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降低人造板甲醛釋放量的措施

時(shí)間:2008/08/21來(lái)源:木業(yè)網(wǎng)作者:標(biāo)簽:
強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl8580一200l《室內(nèi)裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》,規(guī)定各企業(yè)生產(chǎn)的人造板從2002年1月1日起執(zhí)行該國(guó)家標(biāo)淮,過(guò)渡期為6個(gè)月;自2002年7月1日起,市場(chǎng)上停止銷售不符合該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品?!?BR>  
  以中密度纖維板、高密度纖維板、刨花板為例,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:
  El級(jí)<=9mg/100g 可直接用于室內(nèi)

  Ez級(jí)<=30 mg/l00g 必須飾面處理后可允許用于室內(nèi)現(xiàn)在市售的中密度纖維板,少數(shù)產(chǎn)品能達(dá)到<=16—30mg/100g,個(gè)別可達(dá)到<=9mg/l00g,很大一部分產(chǎn)品的甲醛釋放量在35—60 mg/100g,有的甚至高達(dá)70一80 mg/100g。甲醛釋放量的檢測(cè)報(bào)告大都是送樣檢測(cè),不少工廠的送樣與市售產(chǎn)品甲醛釋放量有較大差別,因此當(dāng)前降低人造板甲醛釋放量的工作是時(shí)間緊、任務(wù)重。

  降低人造板及其制品中的甲醛釋放量主要從四個(gè)方面著手:改進(jìn)膠粘劑、添加能減少游離甲醛的助劑、人造板后期處理、改進(jìn)人造板生產(chǎn)工藝?,F(xiàn)介紹前三個(gè)方面。

  1 改進(jìn)膠粘劑

  脲醛樹脂膠有良好的膠合性能和方便的使用工藝,特別是價(jià)格便宜、原料豐富,因此,絕大部分工廠選擇用腮醛膠生產(chǎn)人造板。

  脲醛膠的主要原料是尿素和甲醛。國(guó)內(nèi)甲醛生產(chǎn)絕大多數(shù)是用銀觸媒工藝,甲醇和空氣混合在600℃下氧化,用水吸收生成甲醛溶液,商品甲醛水溶液濃度為37%。

  生產(chǎn)脲醛膠是將尿素和甲醛水溶液這兩種組分,在弱堿性至中性介質(zhì)中反應(yīng)。經(jīng)加成反應(yīng),主要生成一經(jīng)甲基腮和二經(jīng)甲基脲。將羥甲基化合物調(diào)至酸性,繼續(xù)反應(yīng),生成縮聚產(chǎn)物,達(dá)到要求的縮聚度后,進(jìn)行中和并冷卻,終止反應(yīng)。脲醛樹 脂的合成過(guò)程屬于二級(jí)平衡反應(yīng),所有參加反應(yīng)的組分在達(dá)到平衡狀態(tài)后,根據(jù)反應(yīng)時(shí)參數(shù)不同,總有一定數(shù)量的存在,這就是說(shuō)服醛樹脂膠中總會(huì)有游離甲醛。

  脲醛膠的甲醛釋放量與制膠時(shí)加入甲醛的數(shù)量有關(guān),過(guò)去脲醛膠的甲醛釋放量非常高,人們進(jìn)入人選板生產(chǎn)區(qū),就會(huì)嗅到很濃的辛辣刺激氣味,甚至?xí)碳ち鞒鲅蹨I鼻涕;人造板也有較重的甲醒氣味。

  我們多年來(lái)研究低毒脲醛膠——低游離甲醛釋放量腮醛膠,主要的途徑是降低尿素對(duì)甲醛的摩爾比,使脲醛膠的甲醛釋放量明顯下降;但是,康爾比很低的脲醛膠會(huì)出現(xiàn)一系列缺點(diǎn):水混性差、貯存期短、在同樣的施膠量下膠合強(qiáng)度降低、熱壓時(shí)間明顯延長(zhǎng)、耐水性差。由于人造板生產(chǎn)條件和其用途不同,常常對(duì)脲醛膠使用時(shí)的性能,如粘度、預(yù)膠合強(qiáng)度、反應(yīng)性、pH值、緩沖能力、貯存性、對(duì)石蠟乳液的可混性等會(huì)提出不同要求,所以有不少低毒脲醛膠在甲工廠可用,但到乙工廠用起來(lái)問題就很多。

  改進(jìn)脲醛膠可從以下幾方面繼續(xù)推進(jìn):

  1.1 甲醛釋放量與強(qiáng)度兩方兼顧的新膠種

  有的學(xué)者指出,腮醛膠是不同分子——經(jīng)甲基脲、脲醛聚合物和羧甲基化的腮醛聚合物——的混合物。理論和實(shí)踐都證明,單體和聚合的經(jīng)甲基化分子對(duì)樹脂膠合貢獻(xiàn)**;而樹脂的內(nèi)聚力主要來(lái)自羧甲基化的和非經(jīng)甲基化的聚合的部分。一些低毒腮醛膠在制造時(shí)分次加尿素,最后加人了大量尿素,使樹脂中含有膠合性能良好的低甲醛釋放量單體的經(jīng)甲基化分子,同時(shí)也含有一定數(shù)量膠合強(qiáng)度低的、新生成的聚合度低的分子。相反,尿素對(duì)甲醛摩爾比高的膠,聚合分子含量很高,經(jīng)甲基化程度很高(羥甲基化分子主要是聚合分子),有大量的游離甲醛和潛在游離甲醛,這種膠有很高的膠合力和內(nèi)聚力,但甲醛釋放量高。 由此可見,為滿足低游離甲醛釋放量和高膠合強(qiáng)度兩種要求,可以用膠中不同種類分子的混合物。如上面介紹的,一種膠的強(qiáng)度很高,但甲醛釋放量高;另一種膠甲醛釋放量很低,但支持膠合強(qiáng)度的分子少,可按使用要求,在強(qiáng)度和甲.醛釋放量之間,作出正確的平衡,找出一種混合膠。

  1.2 與其它樹脂混合的腮醛膠

  我們?cè)鴮⒎尤┠z脲醛膠混合,證明混合膠不但可以降低甲醛釋放量,而且能提高人造板的物理力學(xué)性能;但也帶來(lái)另一方百的問題,即膠內(nèi)有少量能釋放的苯。

  也可以將脲醛膠內(nèi)加入少中的施加量就可放量也明顯下降酸酯膠與脲醛膠的可混性,并且同樣要解決脫模的技術(shù)問題。

  1.3 脲醛預(yù)縮液(UFC)制膠

  脲醛預(yù)縮液的工藝過(guò)程是:以甲醇為原料,用鐵鑰法催化,其中包括催化劑氧化工藝、甲醛氣體吸收工藝、離子脫酸工藝,生產(chǎn)出各種濃度、各種純度的甲醛產(chǎn)品。用高濃度甲醛(50一55%)生產(chǎn)腮醛預(yù)縮液,其中包括尿素吸收工藝、高濃度預(yù)聚合工藝,生產(chǎn)出各種濃度和比例的脲醛預(yù)縮液。最后是尾氣處理工藝,將尾氣處理成HzO和C02。

  用脲醛預(yù)縮液生產(chǎn)脲醛膠比目前用濃度37%的甲醛制膠有許多優(yōu)點(diǎn):鐵鑰催化法代替銀催化法約可提高甲醇利用率4—6%;制膠能耗可節(jié)約25—30%;沒有廢水產(chǎn)生,不會(huì)污染環(huán)境;與使用濃度37%的甲醛比較,可節(jié)省中間運(yùn)輸成本,減少膠料浪費(fèi);這種腮醛膠化學(xué)穩(wěn)定性好,甲

  醛釋放量低。用脲醛預(yù)縮液能較容易地制造摩爾比為1:1.06左右的低摩爾比脲醛膠。一般尿素對(duì)甲醛的摩爾比為1:1.15時(shí),人造板的甲醛釋放量為38—40 m8/1008;摩爾比為1:1.20.時(shí),則為50一55m8/1008。

  1999年美國(guó)人造板行業(yè)90%以上的工廠都采用了UFC制膠方法。在美國(guó)一般稱腮醛預(yù)縮液為UFC一85(60%甲醛,25%尿素)。UFC一85的安全保質(zhì)期是1年,可使用期在2年以上。

  工廠外購(gòu)UFC來(lái)制膠,制膠成本約可下降16%;如用自制的UFC制膠,其成本約可下降30%。

  目前我國(guó)有關(guān)部門已經(jīng)在制定脲醛預(yù)縮液國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

  2 甲醛捕捉劑

  甲醛捕捉劑是指能和服醛膠中游離甲醛或人造板中游離甲醛起化學(xué)反應(yīng)的助劑。其選擇標(biāo)準(zhǔn)是:有強(qiáng)力的與甲醛起作用的能力;能與膠相配伍,如粘度、水混性、pH值等;對(duì)人造板物理力學(xué)性能沒有負(fù)面影響;使用方便、價(jià)格便宜。

  在施膠以前,往全部或者部分膠料中加入三聚氰胺或間苯二酚,這些添加劑不僅在熱壓過(guò)程中能和游離甲醛起作用,而且在熱壓以后也會(huì)和游離甲醛作用,能降低人造板的甲醛釋放量;但這還有資料介紹,加聚醋酸乙烯能降低游離甲醛釋放量,在膠中加入20%聚醋酸乙烯,人造板的甲醛釋放量降低60—90%。

  聚乙烯醇也可以作為甲醛捕捉劑。

  用間苯二酚或間苯二酚甲醛膠改性腮醛膠,它是以脲醛膠為聚合物骨架,問苯二酚只有末端的肢甲基反應(yīng),用這種膠能降低人造板的甲醛釋放量,并使其抗水性能略有提高。

  最基本的甲醛捕捉劑是尿素,尿素可以直接摻和到腮醛膠中。要注意,允許的尿素添加量是有限度的,因?yàn)槟z中的游離尿素含量過(guò)高會(huì)降低人造板的物理力學(xué)性能;因此,高摩爾比的脲醛膠允許加的尿素量比低摩爾比脲醛膠要大。

  人造板后期處理

  降低人造板甲醛釋放量,也可以在制成板后再行處理。

  用氨對(duì)人造板作后期處理,可以顯著降低人剩余氨氣——這也是污染源。

  改進(jìn)的辦法,用三個(gè)處理室串連,對(duì)人造板作三級(jí)處理。**室為吸收室,用35℃氨氣噴入室內(nèi),人造板吸收氨氣;第二室是脫氣室,用鼓風(fēng)機(jī)吹凈室內(nèi)及附于板面的氨氣;第三室是固定室,使留在板內(nèi)的游離氨和甲醛生成甲酸銨。甲酸銨和樹脂水解后的甲醛結(jié)合,增加了氨處理對(duì)降低甲醛釋放量的作用。

  甲醛釋放量降低的程度,取決于人造板在吸收室內(nèi)與氨接觸的時(shí)間、板的密度和厚度、處理前的人造板的甲醛釋放量等因素。

  3.2 美國(guó)專利,氨氣一級(jí)處理裝置。

  該裝置由上下罩子形成整體;液氨氣化后引人上罩,在下罩內(nèi)形成負(fù)壓,人造板由上下罩之間連續(xù)或間斷通過(guò)。氨氣在負(fù)壓下進(jìn)人人造板,技術(shù)關(guān)鍵在于氨氣量的控制。

  此裝置國(guó)內(nèi)已有引進(jìn),這是一種有效的設(shè)備。用氨處理后的人造板甲醛釋放量能明顯下降。

  3.3 用尿素和釋放胺的化合物處理

  人造板在成板后尚未冷卻時(shí),用一定濃度的尿素溶液噴灑,處理后人造板甲醛釋放量約可下降30%,最好的效果可降低50%,因?yàn)槟蛩乜梢院图兹┓磻?yīng)。另外,尿素水溶液在熱分離時(shí),尤其是在酸性條件下,生成銨離子,銨離子與甲醛生成六次甲基四胺。

  用含有銨鹽的水溶液對(duì)人造板噴灑,有的試驗(yàn)結(jié)果是:人造板甲醛釋放量從25—30 mg/100g下降到5一10mg/100g。

  以上介紹了各種降低脈醛膠和用脲醛膠膠合的人造板中甲醛釋放量的方法,說(shuō)明人造板甲醛釋放量降至符合GBl8580一2001標(biāo)準(zhǔn)的要求是可能的。在采取降醛措施前,要認(rèn)真學(xué)習(xí)新國(guó)標(biāo),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,明確本廠產(chǎn)品用于室外或室內(nèi),等級(jí)為El級(jí)或E2級(jí)。生產(chǎn)的產(chǎn)品用于室外和室內(nèi),等級(jí)為El級(jí)和E2級(jí),其投入是不同的,當(dāng)然,它們的售價(jià)亦不同,為取得較好的經(jīng)濟(jì)效益,須綜合考慮。要根據(jù)本廠特點(diǎn),如生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品原來(lái)的甲醛釋放量、工廠的經(jīng)濟(jì)能力,同時(shí)還要考慮處理的成本、處理的節(jié)拍、環(huán)境保護(hù)、處理后人造板的等級(jí)。對(duì)大多數(shù)工廠,建議采用綜合處理方法,即采用二種或三種方法共同處理,如在改進(jìn)脲醛膠配方和合成過(guò)程后,再用少量甲醛捕捉劑;或是改善膠后,再對(duì)人造板作后期處理,這樣能在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到降低甲醛釋放量的要求。

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