 峰组，其后至程序结束的峰归并为 SVOC 峰组，分别积分定量。分界规则统一后，不同实验室的划分结果具有可比性。