GB/T 39560-2020《电子电气产品中某些物质的测定》系列标准解读
发布时间：2022-02-23 12:09:01作者：小编来源：网络点击：次
近些年，我国电子电器行业发展迅速，但电子电气产品的绿色环保问题也日益严峻，我国作为电子电器产品的生产、出口、销售和使用大国，从未松懈对该行业的限用物质管理，为此，国内制定了严格的法律法规与检测标准，也一直在探索不同于西方发达国家的适合我国国情的电子电气产品限用物质管理方式，推进电子电气产品有害物质的限用，从产品的源头实现真正的绿色环保发展。
1 GB/T 39560-2020系列标准的颁布背景及主要变化
2011年8月，《国家统一推行的电子信息产品污染控制自愿性认证实施规则》[1]发布，即国推Ro HS自愿性认证，认证依据的测试方法标准为GB/T 26125-2011《电子电气产品六种限用物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的测定》[2,3]，该标准采用翻译法等同使用IEC62321:2008[4]，至今已使用近10年。
随着指令的推行，2011年7月1日，欧盟发布2011/65/EU《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质的指令》[5]，即欧盟Ro HS 2.0。2015年6月4日，欧盟又发布(EU) 2015/863修订指令，在原有六项限用物质基础上，加入DIBP、DBP、BBP、DEHP四种邻苯二甲酸酯类限用物质，至此欧盟Ro HS 2.0限用物质增至10项[6]。与此同时IEC 62321系列标准根据欧盟指令的发布也做了相应更新，形成了IEC 62321-2013和IEC62321-2015系列新版标准。为了与国际接轨，为我国电子电气行业提供全球一致的产品检测方法，2019年正式启动了按照IEC 62321系列新标准对现行GB/T 26125-2011的修订。
2 技术内容的变化与解读
2.1 拆解，拆分和机械制样
本标准为GB/T 39560-2020系列标准的第2部分：拆解，拆分和机械制样，规范了从电子电气产品、电子组件和元器件中进行取样及机械制样的策略。新标准主要替代旧版标准GB/T26125-2011的第5章节。
2.1.1 术语和定义
增加了“混合检测”及“某些物质”的术语和定义。
2.1.2 取样简介
该部分为新增内容，主要从以下几方面分析了取样原因、取样难点及取样的重要性：
(1)某些物质的要求和关注点
关注的某些物质不同、某些物质的限值不同、允许限值的应用方式不同以及适用的应用例外情况阐述某些物质的不同限值是制定取样策略的重要一步。
(2)电子电气产品的复杂性和相关挑战
第一，趋于小型化的元器件和材料使得拆分难度增加，并且由拆分获得的样品量太少而无法满足常规测试要求；第二，元件具有的复杂结构，导致一个电子电气产品含有众多种均质材料，而均质材料结合过于紧密导致采用常规方式无法完全拆分，甚至有些成分通常由于材料之间的分子扩散而改变，这些都将影响试验的结果；第三，“不可见”物质，含有某些物质的元器件与不含某些物质元器件具有相同外观和性能，我们无法进行目视检测；第四，批次差异，不同供应商的商品元器件虽符合规范，但其化学成分不同，而大多数制造商组装产品会混用供应商的商品；第五，供应链的深度，制造电子元器件/零部件的供应链极其复杂。以上均表明某些物质的管理以及取样与分析并不简单，电子电气产品日益趋于复杂化的今天，在供应链上游进行均质材料层面取样与测试不切实际。
(3)取样策略
依据现实情况，确定最终的分析目标，例如：一种是分析产品是否含有至少一种超过限值的某些物质，先选择性取样，如果测试结果显示没有超标限值的某些物质，则可以进一步进行取样和分析，一旦测试结果显示任一零部件中有一种物质超过限值，则整个产品判定为不符合；另外一种是证明产品的整体符合性，应尽量拆分至均质材料逐一进行检测。两种不同的分析目标对应不同的取样策略。
2.1.3 取样
该部分为新增内容，为样品拆分提供通用取样指南，将整机产品部分拆解成部件和组件，再将部件和组件完全拆解至分开所有的零部件，再将零部件部分拆分至小零部件和元器件，最后将所有的零部件和元器件完全拆分至均质材料，拆分至均质材料通常不太实际，完全拆分只能将零部件/元器件拆分到可用工具和技术水平能够拆分到的均质材料。
我们在拆解和拆分的过程中，细化到均质材料取样时明显存在某些困难，导致取样极为困难和耗时，所以取样时我们要考虑以下问题：
(1)所需样品量大小：本标准的其余部分给出了建议使用的最小样品量；
(2)样品量与检测限；
(3)可拆分样品的混合检测：如果样品采用混合检测，则需计算最大的样品浓度或计算符合要求的检出限，以确保物质低于样品中的特定浓度；
(4)不均匀的“均质材料”。对于均质材料，虽均有相同的物理特性或化学特性，但是成分并非始终完全相同，所以应在多个部位进行取样。例如，应从不同的区域选择取样部位，其中至少包括一处几何中心和两条对角线的端部。
2.1.4 取样的结论与建议
该部分为新增内容，在有效的电子电气产品某些物质分析中，取样的策略与过程是非常关键的准备步骤，取样策略的选择取决于分析目标。取样的通用型迭代过程没有单一的通用方法。电子电气产品中某些物质的分析取样通常比较复杂，均质材料的定义存在缺陷，故取样策略应谨慎地利用材料生命中的信息以及某些物质在特殊材料类型中存在的可能性方面的知识。
2.1.5 机械样品制备
装置、设备和材料中由“25μm碳化钨镀层钢筛的离心研磨器”变更为“250μm碳化钨涂层钢制筛和六层WC涂层转子的离心式研磨机”。“非刀片低温冲压研磨器，内置液氮储存器、绝缘套、控速器、程序计时器及安全锁”变更为“冷冻箱无叶片低温冲击研磨机”，而且应配备随机的液氮桶、绝缘外壳、速度控制装置、可编程定时器以及安全联锁装置。
2.1.6 总结
新标准主要从术语和定义、取样简介、取样、取样的结论与建议及机械样品制备等方面进行了修订。新标准仅提供通用取样指南，并不包含电子电气设备中每种产品拆分的详细指南。
2.2 X射线荧光光谱法筛选铅、汞、镉、总铬和总溴
本标准为GB/T 39560-2020系列标准的第3-1部分：X射线荧光光谱法筛选铅、汞、镉、总铬和总溴，规定了X射线荧光光谱法筛选分析电子电气产品均质材料中铅、汞、镉、总铬、总溴五种物质的程序。新标准主要替代旧版标准GB/T#26125-2011的第6章节和附录D。
2.2.1 范围
本章节说明了标准的适用范围，聚合物、金属和陶瓷材料，原材料、取自产品的单一材料，以及由一种材料以上组成的均质化混合材料。与旧版标准相比，有变化的是不同基体材料中所含某些物质的含量范围，其中ABS材料的铅、汞、镉、总铬以及总溴的含量范围均比旧版标准有所扩大，另外增加了对PVC以及聚乙烯链烯烃这两种基体材料的铅含量范围的验证。
2.2.2 原理
相比旧版标准，新标准明确了建立“筛选”的概念就是为了减少检测量，并且详细说明了如何快速判断检测样品合格与否。当测试结果明显高于判定标准值，就可以判断不合格，当测试结果明显低于判定标准值，则可以判断合格，当测试结果接近判定标准值，在考虑了所有可能的测量误差与安全系数后还是不能判断某种物质的含量是否合格的，则需要后续采取包括使用验证检测程序做进一步分析判断在内的检测。
另外新标准增加了检测原理，当X射线照射样品表面，从而逐一激发被测样品产生所含元素的特征X射线，XRF光谱仪就是通过检测所产生的特征X射线的强度，来分析所含元素的含量。
2.2.3 检测程序
在光谱仪性能验证中增加了对检测方法是否处于受控状态验证的要求，使用实验室内部良好的校准样品作为质控样品，如果质控标准值的重复性变化大于该含量值的重复性预期值，那么认为该检测方法处于失控状态，应该对仪器重新进行校准。
2.2.4 精密度
在旧标准中，此章节为方法的评估，二者内容基本一致。新标准增加了五种检测物质按检测材料类型分类的重复性说明以及再现性说明。
重复性说明：由同一个实验员使用相同的设备，使用相同的方法，在很短的时间间隔内检测同一个样品而得到的两个独立的单一检测结果，两次检测结果之间的绝对差值在大于5%的情况下不会超过本标准所列出的重复性限值r。
再现性说明：在不同实验室，由不同实验员操作，使用不同的设备，使用同样的方法检测相同的样品，得到的两个独立的单一检测结果，两次检测结果之间的绝对差值在超过5%的情况下不会超过本标准所列出的再现性限值r。
同时，新标准列出了各种材料在所含某些物质的不同的平均值范围的重复性限值r和再现性限值r。
2.2.5 特殊情况
新的标准内容有删减，仅列出三种无法实现本检测方法准确度的情况：
(1)分析的样品不平整和无法覆盖光谱仪的测量区域；
(2)极薄样品或多层样品；
(3)不均质的样品。
2.2.6 检测报告
新标准对检测报告的内容做出了要求，检测报告中应该包含下列内容：
(1)明确识别检测样品所需要的信息；
(2)检测日期、时间和位置；
(3)依据的标准；
(4)使用的检测程序；
(5)每种分析元素的检测结果和不确定度；
(6)与规定程序的偏差；
(7)在检测期间观察到的任何异常情况。
2.2.7 资料性附录
新标准更新了附录A:X射线荧光光谱法（XRF）筛选应用和结果的说明，新增了附录B：利用XRF进行筛选的实际示例。
附录A提供了为了促进本检测方法实践应用的通用信息。说明对不同材料光谱干扰和基体差异的修正限制，可能会影响每种分析物灵敏度、检出限或测定的准确度，并列举了的几种常见问题，以及测试结果表述。这些内容新旧版标准并无区别，新版标准增加了对结果表述部分，不同基体材料中筛选元素限值范围的公式推导过程，这是对旧标准的一个完善，便于理解。
附录B是新增加的一个附录。在本附录中，介绍了几种不同类型的XRF仪器，以及影响XRF结果的几个因素，并且列举了几个测试实例，对交流电源线插头、打印机电缆、手机充电器，以及PCB板的分析测试，对我们进行测试分析的思路，判断风险点存在的位置，具有很强的参考性。
2.2.8 总结
新标准主要从范围、原理、检测程序、精密度、特殊情况、检测报告及资料性附录等方面进行了修订，增加了许多解释性说明和应用实例，标准内容更加完善，便于理解，可操作性强。
2.3 气相色谱-质谱仪（GC-MS）测定聚合物中的多溴联苯和多溴二苯醚
本标准为GB/T 39560-2020系列标准的第6部分：气相色谱-质谱法（GC-MS）测定聚合物中的多溴联苯和多溴二苯醚，规定了用于测定电子电气产品聚合物中的多溴联苯和多溴二苯醚的一种技术规范和两种资料性附录。新标准主要替代旧版标准GB/T 26125-2011的附录A。
2.3.1 技术方法
新标准中增加了两种信息型测定电子电气产品聚合物中多溴联苯（PBBs）和多溴二苯醚（PBDEs）的技术方法。附录A和附录C分别是离子附着质谱法（IAMS）和高效液相色谱-紫外检测法（HPLC-UV），可用作快速定性或半定量测定聚合物中的多溴联苯和多溴二苯醚。
2.3.2 适用范围
(1)气相色谱-质谱法（GC-MS）适用于测定一溴联苯至十溴联苯和一溴二苯醚至十溴二苯醚。其中GB/T 26125-2011明确了适用的含量范围，即适用于测定含量范围在100 mg/kg至2000mg/kg的多溴联苯和多溴二苯醚以及含量高达100000 mg/kg的十溴二苯醚。但由于该标准评估过的材料类型（PS-HI、PC/ABS和ABS）和含量范围有限，适用范围比较局限。新标准没有规定具体适用测定的含量范围，仅说明了评估过的含量范围，即单种多溴二苯醚含量在20 mg/kg至2000 mg/kg且总多溴二苯醚含量在1300 mg/kg至5000 mg/kg的PS-HI和PC/ABS。
(2)新增加的两种方法可用于快速定性或半定量测定，但会受到干扰和化合物数量及类型的限制，离子附着质谱法（IAMS）技术仅限于测定十溴联苯以及十溴二苯醚、八溴二苯醚和五溴二苯醚阻燃剂的工业混合物，高效液相色谱技术仅限于测定十溴二苯醚、八溴二苯醚、十溴联苯和八溴联苯工业阻燃剂混合物。
2.3.3 术语、定义和缩略词
旧版标准中该部分是适用于六种限用物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的整体描述，新标准的第6部分由于仅用于多溴联苯和多溴二苯醚的测定，术语、定义和缩略词更加详细和具有针对性，增加了半定量和工业混合物的定义以及IAMS、HPLC-UV等特定的缩略词。
2.3.4 仪器和试剂
新标准在仪器和试剂上有以下三方面的调整：
(1)仪器中增加了可替代铝箔的棕色或琥珀色容器，旧标准仅在分析注意事项中提到为了避免多溴二苯醚在萃取和分析过程中因紫外光而分解，尽可能使用棕色玻璃器皿，未在仪器装置部分列出。
(2)仪器中增加了0.45μm聚四氟乙烯滤膜，删除了软木环。
(3)试剂中修改了标记物的种类，建议使用的标记物由DBOFB (4,4′-二溴八氟联苯)(n)或13C标记的五溴二苯醚或八溴二苯醚标准品调整为DBOFB (4,4′-二溴八氟联苯)(n)。
2.3.5 分析的一般说明
GB/T 26125-2011中该条款为“分析注意事项”，其中第二条关于溴含量是否超过0.1%的检测方法由XRF检测调整为通过X射线荧光、燃烧离子色谱法或其他方法测定，增加了其他可供选择的方法。
2.3.6 样品制备
新标准在样品制备方面有以下调整：
(1)储备溶液中增加了关于多溴联苯（PBBs）和多溴二苯醚（PBDEs）溶液的说明，即所有从一溴到十溴联苯（PBBs）和一溴到十溴二苯醚（PBDEs）的溴化物应包括在多溴联苯和多溴二苯醚储备溶液中，可以使用其他储备溶液浓度，只要能达到要求的标准溶液浓度即可。
(2)萃取溶剂由甲苯或其他合适溶剂调整为甲苯，研究表明大多数材料在甲苯中有很好的溶胀作用，是一种优选的萃取多溴联苯和多溴二苯醚的溶剂，且预萃取和样品萃取使用相同的溶剂可避免潜在的溶剂影响。
2.3.7 仪器条件
(1)离子源温度由230℃调整为230℃或厂商建议，离子源温度一般设定为230℃可满足大多数检测要求，视具体情况可根据仪器品牌或厂商建议进行调整。
(2)修改了部分多溴联苯和多溴二苯醚的定性定量监测离子数。
2.3.8 技术要求
(1)校准，新标准说明了当线性拟合无法满足要求时可接受使用多阶拟合校准（如曲线拟合相关系数为0.995或更好时），旧标准中只提到了二次拟合，且需要比较线性/二次曲线的统计检验来验证。
(2)多溴联苯和多溴二苯醚的浓度计算，所得的结果应为多溴联苯和/或多溴二苯醚含量的总和。GB/T 26125-2011只加和可定量的值，未检出或者不可定量的分析物因数值太低可不做考虑。新标准的要求是检测到的低于定量限（高于检出限）的分析物应对被检测到的分析物的定量限进行求和。
(3)新标准增加了国际实验室间比对的结果，包括阈值判断、重复性和再现性等精密度实验数据。
(4)新标准增加了质量控制中试剂空白的要求，即试剂空白中发现的任何多溴联苯或多溴二苯醚化合物的浓度应低于每种化合物的方法检出限，有助于实验室的质量控制工作。
(5)新标准修改了关于分析物残留的描述，由假阳性调整为测试结果偏高，表述更加准确。
(6)新标准删除了报告限的表述，调整为检出限（LOD）或方法检出限（MDL）和定量限（LOQ），说明了需要对检出限（LOD）或方法检出限（MDL）进行确认的情况以及确认的详细方法。
2.3.9 总结
新标准主要从技术方法、适用范围、术语定义和缩写词、仪器和试剂、分析的一般说明、样品制备、仪器条件及技术要求等方面进行了修订，完善了技术方法，扩大了适用范围，增加了许多解释性说明和实验数据，表述更加准确和具有针对性。
2.4 六价铬-比色法测定金属上无色和有色防腐镀层中的六价铬（Cr(VI))
本标准为GB/T 39560-2020系列标准的第7-1部分：六价铬-比色法测定金属上无色和有色防腐镀层中的六价铬（Cr(VI)），规定了一种沸水提取方法，对金属样品上的无色和有色防腐镀层中的六价铬进行定性测定。新标准主要替代旧版标准GB/T 26125-2011的附录B。
2.4.1 范围
(1)新标准删除了检测方法应在镀层工艺后30 d内完成的限定条件，强调了本标准只能根据测试时在镀层中检测到的六价铬含量来确定其存在性。新增了对新镀的样品进行测试时，需要至少5天的等待时间（在电镀过程完成后），以确保镀层已经稳定的测试条件。
(2)新标准删除了斑点测试法，只保留了水浴提取法。
(3)旧版标准的检测程序主要通过观察颜色变化判断六价铬的存在性，新标准则通过分光光度法测量吸光度，以镀层单位表面积六价铬的质量（μg/cm2）来判断。
(4)新标准新增了除阴性和阳性外的“灰色区域”。如果检测到样品中的六价铬低于0.10μg/cm2的定量限，即可认为样品的六价铬呈阴性。当检测到六价铬的含量高于0.13μg/cm2时，即认为样品是阳性的。检测到样品中的六价铬在0.10μg/cm2和0.13μg/cm2之间时，需要进行附加测试来证实六价铬的存在。
(5)待测样品的存放环境条件及含六价铬的溶液或废弃物的处理措施内容转移至了采样章节中。
2.4.2 试剂
新标准删除了重铬酸钾标准溶液（含有1 mg/kg的总铬）的配制，新增了重铬酸钾等量比较标准溶液，0.10μg/cm2和0.13μg/cm2的配制方法。
2.4.3 采样
新标准强调了不得将样品储存在可能发生三价铬氧化成六价铬的环境中。
2.4.4 沸水提取程序
(1)新标准弃用了斑点法的显色液配制方法，并明确了显色溶液的冷藏温度为7℃±2℃。
(2)新标准规定了在无法获得50 cm2±5 cm2总表面积的情况下，可以通过减少水浸提的体积，同时保持相同的表面积与提取体积之比（1 cm2:1m L），以适用变小的总样品表面积。建议的最小表面积为25 cm2。同样，通过保持相同的比例，也可以使用更大的样品表面积。旧标准则规定总的表面积难以达到50 cm2±5 cm2时，提取体积依旧为50 m L，需调整比较标准溶液的稀释倍数。
(3)新标准强调进行提取步骤之前，需将水至少煮沸10分钟以使水去氧；在提取时，如有必要应加水以确保样品在提取过程中被完全浸没；提取结束后，需将最后的待测液体积调整至50 m L。
(4)新标准增加了空白溶液校正步骤，并且需要配制两个比较标准溶液0.10μg/cm2和0.13μg/c m2，旧标准配制一个比较标准溶液0.0 2mg/kg（表面积50 cm2±5 cm2）即可。新标准规定显色步骤结束后，如观察到红色到紫色，样品颜色明显浓于0.13μg/cm2的等量比较标准溶液，结果可以清楚地确定为六价铬呈阳性，不必通过比色装置进行测量。但是，应在报告中明确指出，显著高于0.13μg/cm2的结果是基于目测得出的，没有进行比色测量。如果六价铬并没有明显高于0.13μg/cm2，则应进行比色测量。旧标准则是在显色步骤结束后，观察到红色则确定为六价铬呈阳性，难以判断测试中颜色的变化时，再进行比色测量。
(5)新标准与旧标准比色测量的结果定性比较见下表：
表1 新旧标准比色测量的结果定性对比表 下载原图
2.4.5 总结
新标准主要从范围、试剂、采样、沸水提取程序等方面进行了修订，增加了校准、计算、精确度、质量保证和控制、检测报告的要求和实例等内容，删除了斑点测试法，详细说明了沸水提取法的测试程序，表述更为清晰明确。
3 结语
GB/T 39560-2020系列标准作为中国Ro HS新版配套的检测标准，修订后的内容更加符合使用要求，可以有效推动电子电气产品的检测认证工作，同时也为产品的市场监管提供技术支撑，本文就新版标准修订内容，结合实际检测工作做了详细的对比与解读，希望可以对标准使用者提供一定的参考价值，推动电子电气行业绿色环保事业的发展。
- 上一篇：电子电气产品邻苯二甲酸酯管控法规标准及企业
- 下一篇：暂无