浅谈人造板材的甲醛释放

浅谈人造板材的甲醛释放

吴秀玲

（青岛市建筑工程质量检测中心有限公司266109）

摘要：在社会不断进步的今天，人们对于自身的生活品质的要求愈来愈高，人造板材中污染源的多寡决定人们家居生活中生活质量的好坏。

关键词：人造板材；甲醛释放

引言

甲醛是一种对人体有害的物质，其作为一种重要的工业原料在化工、医药、炸药等方面得到广泛的应用。但是，甲醛是一种有特殊气味的气体，对人体视觉系统及呼吸系统粘膜具有强烈的刺激作用，长期置于高甲醛浓度的大气环境中，可能引起眼痛、喉痒、头晕、胸闷，甚至神经麻痹等症状。因此，控制人们日常工作和生活环境中的甲醛浓度，保护人民身体健康，是一项非常重要的环境保护工程。近几年，中国政府已出台有关政策、法规和标准以控制常用室内装饰材料的甲醛释放量，人造板产品作为主要的室内装饰材料，其甲醛释放已成为居室空气的主要污染源，如何控制人造板产品的甲醛释放是摆在科研人员面前的十分迫切的问题。

1概述

1.1人造板中甲醛释放限量

甲醛释放量的影响因素很多，主要包括人造板材胶黏剂的使用量和质量、板材的原材料、板材的含水率、板材的固化剂以及板材的处理技术等等。国家标准GB18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》已于2018年5月1日起正式实施。在新版标准中，修改了甲醛释放限量要求，规定甲醛释放限量值为0.124mg/m3，限量标志E1，取消了原标准的E2级，统一甲醛检测试验方法为“1m3气候箱法”。修订后的新标准对甲醛释放量限值要求的变化，将进一步改变行业格局。甲醛释放限量值与ISO16983：2016《木质人造板-刨花板》、ISO16985：2016《木质人造板-干法纤维板》规定一致，检测方法采用ISO12460-1:2007《人造板甲醛释放量测定第1部分：1m3气候箱法》，在甲醛释放量限制和试验方法上已经和国际标准接轨，对人造板及其制品的环保指标要求更严。2018年5月1日以后生产的产品，必须符合新标准要求。人造板行业作为家具的上游，环保标准的提高，势必会促进下游行业的健康发展，推动家具行业转型升级。大品牌的家具产品环保标准已经达到E1级，甚至有些达到欧洲的E0级，新标的出台对这些家具企业的影响较小，更多影响的是环保不达标的小微企业，新标的修改将会倒逼小微企业加快对生产工艺、技术的提高。

2甲醛释放规律

为了探讨人造板材甲醛的释放规律，严彦等[3]通过建立短期（9小时）和长期（6个月）舱浓度对时间变化的模型，并采用非线性数学拟合进行了相关研究，结果表明：短期模型能够很好地反映数小时内的甲醛释放规律，前60分钟经历快速增长期，后期趋于平稳；而长期模型在前3周内拟合不理想，后期拟合准确，实验数据结果能够很好的预测木质人造板材的甲醛释放水平，因此评价木质人造板材的甲醛释放量应在取样20天后再测量，这样获得的结果才能真实可靠。

通过环境测试舱测试人造板甲醛释放量，研究数据表示甲醛释放量与温度呈线性关系，甲醛释放量与湿度呈抛物线关系，公式如下：

C=0.637+0.082T-0.070H+0.0007H2（1）

式中C为舱内甲醛平衡浓度，mg/m3；T为温度，℃；H为相对湿度，%RH。

通风情况下室内甲醛平衡浓度的关系式：

C=C0〔KL/（N+K）〕（2）

式中C为室内甲醛平衡浓度，mg/m3；C0为甲醛初始浓度，mg/m3；K为板材空隙度；N为空气置换次数；L为室内负荷值。

3人造板材的甲醛去除技术

3.1生产工艺

热压工艺对人造板的甲醛释放量和力学性能有较大的影响，适当提高热压温度，延长热压时间，有助于降低甲醛的释放量。此外，木材的树种、施胶量、单板的含水率对人造板的甲醛释放量也有影响。如提高单板的含水率，减少施胶量，甲醛的释放量较低。通过控制生产工艺来降低人造板甲醛释放量的效果是极其有限的，并且还会带来一些负作用，如生产周期延长，产品性能降低等，通常不建议以这种方式为主要手段来降低人造板甲醛释放量。

3.2胶粘剂

改进脲醛树脂树脂胶的配方:选择兼顾低甲醛释放量与优良粘结性能的甲醛/尿素摩尔比。控制脲醛树脂合成的工艺条件:采用二次甚至多次缩聚法生产脲醛树脂胶可有效降低人造板的甲醛释放量。采用尿素分批投料对降低游离甲醛含量和促进树脂结构合理有一定作用，投料的次数越多，对降低脲醛树脂胶的游离甲醛越有利，胶粘性能也越好。改善树脂的微观结构:控制合理的反应温度及反应介质的pH值，可减少不稳定的二亚甲基醚键和游离羟甲基的形成，提高树脂的分解温度，改善分子微观结构的合理性。调节固化剂的种类和用量:脲醛树脂胶的固化剂种类和用量对板材的甲醛释放量也有一定影响，常用的固化剂种类是氯化铵和硫酸铵。脲醛树脂胶是酸固化树脂，在中性条件下水解最小，因而释放的甲醛就少。若能使固化后的pH值调至7．0左右，不但能使甲醛释放量减少，而且胶的耐水性也大为改善。添加甲醛捕捉剂:甲醛捕捉剂的种类很多，机理是其可与甲醛以化学键形式结合，从而降低人造板甲醛释放量。考虑到所加入的捕捉剂要易与甲醛结合且价格低廉，常用的脲醛树脂胶甲醛捕捉剂主要分有机和无机两类。工业上常用的甲醛捕捉剂主要有:尿素、三聚氰胺、乙二胺、木素磺酸盐、单宁等。由于人造板甲醛释放的主要来源是胶粘剂，从源头上改良胶粘剂是降低人造板甲醛释放的最有效措施。然而，如果参与反应的甲醛量过低会带来胶粘剂固化周期延长，胶合强度变差等问题。因此，为确保产品质量，通过改良胶粘剂来降低人造板甲醛释放量是有极限的。

3.3后期处理技术

物理法包括通风换气和物理吸附，前者适用于净化室内低浓度甲醛，后者采用具有较大表面积的活性炭、分子筛等材料作甲醛吸附剂。生物法包括植物和微生物净化降解法，两者均是通过生物机能将吸收的室内甲醛转换成无毒无害的物质。化学法包括等离子体法、催化氧化法和化学吸附法等。采用紫外光照射去除低浓度甲醛，用二氧化钛作为光催化剂，结果表明二氧化钛光催化氧化法去除甲醛效果明显；以等离子体技术结合光催化氧化共同去除甲醛的效果明显高于单一方法；化学吸附剂表面含氧官能团对去除甲醛的影响，结果表明含氧官能团的增多有利于提高甲醛吸附效果。

3.4深入研究人造板材中有害物质的净化技术

在板材生产过程中只单一的对甲醛释放量进行控制，还无法达到室内空气中甲醛危害的要求，使用甲醛捕集剂也是一种高效的办法。现阶段，市场上拥有各式各样的甲醛清除剂，经过对这些甲醛清除剂产品的检测发现，某些甲醛清除剂产品对去除人造板材中游离的甲醛效率不高，存在比较严重的二次污染及产品质量低的情况。研究新型的甲醛清除剂可以有效解决甲醛引发的室内污染，具有重要的经济意义。使用生态技术，成功研发应用在清除人造板材等一系列的室内甲醛清除剂WS-1、WS-2等产品，应用于人造板材、室内装修材料中等表面清除甲醛、抗菌、杀菌。

3.5完善人造板材产品标准

政府可以大力推广绿色环保产品的认证，有助于企业对板材生产技术、生产工艺进行改造。创建标准的人造板材产品准则，根据产品市场需求为基础，有关管理和监督部门要加大对企业生产产品的监督和管理，促进产品的质量上升至更高层次。

参考文献

[1]王喜元.民用建筑工程室内环境污染控制[M].中国计划出版社，2013.

[2]朱敬超.人造板的甲醛释放和干燥器法测定甲醛释放量的研究[J].化工管理，2018（06）.

[3]石芳芳，邱利民，于川，张林，宋佳，严仁远.室内空气净化技术及产品综述[J].制冷学报，2014（05）.

[4]陈静，陈红，马军宝等.纳米蒙脱土改性脲醛树脂制备胶合板研究[J].森林工程，2013，29（6）：156-158，190