1、 游離甲醛來源
在人造板和其他所有用甲醛類膠粘劑粘接的產(chǎn)品中,都有游離甲醛釋放問題,甲醛的來源有三個(gè)方面:
a. 與膠粘劑的制造和膠合條件有關(guān)。用于粘合木纖維的膠粘劑以氨基甲醛類最典型。其中尿素相對(duì)甲醛的比例約為1:1。但是,為了獲得好性能的樹脂,甲醛通常放的多一些。因此,生產(chǎn)過程中被膠合產(chǎn)品熱壓固化后,其中一定有多余的未鍵合的殘留甲醛,并在之后釋放出來。
b. 人造板在使用過程中降解產(chǎn)生的游離甲醛。降解是木纖維中酸份遇水后與膠粘劑反應(yīng)造成樹脂分解出水和甲醛的過程。降解速度會(huì)因高溫高濕而加快。
c. 木材本身所含有的游離甲醛。木材和未加工食品都有一定量的甲醛,其水平通常在1-90毫克/公斤。這些游離甲醛會(huì)緩慢的不斷的釋放出來,其釋放速度與溫度,濕度和空氣流通條件有關(guān)。
人們對(duì)甲醛釋放通常從前**個(gè)方面考慮,即研發(fā)并使用高品質(zhì)膠粘劑,又尋找合理膠合條件。作為全球產(chǎn)量**的木材膠粘劑專業(yè)生產(chǎn)集團(tuán),太爾即著力于高品質(zhì)膠粘劑的研發(fā),又積極配合膠粘劑使用廠家共同開發(fā)**工藝。
2. 影響MDF游離甲醛的因素
根據(jù)太爾全球和在華企業(yè)的經(jīng)驗(yàn),本人介紹以下膠粘劑和人造板生產(chǎn)參數(shù)對(duì)人造板游離甲醛的影響在人造板生產(chǎn)中,存在一系列與甲醛釋放量有關(guān)的問題。根據(jù)實(shí)際情況提出這些問題,從而探討如何正確地生產(chǎn)MDF。通過分析可以看出,影響甲醛釋放量的因素很多,但可以分為三個(gè)主要方面即:木材本身,膠粘劑和加工工藝。
2.1 膠粘劑中甲醛用量的影響
摩爾比與甲醛釋放量的關(guān)系是非常明顯,這也是解決甲醛釋放量的主要方面。在MDF的制造中膠的摩爾比(F:NH2)每降低0.01,甲醛釋放量就會(huì)降低1.0mg/100g,用干燥法會(huì)降低0.1mg/Ltr。這就說明如果16mm厚板子的摩爾比是F:NH2=0.47,甲醛釋放量為12mg,但要生產(chǎn)甲醛釋放量為8mg的16mm板子,則需將摩爾比降低到F:NH2=0.43。這只能在施膠量和熱壓條件穩(wěn)定的條件下才成立,但實(shí)際上,在使用低摩爾膠粘劑時(shí)熱壓時(shí)間會(huì)稍微延長(zhǎng),施膠量也會(huì)增加。
2.2 熱壓前板坯含水率的影響: 含水率低,則甲醛釋放少
在熱壓時(shí),板子內(nèi)部較高的濕度會(huì)加速膠粘劑的水解,特別是溫度較高的情況下更是如此,膠粘劑的水解產(chǎn)生了游離甲醛。
2.3 熱壓條件的影響
2.3.1 膠粘劑用量
大多數(shù)人認(rèn)識(shí)到降低膠粘劑的摩爾比,板子的甲醛釋放量會(huì)以線形下降,并認(rèn)為同樣的規(guī)律也適用于施膠量。但同預(yù)料相反,當(dāng)施膠量增加時(shí),板子的甲醛釋放量是近乎直線降低的。粗略的估計(jì)施膠量增加一倍,板子的甲醛釋放量降低一半。
纖維為多孔材料,甲醛可以穿過這些孔釋放掉,當(dāng)施膠量增加,膠覆蓋纖維面積的增加將減少甲醛釋放通道,因此甲醛也減少釋放。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)以上理論已進(jìn)行驗(yàn)證。 用相同的膠粘劑和熱壓時(shí)間生產(chǎn)三種板,板A施膠量為8%,板B為18%,板C用10%的膠浸漬,并放在105℃條件下干燥24小時(shí),再施膠8%進(jìn)行熱壓,結(jié)果是:板A 甲醛釋放量為12mg, 板B為7mg ,板C為6mg。
從MDF的密度分布上可以看出施膠量增加可以導(dǎo)致熱能增加,因?yàn)槊芏惹€這種情況是溫度在給定熱壓周期作用的結(jié)果,我們觀察這兩種情況,不同的只是施膠量,施膠量的增加導(dǎo)致了芯層密度的增加,這是由于多量的膠粘劑放出了更多的熱量,更多的熱量導(dǎo)致芯層溫度升高。
持這種結(jié)論的另一種現(xiàn)象是將薄板熱堆放時(shí)的情況。一種板施膠量為8%而另一種為17%。經(jīng)過兩天進(jìn)行砂光,8%施膠量的板子沒有異常,17%施膠量的板子砂光時(shí)板子很熱而且散發(fā)出熱氣,由于膠粘劑放出了較多的熱量,由此降低了甲醛釋放量。對(duì)于刨花板和膠合板,這一經(jīng)驗(yàn)并不適合。
2.3.2 熱壓溫度對(duì)甲醛釋放量的影響
熱壓溫度和熱壓時(shí)間對(duì)板子的甲醛釋放量有明顯的影響。熱壓溫度升高或延長(zhǎng)熱壓時(shí)間,板子的甲醛釋放量會(huì)降低。相同的如降低熱壓溫度或縮短熱壓時(shí)間,板子的甲醛釋放增加。在分析板子性能低的原因時(shí),這個(gè)原理是非常有用的。如果測(cè)量板子中的甲醛釋放量比預(yù)期增加了,那就可能是由于膠粘劑沒有完全固化導(dǎo)致板子性能的降低。
2.5 板厚與甲醛釋放量的關(guān)系
實(shí)踐證明,當(dāng)板厚降低時(shí)板子的釋放量增加。圖2.5的形狀很有可能與板子吸收的熱能有關(guān)。特別是生產(chǎn)者使用較低溫度生產(chǎn)薄板時(shí),甲醛釋放與板厚存在線性關(guān)系。這其中可能與纖維吸收或放出的甲醛量有關(guān)。
以上情況可以說明,板子中熱能越多甲醛釋放量越低。由于生產(chǎn)厚板時(shí)溫度較高吸收熱能多于薄板,所以導(dǎo)致了較低的甲醛釋放量。
在生產(chǎn)中,要選擇合適的膠粘劑。一般講,生產(chǎn)2.5—6mm的板子用F:NH2為0.35的膠粘劑,7—12mm的應(yīng)為0.37左右,12—25mm為0.4左右,25—30mm為0.45,30mm以上的板子應(yīng)用F:NH2為0.5的膠粘劑。
2.6 熱堆放
通過冷翻架然后在700C下存放2小時(shí)以上,板子的甲醛釋放量將降低一半多。這種情況在用MUF膠結(jié)的板子生產(chǎn)中得到了證實(shí),其甲醛釋放量由12mg/100g降到4mg/100g。一旦時(shí)間和溫度導(dǎo)致了這樣的后果,也會(huì)大大降低厚度膨脹。
3. 在解決甲醛釋放問題時(shí)應(yīng)注意的問題
a. 膠粘劑的膠合性能隨摩爾比的降低而降低。所以,在采取降低摩爾比方法降低游離甲醛釋放時(shí),要權(quán)衡板材的性能。在高摩爾比,即高釋放區(qū)間,不同工廠生產(chǎn)的同摩爾比膠,對(duì)板的性能影響不大。但是在低摩爾比區(qū)間, 不同工廠生產(chǎn)的同摩爾比膠,對(duì)板的性能影響可能很大
b. 板坯的含水率影響甲醛釋放同時(shí)影響傳熱效率。板坯含水率可以導(dǎo)致甲醛釋放增加,但應(yīng)保持一定的含水率,借助于水蒸氣的作用可以加速熱量傳遞從而使膠料的固化速度加快,提高生產(chǎn)效率。
c. 生產(chǎn)不同厚度的板子應(yīng)用不同的膠粘劑??梢灶A(yù)見當(dāng)板厚增加和甲醛釋放量降低時(shí)膠粘劑的性能也降低。這說明一個(gè)低摩爾比的膠粘劑可以很好的用于薄板但用于厚板則不行。在使用低摩爾比膠粘劑不能有較高的含水率。在大多數(shù)情況下,低摩爾膠粘劑在標(biāo)準(zhǔn)熱壓速度和溫度下使用。這說明如果膠粘劑選擇合理,工廠要生產(chǎn)E2板到E1板只需提高施膠量和降低含水率。
4. 游離甲醛人造板產(chǎn)品的特殊性
4.1 低、高醛膠在人造板生產(chǎn)過程中的工藝對(duì)比人造板生產(chǎn)廠家必須了解低、高醛人造板生產(chǎn)過程中的工藝不同:
a.更加嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝
b.設(shè)備保障能力
c.高素質(zhì)的技術(shù)人才
4.2 **的人造板生產(chǎn)工藝
造板生產(chǎn)的**工藝應(yīng):
a.保證產(chǎn)品的物理力學(xué)性能
b.滿足低游離甲醛的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
c.考慮**的綜合經(jīng)濟(jì)效益:低施膠量,小預(yù)固化層,低次品率,高生產(chǎn)效率
5. 結(jié)論
a.甲醛釋放問題已經(jīng)成為居室環(huán)境污染的重點(diǎn)問題,應(yīng)該予以重視。
b. 人造板甲醛釋放將由推薦性標(biāo)準(zhǔn)成為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),此問題的解決將直接影響企業(yè)的生存和效益。
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