钢板涂镀层中六价铬的检测研究课件.ppt
钢板涂镀层中六价铬 的检测研究,张家琪2006年10月13日,一、研究背景二、六价铬检测标准及其等效性三、六价铬检测标准的适用性四、“均质材料”和钢板涂镀层定量方法五、影响六价铬测定结果的因素六、研究结论,主要内容,一、研究背景,1、欧盟 RoHS 和 WEEE 指令的限制 2003年2月13日欧盟委员会和欧洲议会颁布了二项标准指令，即：在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令（ROHS）和报废电气电子设备指令（WEEE）。RoHS指令4(1)条规定：“成员国将确保，从2006年7月1日起，投放于市场的新电气和电子设备不含有铅、汞、镉、六价铬、聚溴联苯（PBB）和聚溴二苯醚（PBDE）”。2005年8月19日发布的RoHS指令修正案（2005/618/EC)，对有害物质最大浓度的规定：均质材料中铅、汞、镉、六价铬、聚溴联苯和聚溴二苯醚允许的最大浓度值为1000ppm，均匀材料中镉允许的最大浓度值为100ppm。,一、研究背景,2、国内外其它环保法规的规定 欧盟汽车环保指令ELV，2000/53/EC(2002/525/EC)规定Pb、Hg、Cr()均小于1000ppm，Cd小于100ppm 欧盟外包装材料指令，94/62/EC 规定Pb+Cd+Hg+Cr()100ppm美国包装材料规范（CONEG）规定Pb+Cd+Hg+Cr()100ppm电子信息产品污染控制管理办法 2006年3月6 发布，自2007年3月1日起施行，要求电子信息产品有毒、有害物质或元素（铅、汞、镉、六价铬、聚溴联苯和聚溴二苯醚）控制要符合国家标准或行业标准规定。,一、研究背景,3、国内外企业的规定,一、研究背景,4、涂镀钢板六价铬检测需求,电镀锌钢板：采用含六价铬耐指纹处理的电镀锌钢板 采用含六价铬钝化或磷化封闭处理的电镀锌钢板热镀锌钢板：采用含六价铬钝化处理的热镀锌钢板热镀铝锌板：采用含六价铬钝化处理的热镀铝锌钢板 采用含六价铬耐指纹处理的热镀铝锌钢板电镀锡钢板：采用含六价铬钝化处理的电镀锡钢板电工钢板：采用含六价铬绝缘涂层的电工钢板彩涂钢板：采用含六价铬预处理的彩涂钢板 底漆、面漆中可能含有六价铬,二、六价铬检测标准及其等效性,二、六价铬检测标准及其等效性,三、六价铬检测标准的适用性,1、碱浸法不适用于两性金属镀层中六价铬的检测,Zn+4OH-ZnO22-+2H2O+2e；Al+4OH-H2AlO3-+H2O+3e；Sn+3OH-HSnO2-+H2O+2e；CrO42-+2 H2O+3e CrO2-+4OH-,两性金属材料中六价铬加标回收试验结果,碱浸液Na2CO3和NaOH，按照EPA 3060A标准配制的碱液，其PH值在1314之间，浸取两性金属镀层，则发生下列反应：,三、六价铬检测标准的适用性,2、沸水浸取法适用于涂镀钢板六价铬的检测,避免了因产生化学反应而导致六价铬价态的变化 使用g/cm2单位，也避免了钢板涂镀层“均质材料”难以定量的难题,3、碱浸法浸取六价铬效率高于沸水浸取法,4、松下内控法水煮法 相对于碱浸法，材料中有30的六价铬被浸取出,三、六价铬检测标准的适用性,5、点滴法适用于六价铬的定性判定（检出限1mg/kg）,注：1、点滴试验第1次为直接点滴，第2次为800目砂纸擦表面后点滴试 验，第3次为800目砂纸擦至深处点滴试验。2、为显红色，为不显红色。,四、“均质材料”和钢板涂镀层定量方法,1、对涂镀钢板“均质材料”的理解和处理,欧盟RoHS指令修正案2005/618/EC规定，均质材料中六价铬 允许的最大浓度值为1000ppm（mg/kg）所谓“均质材料”，是指“整个成份均一”，而不能被机械分开的材 料。即它涉及到不被涂镀的单个材料，还不附加于其他材料，在 自己内部也不包含其他材料。术语“机械分开”指通过机械手段分 开，如旋开、切割、压碎、研磨、磨削过程。涂镀钢板，应属于非均质材料。严格意义上，镀锌板的钢基板、镀锌、磷化、钝化、耐指纹、涂油层；电工钢板的钢基板、绝缘 层；彩涂板的钢基板、磷化、钝化、底漆、面漆各层分别为均质 材料。问题是涂镀钢板的各均质层是无法通过以上的机械方法分开的。目前我们采用了化学溶解方法将涂镀层剥离，定量测定涂镀层中 六价铬含量。,四、“均质材料”和钢板涂镀层定量方法,2、钢板涂镀层溶解剥离和定量方法,以重量百分比含量（mg/kg或ppm）为单位测定钢板涂镀层中六价 铬的含量，必须准确测定其涂镀层的重量。镀锌板镀层重量：用六次甲基四胺作为缓蚀剂，在盐酸介质中溶 解镀锌层的重量法测定。镀锡板镀层重量：用电解剥离法或盐酸-三氯化锑溶解和测定锡层 的重量法。以g/cm2为单位测定钢板涂镀层中六价铬的含量，只要定量样板 的表面积，不需要定量其涂镀层的重量。,五、影响六价铬测定结果的因素,1、样品制备和处理的影响,为使涂镀钢板表面六价铬充分浸取出，必须使样品表面积尽可能 大，以便与浸取液充分接触。冲制直径为50mm的圆片试样1至数片（也可以剪切成50mm50mm 的片状试样）。颗粒状样品的堆积，样品表面富集的六价铬可能与浸取液接触不 充分，而使六价铬提取不充分。,五、影响六价铬测定结果的因素,2、不同检测标准的影响,对于电工钢和彩涂板涂层，碱浸法比沸水浸取法测定结果高30。对于镀锌板、镀铝锌板和镀锡板等两性金属镀层采用碱浸法会使测定 结果偏低或测不出。六价铬测定，样品处理时需要注意保持样品中原有六价铬的价态不变。X荧光法测定的是样品的总铬含量，而不是六价铬含量。,五、影响六价铬测定结果的因素,3、不同测量单位的影响,以ppm或mg/kg单位表述，对于同样钝化层厚度的涂镀钢板，其涂镀层越厚，则其六价铬含量越低。RoHS指令、相关法规、用户对有害物质限制值以及EPA 3060A&EPA 7196A标准都采用ppm（mg/kg）单位。以g/cm2表述六价铬含量则不受涂镀层厚度的影响，可以客观地评价钢板表面六价铬的涂敷量。ISO 3613:2000（E）、JIS H8625:1993、GMW3034标准则采用了g/cm2单位。由于面积容易测量，测量误差小，因此采用g/cm2为测量单位，六价铬测定结果的一致性较好。由于涂镀层重量测量引入的误差要比六价铬绝对量测量引入的误差大，故采用ppm（mg/kg）为测量单位，六价铬测定结果的一致性差。,六、研究结论,1、钢板涂镀层中六价铬检测，采用不同检测标准，检测结果不同。2、ISO 3613:2000（E）（沸水浸取法）及其等效标准适用于涂镀钢板六价 铬的检测。3、EPA 3060A（碱浸法）不适用于两性金属镀层中六价铬的检测。4、对大多数材料，特别是有机和半有机材料，EPA 3060A碱浸法浸取六价 铬的效率要高于ISO 3613沸水浸取法。5、点滴法（IEC 62321、ISO 3613:2000（E）适用于六价铬的定性判 定，检出限为 1mg/kg。6、沸水浸取法（IEC 62321）也作为定性判断法，在国内某些第三方实 验室已作为检定是否含有六价铬的默认方法，其检出限为 0.02g/cm2。7、以重量百分比含量（mg/kg或ppm）为单位表述涂镀层中六价铬含量，必须准确测定其涂镀层的重量。8、使用g/cm2单位表述六价铬含量，可以客观地评价钢板表面六价铬的涂 敷量，也避免了钢板涂镀层“均质材料”难以定量的难题。,谢 谢!,
