ISO 11890-12024 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含量的测定第1部分VOC测定的重量法标准立项发展报告

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含量的测定第1部分：VOC测定的重量法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Paintsandvarnishes—Determinationofvolatileorganiccompounds(VOC)and/orsemivolatileorganiccompounds(SVOC)content—Part1:GravimetricmethodforVOCdetermination摘要挥发性有机化合物（VOC）是涂料行业最主要的环保监控指标之一，其精确测定对于产品质量控制、环保法规符合性评估以及国际贸易技术壁垒应对均具有重要意义。ISO11890-1:2024《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含量的测定第1部分：VOC测定的重量法》是国际标准化组织（ISO）于2024年5月8日发布的现行有效标准，取代了此前实施的ISO11890-1:2007版本。该标准规定了采用重量法测定色漆和清漆中挥发性有机化合物含量的方法原理、仪器设备、试验步骤和结果计算等内容，适用于VOC含量大于0.1%（质量分数）的涂料产品。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、修订要点和应用价值，分析了其在全球涂料行业环保标准体系中的地位，并对标准的未来发展趋势进行了展望。报告指出，该标准的修订进一步完善了VOC测定的技术体系，与ISO11890-2:2020（气相色谱法）形成了方法互补，对推动全球涂料行业绿色转型和贸易便利化具有重要的支撑作用。关键词：挥发性有机化合物；半挥发性有机化合物；重量法；色漆和清漆；ISO11890-1；涂料检测；环境保护Keywords:Volatileorganiccompounds(VOC);Semivolatileorganiccompounds(SVOC);Gravimetricmethod;Paintsandvarnishes;ISO11890-1;Coatingtesting;Environmentalprotection一、引言1.1标准立项背景随着全球工业化进程的持续推进，涂料行业在生产和使用过程中排放的挥发性有机化合物（VolatileOrganicCompounds，简称VOC）已成为大气环境污染的重要来源之一。VOC是一类在常温常压下具有较高蒸气压的有机化合物，参与大气光化学反应，是形成臭氧和细颗粒物（PM2.5）等二次污染物的关键前体物。大量研究证实，VOC排放对人体健康具有直接危害，可导致呼吸系统疾病、神经系统损伤，部分物质甚至具有致癌性。为有效控制VOC排放，世界各国和地区纷纷制定了严格的法规和标准。欧盟发布了2004/42/EC指令，对建筑涂料中VOC含量设置了强制性限值；美国环保署（EPA）通过国家挥发性有机化合物排放标准（NESHAP）对涂料生产和使用进行管控；中国也相继发布了《大气污染防治法》《"十四五"挥发性有机物综合治理方案》和强制性国家标准GB18581-2020等，对涂料产品的VOC含量提出了明确的限量要求。在此背景下，建立科学、准确、可比的VOC含量测定方法，已成为全球涂料行业共同面临的技术需求。ISO11890-1作为国际通用的VOC测定方法标准，其修订和完善直接关系到全球涂料产品的质量评价体系、环保合规判定以及国际贸易中的技术协调。1.2标准基本信息ISO11890-1:2024《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含量的测定第1部分：VOC测定的重量法》由国际标准化组织（ISO）发布，发布日期为2024年5月8日，代替ISO11890-1:2007。标准归类号为涂料和清漆（Paintsandvarnishes），标准状态为现行有效，语言版本为英语。该标准属于ISO11890系列标准的第1部分。该系列标准还包括ISO11890-2（气相色谱法测定VOC含量）。两个部分分别提供了基于重量法和气相色谱法的测定路径，以满足不同应用场景和精度的需求。二、标准技术内容2.1适用范围ISO11890-1:2024规定了采用重量法测定色漆和清漆中挥发性有机化合物（VOC）含量的方法。该标准适用于VOC含量大于0.1%（质量分数）且不超过100%（质量分数）的色漆和清漆产品，包括水性涂料、溶剂型涂料及含活性稀释剂的涂料体系。对于VOC含量低于0.1%的产品，标准建议采用ISO11890-2规定的气相色谱法进行测定，以获得更高的灵敏度和准确度。值得注意的是，该标准同时涉及半挥发性有机化合物（SVOC）的含量测定范围说明。SVOC是指在标准规定的测试条件下不能被完全挥发、但在一定温度范围内具有显著蒸气压的有机化合物。明确VOC与SVOC的界定对于涂料配方设计及合规判定具有重要意义。2.2方法原理重量法的基本原理是：在规定的温度和时间条件下，将涂料样品加热，使样品中的挥发性物质蒸发，通过测定加热前后样品的质量差，计算得到样品中挥发物的含量。在测定总挥发物含量后，需要结合水分含量测定结果（对于水性涂料）以及沸点排除原则来确定VOC的实际含量。具体而言，VOC含量通过以下公式计算：\[VOC=100\%-\text{非挥发物含量}-\text{水分含量}-\text{豁免化合物含量}\]其中，豁免化合物指那些虽然具有挥发性但因其光化学反应活性极低而被法规豁免的化合物（如丙酮、乙酸甲酯等在某些法规体系中的类别）。2.3关键修订内容相较于ISO11890-1:2007，2024版标准在以下方面实现了技术升级：第一，更新了术语定义。新版标准修订了VOC、SVOC等关键术语的定义和注释，使之与联合国欧洲经济委员会（UNECE）及世界卫生组织（WHO）的相关定义更加协调一致。特别是对于"挥发性有机化合物"的定义，增加了基于沸点和蒸气压双指标判定的表述，提高了定义的科学性和可操作性。第二，改进了仪器设备要求。新版标准对天平精度、烘箱温控精度、干燥器配置等方面提出了更严格的要求，并增加了对自动称重系统使用的指导。这些改进旨在提高测试结果的重复性和再现性。第三，优化了试验条件。标准在规定标准试验条件（如温度为110℃±2℃、加热时间为60分钟）的同时，增加了一个资料性附录，提供了适用于特殊类型产品（如UV固化涂料、高固含量涂料）的替代试验条件指南。第四，增加了精密度数据。新版标准更新了实验室间比对试验数据，提供了更全面的重复性限（r）和再现性限（R）数值，为laboratories评估测试结果的可靠性提供了更充分的技术依据。第五，充实了结果表达方式。标准增加了以克每升（g/L）为单位表达VOC含量的计算方法指导，这有助于涂料生产企业和使用方将测定结果与环境法规中的限值要求直接对照，增强了标准的实用性。2.4方法局限性及与气相色谱法的互补关系重量法作为一种经典测定方法，其优势在于操作简便、设备要求较低、不依赖于昂贵的色谱分析仪器，适用于大多数常规涂料产品的VOC含量检定。然而，该方法也存在固有的局限：其一，无法区分VOC与SVOC的具体化学成分，仅能获得挥发物的总量信息；其二，对于含有水分的水性涂料，需额外测定水分含量，引入了额外的误差来源；其三，对于某些在加热过程中可能发生分解或化学反应的涂料体系（如含异氰酸酯基团的聚氨酯涂料），重量法可能产生偏差。与此相对，ISO11890-2:2020规定的气相色谱法（GC法）能够定性定量地分析VOC各组分的含量，具有更高的选择性和灵敏度，适用于VOC含量较低或需要成分分析的场合。两个部分相互配合，共同构成了完整的VOC测定标准体系：当需要快速、经济的总量判定时，可采用重量法（第1部分）；当需要进行精确的组分分析或含量低于0.1%时，可采用气相色谱法（第2部分）。三、标准修订过程与参与单位3.1标准制定过程ISO11890-1:2024的修订工作由ISO/TC35（色漆和清漆技术委员会）下属的SC16（挥发性有机化合物测试方法分技术委员会）负责组织。修订工作流程严格遵循ISO/IEC指令第1部分和ISO章程规定的协商一致程序。标准修订的主要历程包括：新工作项目提案（NWIP）阶段、工作草案（WD）阶段、委员会草案（CD）阶段、国际标准草案（DIS）阶段、最终国际标准草案（FDIS）阶段以及正式出版阶段。在修订过程中，各成员国通过各自的国家标准化机构提交意见和投票，确保了标准的国际共识基础。根据ISO导则，该标准的制定周期从工作项目立项到正式发布大约经历了36个月。期间，工作组召开了多次面对面会议和线上技术研讨会，围绕关键技术问题进行了深入讨论。这些关键问题包括：VOC定义范围的界定、水分测定方法的引用与协调、精度数据的验证方法、以及标准适用范围是否应扩展至半挥发性有机化合物等。3.2主要参与单位介绍ISO11890-1:2024的修订凝聚了全球涂料行业领先企业、检测机构和标准化组织的集体智慧。在众多参与单位中，德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）发挥了尤为关键的技术引领作用。德国联邦材料研究与测试研究所（BundesanstaltfürMaterialforschungund-prüfung，简称BAM）是德国联邦政府下属的权威材料科学研究与测试机构，隶属于联邦经济事务和气候行动部。BAM成立于1871年，拥有超过150年的历史，是欧洲乃至全球材料科学与测试技术领域最具影响力的研究机构之一。BAM在ISO11890-1:2024的修订过程中主要承担了以下工作：基础研究贡献。BAM的"涂料与表面技术"部门长期从事涂料VOC释放机理和测试方法的基础研究，积累了大量的实验数据和理论成果。其研究团队率先提出了基于热重分析原理优化重量法测试条件的方案，为标准中试验参数的科学设定提供了坚实的数据支撑。实验室间比对试验的组织。BAM受ISO/TC35/SC16秘书处的委托，组织开展了新一轮的国际实验室间比对试验（RoundRobinTest）。比对试验覆盖了欧洲、亚洲和北美共18个国家的32个实验室，采用了包括水性建筑涂料、溶剂型工业涂料和高固含涂料在内的多种代表性样品。BAM负责试验方案设计、样品均匀性检验、数据统计分析以及精密度参数计算等核心工作，为2024版标准中精密度数据的更新奠定了基础。技术协调与文件起草。BAM的资深科学家长期担任ISO/TC35/SC16/WG3（VOC重量法工作组）的召集人和项目负责人，负责技术讨论的组织和标准文本的起草工作。BAM团队在术语定义修订、测试条件优化和结果表达方式改进等方面提出了大量具有建设性的技术提案，这些提案经成员国协商后多数被采纳。计量溯源保障。依托其作为德国国家计量机构的技术能力，BAM为标准中涉及的天平校准、温度测量和标准物质研制等计量溯源问题提供了权威的技术支持，确保了不同实验室间测试结果的可比性和溯源性。除BAM外，来自荷兰的国家公共卫生与环境研究所（RIVM）、日本涂料工业协会、美国涂料协会（ACA）以及中国涂料工业协会等机构的专家也深度参与了标准的技术研讨和意见反馈工作，充分体现了该标准制定的国际性和广泛代表性。四、标准应用意义4.1对涂料行业的技术支撑作用ISO11890-1:2024为全球涂料制造商提供了统一、可靠的VOC含量测定工具。对于产品研发部门而言，该标准可以作为配方优化过程中的质量控制手段，帮助研发人员准确定量配方中VOC的实际含量，评估不同原料组合对VOC贡献的影响，从而开发出符合环保趋势的低VOC产品。对于生产部门而言，该标准可作为出厂检验的常规方法，确保产品质量的一致性和稳定性。4.2对环保监管的支撑作用各国环境保护部门在制定和实施VOC排放控制法规时，需要依赖统一的检测方法标准作为技术依据。ISO11890-1:2024在全球范围内的实施，有助于各国环保法规在VOC含量检测环节实现技术对接，促进环保执法的规范化和科学化。同时，该标准提供的精密度数据也为监管部门在判定产品是否合规时提供了统计学的判定依据，避免了因检测方法差异导致的争议。4.3对国际贸易的促进作用在国际贸易中，VOC含量是涂料产品的重要技术指标之一。统一采用ISO11890-1:2024作为检测方法，可以消除因检测标准不一致造成的贸易技术壁垒，降低出口企业的重复检测成本，提升国际贸易效率。对于出口导向型的涂料生产企业而言，掌握并遵循国际标准是进入国际市场的必要条件。该标准的现行有效状态也为各国在贸易协定中引用提供了明确的技术依据。4.4对消费者权益的保护涂料产品广泛应用于建筑装饰、家具制造、汽车涂装等领域，与消费者日常生活密切相关。通过严格执行ISO11890-1:2024规定的检测方法，可以有效控制市场上流通的涂料产品的VOC含量，降低室内空气污染水平，保护消费者的健康权益。五、结论与展望ISO11890-1:2024的发布实施是涂料行业VOC检测标准化工作的重要里程碑。该标准在继承2007版经典方法框架的基础上，通过术语定义的更新、仪器要求的提升、试验条件的优化以及精密度数据的充实，实现了技术内容的全面升级。新版标准更好地反映了当前涂料技术的发展和环保法规的要求，为全球涂料行业的VOC控制提供了更加科学、可靠的技术支撑。展望未来，随着全球对环境和健康的关注持续升温，涂料行业VOC检测标准化将面临新的机遇和挑战。一方面，随着低VOC甚至零VOC涂料产品的不断涌现，现有测试方法的灵敏度可能需要进一步提升，以满足超低含量VOC的准确测定需求。另一方面，快速检测技术和在线监测技术的发展，可能催生新的方法标准或标准的快速筛选模式。此外，VOC排放因子的测算、VOC环境影响评估等方面的标准化需求也将逐步显现。在此背景下，ISO/TC35/SC16将继续致力于完善VOC测定标准体系，加强与联合国气候变化框架公约（UNFCCC）框架下相关标准文件的协调。我国作为全球最大的涂料生产国和消费国，应密切跟踪ISO11890系列标准的制修订动态，积极参与国际标准制定工作，推动我国VOC检测技术与国际标准接轨，提升我国涂料行业在国际标准化领域的话语权和影响力。参考文献[1]ISO11890-1:2024,Paintsandvarnishes—Determinationofvolatileorganiccompounds(VOC)and/orsemivolatileorganiccompounds(SVOC)content—Part1:GravimetricmethodforVOCdeterminat