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涂料中烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)及其标准简介

嘉峪检测网        2025-09-14 14:49

一、术语和定义

烷基酚聚氧乙烯醚 (alkylphenol polyethoxylates, APEO),按GB/T 31414-2015《水性涂料 表面活性剂的测定 烷基酚聚氧乙烯醚》中3.2描述为:分子结构为R−C₆H₄−(OC₂H₄)ₙOH;n = 2~16、17~34、35~45。这一类物质常见的有辛基酚聚氧乙烯醚 [C₈H₁₇−C₆H₄−(OC₂H₄)ₙOH,简称OPₙEO] 和壬基酚聚氧乙烯醚 [C₉H₁₉−C₆H₄−(OC₂H₄)ₙOH,简称NPₙEO]。

烷基酚 (alkylphenols, AP),按GB/T 31414-2015《水性涂料 表面活性剂的测定 烷基酚聚氧乙烯醚》中3.1描述为:APEO的降解产物,分子结构为R−C₆H₄−OH。这一类物质常见的有辛基酚 (C₈H₁₇−C₆H₄−OH,简称OP) 和壬基酚 (C₉H₁₉−C₆H₄−OH,简称NP)。

涂料中烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)及其标准简介

壬基酚聚氧乙烯醚 (NP₂EO) 结构式

APEO是烷基酚聚氧乙烯醚类化合物的简称,这是一种常用的助剂,应用于洗涤剂、分散剂、乳化剂、渗透剂、表面活性剂、皂化剂和一些后整理剂等产品中。

APEO存在于大多数助剂中,比如表面活性剂等。通常含有APEO的原材料效率高,价格便宜,从性价比上来看更有优势,企业使用含有APEO的原材料通常配方成本更低,操作更简单。

常用的APEO中主要包括:壬基酚聚氧乙烯醚 (NPEO),占80%~85%;辛基酚聚氧乙烯醚 (OPEO),占15%以上;十二烷基酚聚氧乙烯醚 (DPEO) 和二壬基酚聚氧乙烯醚 (DNPEO),各占1%。

 

二、相关标准

GB/T 31414-2015《水性涂料 表面活性剂的测定 烷基酚聚氧乙烯醚》

GB 30981.1-2025《涂料中有害物质限量 第1部分:建筑涂料》

GB 30981.2-2025《涂料中有害物质限量 第2部分:工业涂料》

GB/T 34676-2017《儿童房装饰用内墙涂料》

GB/T 35602-2017《绿色产品评价  涂料》

HJ 2537-2014《环境标志产品技术要求水性涂料》

JG/T 481-2015《低挥发性有机化合物(VOC)水性内墙涂覆材料》

其中,GB/T 31414-2015规定了采用高效液相色谱法测定水性涂料中APEO的含量,其原理为:甲醇和水作为萃取溶剂,用离心分离和索氏提取相结合的方法萃取试样中APEO,萃取液经浓缩处理后,采用高效液相色谱法或能满足精度的现行有效方法(如液相色谱-质谱法、液相色谱-串联质谱法等)进行检测。使用正相液相色谱法确定APEO平均乙氧基加成数和反相液相色谱法确定APEO含量相结合的测定方法,外标法定量。

 

三、APEO的化学性质及毒性

APEO类化合物是一种被广泛使用的非离子表面活性剂,在涂料中具有替代物。其主要危害为:APEO具有类似雌激素的作用,影响人体内分泌,导致男性“雌性效应”和畸变,其毒性较大、生物降解性差,而且降解代谢物也有毒性。

工业上APEO制备过程是:首先在酸性催化条件下,三甲基戊烯或者壬烯与苯酚发生烷基化反应,生成辛基酚或者壬基酚;然后其与环氧乙烷 (EO) 以一定摩尔比在KOH/乙醇催化下发生反应,此过程中调节两者的比例可以获得不同EO聚合度的APEO。

涂料中烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)及其标准简介

APEO的化学合成

此反应会伴随着副反应的发生,体系中的环氧乙烷会自身反应生成低聚氧乙烯,如二聚氧乙烯环构化为二氧六环,或者缔合为2,2-联环氧乙烷。两者均已确认为致癌物物质或诱变剂。

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二聚氧乙烯环构化和缔合反应

APEO生物降解性也是人们一直关注的问题,一般超过90%,高达92.5%~99.8%。其在需氧条件下降解最终产物为AP₁₋₂EO;在无氧条件下可以降解为烷基酚 (AP),其中分解的最终产物辛基酚 (OP)、壬基酚 (NP) 是公认的环境激素化学物质,能危害人体正常的激素分泌的化学物质,它能导致精子数量减少、生殖器官出现异常,促使生物体的生殖能力下降。在需氧条件下最终产物NP₁EO和NP₂EO具有相似于NP的雌激素效应。

APEO的毒性主要体现为:①会危害哺乳动物和水生生物;②生物降解速度缓慢,降解率0%~9%;③具有类似雌性激素作用,会危害人体正常的激素分泌,即所说的“雌性效应”和畸变;④生产过程中会产生有害副产物二恶烷(1,4),而二恶烷已确认为致癌物。

 

四、APEO检测方法的趋势

自从20世纪80年代北大西洋海洋环境保护公约(OSPAR)提出壬基酚聚氧乙烯醚 (NPEO) 及其相关化学物为15类优先控制化学物质的第12类以来,APEO就引起了研究工作者的极大兴趣。APEO及其代谢物的最终归宿是水环境中,因此大多数研究主要集中在环境样品基体上(河水、淤泥以及大气颗粒悬浮物等)。目前,普遍采用研究方法有气相色谱-质谱联用法 (GC/MS) 、高效液相法 (HPLC) 和液相色谱-质谱联用法 (LC/MS)。

APEO是一类比较复杂化合物,其中烷基酚种类和环氧乙烷的聚合度是可变的,因此对其进行定量分析就需要一种很好的分离方法。气相或液相色谱技术的发展为此提供了一个很好的分离手段,但由于气相色谱只局限于易挥发、分子量小的有机物,这就决定了其在APEO分析检测中的局限性。液相色谱-串联质谱 (LC/MS-MS) 技术的发展和应用为APEO的分析开辟了新的方向。此外,高效液相-荧光光谱 (HPLC-FL) 对APEO有很高的灵敏度,也是未来的研究方向之一。

 

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来源:涂料工业