电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定内外墙涂料中的钛、钙、锌、镁和硅

包楚才 陈纪文 刘付建

(广东产品质量监督检验研究院，广东 佛山 528300)

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定内外墙涂料中的钛、钙、锌、镁和硅

包楚才 陈纪文 刘付建

(广东产品质量监督检验研究院，广东 佛山 528300)

采用酸消解，对内外墙涂料中的颜填料进行前处理，建立了电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定内外墙涂料中钛、钙、锌、镁和硅的方法。探讨了在制样及测试过程中的影响因素、方法的检出限和方法的精密度，实验证明精密度(RSD，n=10)小于5%，方法准确度高，方法能满足内外墙涂料快速检测的要求。

电感耦合等离子体原子发射光谱法；内外墙涂料；颜填料

0 前言

内外墙涂料中的颜填料一般含有钛、钙、镁、锌和硅等元素，研究其无机成分含量可以快速分析内外墙涂料中掺杂、掺假，以假充真的现象，并可以根据其含量间接判定内外墙涂料的物理性能。

国内目前测定涂料的方法有化学分析法[1-2]，该方法虽然准确度较高，但每种元素都要采用不同的滴定方法，需要投入大量的人力，在进行大批量产品测试时，效率较低；而电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法操作方便，速度快，可以同时进行多元素的测试，在矿物含量测定方面，国内已经有大量报道[3-6]，本方法与前述矿物含量测定方法相似，采用酸消解的方法分别对5种元素进行前处理，并配制混合标准溶液，利用经验参数法校正，一次同时测定钛、钙、镁、锌和硅，节约了检测时间，提高了检测效率。

1 实验部分

1.1 仪器和工作条件

Optima 5300DV型全谱直读光谱仪(美国PE公司)，耐氢氟酸雾化系统，RF功率1 300 W，辅助气流量0.2 L/min，载气流量15 L/min，泵速1.50 mL/min，观测高度15 mm，快洗时间10 s，积分时间15 s，读数3次。

1.2 标准溶液和试剂

钛、镁和锌标准储备溶液(100 μg/mL，编号GSB 04-1767-2004，购自国家有色金属及电子材料分析测试中心)；钙标准储备溶液(100 μg/mL，编号GSB G 62012-90(2001))、硅标准储备溶液(500 μg/mL、编号GSB G 62007-90(1401)均购自国家钢铁材料测试中心；氢氟酸、硝酸、硫酸、硫酸铵、盐酸均采用优级纯，超纯水(电阻率大于18.2 MΩ·cm)。

1.3 样品的前处理

样品搅拌均匀，在玻璃板上制备涂膜，然后在50 ℃条件下干燥，取干燥后的约20 g涂膜样品在电炉上加热，直至样品成一焦块，放入650 ℃的马弗炉中加热3 h，取出冷却后备用。

取0.2 g(精确至0.000 1 g)灰化后的样品，置于500 mL的锥形瓶中，加入8 g硫酸铵和20 mL硫酸，摇匀置于电热板上加热，直至产生白烟后，继续加强热约5～8 min，冷却，将溶液转入聚四氟乙烯的样品罐中，加入10 mL浓硝酸和5 mL氢氟酸，继续加热，直至消解完全，取下冷却，加入150 mL水和20 mL盐酸，过滤，定容待测。

2 结果与讨论

2.1 溶解样品试剂及条件的选择

由于二氧化钛难溶于强酸，因此样品前处理中溶解二氧化钛时需要加入硫酸铵和硫酸(98%)，此时需要在控制好温度的条件下，加强热产生白烟，否则温度达不到时样品很难溶解，在二氧化钛完全溶解的前提下，再溶解含钙、锌、镁和硅的化合物，此时只需加入硝酸就可以消解钙、锌和镁，然后加入氢氟酸溶解含硅化合物，如果消解过程中不能完全消解，则需要重复加入硝酸与氢氟酸，直至消解完全。

2.2 干扰与分析线的选择

ICP-AES法分析时主要有光谱干扰、化学干扰、电离干扰和物理干扰等[7]，在ICP光源中，化学干扰和电离干扰影响很小，可以忽略不计，研究中主要存在的是物理干扰和光谱干扰，物理干扰中试剂影响主要采用背景扣除法在仪器上直接消除[8]，而通过对样品进行加标回收后的加标回收率实验证明基体效应影响也较小，因此本研究主要解决元素间的光谱干扰。由于本研究待测元素含量均较高，其它元素影响较小，主要是待测元素间的干扰，在选择谱线时，尽量避免选择重叠谱线，每种元素都有多条分析谱线，一般情况下选择干扰少，信号强，精密度好的谱线，具体选择谱线见表1。

表1 分析线波长Table 1 Analytical spectral lines

2.3 校准曲线及方法检出限

配制5种元素的混合标准溶液，5种元素的浓度范围为0.5～20 mg/L，采用一元线性回归校正法，分别得出各元素标准曲线相关系数均在0.999以上，根据国际纯粹与应用化学联合会对检出限的定义，检出限为3倍的背景值标准偏差，得出各元素检出限见表2。

表2 方法检出限Table 2 Detection limits of the method

2.4 方法的精密度和准确度

在已知配方比例的前提下，与大型的涂料企业合作配制涂料样品，作为已知认定值样品，选择其中一个具体代表性的认定值样品，按照实验方法平行测试10次，研究方法的精密度，将所得结果进行统计，结果见表3，方法相对标准偏差小于5%，测量结果与认定值进行比较，基本吻合。

表3 方法准确度和精密度Table 3 Accuracy and precision tests of method(n=10) /%

3 结论

由于内外墙涂料中颜填料的成分复杂，在消解样品前需去除其中的有机成分，然后采用酸消解方法，探讨了消解方法的条件和影响因素，进一步配制混合标准溶液，运用电感耦合等离子体原子发射光谱法，同时测定钛、钙、锌、镁和硅，提高了工作效率，缩短了检验周期，通过对样品的测定，结果表明该方法精密度较好，准确度较高，能满足日常涂料快速检验的需要。

[1] 郝原芳,张泉,何炼.钛精矿中二氧化钛的测定[J].辽宁化工(LiaoningChemicalIndustry),2005,34(7):314-315.

[2] 李静玲,张念慈,左平.用硫酸铁铵容量法测定钛精矿中二氧化钛含量[J].矿业快报(ExpressInformationofMiningIndustry),2003,8(8):9-11.

[3] 陈蓉,张宏凯.电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铬矿砂及再生铬矿砂中二氧化硅[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2015,5(4):44-47.

[4] 王艳君,蒋晓光,张彦甫,等.电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铜磁铁矿中铜、锰、铝、钙、镁、钛和磷的含量[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2015,5(3):64-69.

[5] 代建强.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定石英岩中杂质元素[J].安阳工学院学报(JournalofAnyangInstituteofTechnology),2012,11(6):31-33.

[6] 孙丽丽.电感耦合等离子体发射光谱法测定湿法精制磷酸中镁、钙、铁、砷含量[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2013,3(1):71-73.

[7] 戴骐,林晓娜,吴艳燕,等.ICP-AES法测定化妆品中铅、镉、砷、汞、锑、铬、镍、钡、锶等禁限用元素含量[J].分析试验室(ChineseJournalofAnalysisLaboratory),2012,31(6):54- 58.

[8] 刘冰冰,王英滨.电感耦合等离子体-原子发射光谱法测定粉煤灰中的镓[J].光谱实验室(ChineseJournalofSpectroscopyLaboratory),2012,29(6):3840-3844.

Determination of Ti，Ca，Zn，Mg and Si in Interior and Exterior WallCoatings by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry

BAO Chucai, CHEN Jiwen, LIU Fujian

(GuangdongTestingInstituteofProductQualitySupervision,Foshan,Guangdong528300,China)

The pigments and fillers in interior and exterior wall coatings were digested by acid digestion, and a method for the determination of Ti，Ca，Zn，Mg and Si in interior and exterior wall coatings by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-AES) was developed. Experimental parameters, such as the detection limits, the influencing factors in sample preparation and testing process and the precisions, were discussed in this paper. The results showed that the relative standard deviation (RSD，n=10) was less than 5%. The proposed method has high accuracy , and it is suitable for the requirement of rapid detection of Ti，Ca，Zn，Mg and Si in interior and exterior wall coatings.

inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry; interior and exterior wall coatings; pigments and fillers

2016-01-07

2016-03-11

广东省质量技术监督局科技项目(2015CZ08)资助

包楚才，男，工程师，主要从事涂料化工检测研究。E-mail:bcc0321@163.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.02.008

O657.31；TH744.11

A

2095-1035(2016)02-0028-03