人造板的甲醛释放及控制技术

5.1.3 无醛胶
1、蛋白质胶粘剂的改性。 2、酚醛树脂胶的甲醛释放量极低。 3、异氰酸酯胶几乎无甲醛释放。 4、无醛胶和脲醛树脂胶的混合使用。
5.2 热压工艺
• 热压过程中的甲醛释放: • UF=0.044A+0.54B+0.79C-(11.6±0.74)
• A—热压温度℃，B—板坯含水率％，C—树脂中游离醛含量％。
• 对于相同摩尔比的情况，采用二次或多次缩聚反应， 可以降低树脂中的游离甲醛含量。 序号 碱性 UF1 UF2 UF3 2.0 2.1 2.2 不同阶段 F/U 弱酸性 1.4 1.5 1.75 弱碱性 1.3 1.3 1.3 0.9 0.7 0.3 游离甲醛
5.1.2 调胶
• 加入甲醛捕捉剂，吸附释放的甲醛，或与 甲醛发生不可逆的化学反应。 • 甲醛捕捉剂的种类 • 氨或含氨基化合物：尿素，三聚氰胺、双 氰胺等； • 含蛋白质的天然化合物：淀粉、大豆粉、 小麦粉、木粉等； • 无机化合物：硅石、膨润土等。
5.1 胶粘剂
• 5.1.1 胶粘剂合 成
• 1、摩尔比 • 随着甲醛与尿素 的摩尔比增加， 树脂中的游离甲 醛和树脂使用中 的甲醛释放量均 增加。
摩尔比对树脂中游离甲醛的影响
甲醛与尿素的摩尔比 （F/U） 1.80 1.70 1.60 1.40 1.20 1.05 树脂中游离甲醛含量（％） 2.17 2.01 1.58 1.00 0.50 0.10
• 3）长期接触甲醛的职业人员 • 胶合板厂工人一般都有明显的呼吸道炎症。 • 解剖实验室人员，患有眼炎(88%)、鼻炎 (74%)、喉炎(29%)等多种疾病。
• 2.1.3 致癌作用
• 有研究表明：长期接触甲醛，肺癌发病率 增加1.6倍。对265家公司的考察结果：肺 癌与甲醛水平没有直接联系，而鼻癌和结 肠癌与甲醛暴露水平有明显相关性。
处理方式 室内甲醛浓度（mg/m3） 1.20 刨花板基材，不封边 0.81 贴纸，封边 0.19 贴薄木，封边 0.03 PVC薄膜，封边 0.10 三聚氰胺浸渍纸，不封边 0.02 三聚氰胺浸渍纸，封边 0.09 聚酯漆，不封边 0.02 聚酯漆，封边
6 小结
• 1、甲醛是室内空气污染的主要成分，来自于家具 与室内装修材料；甲醛对人体和动物具有较大的 危害性，有关法规已给予一定的限制； • 2、人造板产品的甲醛散发主要来自木材胶粘剂： 2 树脂中残留的游离甲醛，树脂固化反应不完全或 完全固化但发生酸解而释放出甲醛。 • 3、控制人造板甲醛释放的技术措施包括胶粘剂、 热压工艺和后期处理三个方面。
3、甲醛释放量的限制
• 3.1 工作场所与室内环境中的限制
• 3.1.1 工作场所最大允许的甲醛浓度 • 各国限定范围为１-３ppm。例如：德国、 丹麦和波兰为１ppm，英国、荷兰和瑞典为 ２ppm，美国和澳大利亚为３ppm，俄罗斯 为0.5 ppm 。 • 我国《工业企业设计卫生标准》GBZ12002和《工作场所有害因素职业接触限值》 GBZ2-2002规定，车间内的甲醛气体浓度 不得超过0.5mg/m3。
5.3.2 尿素处理
• 1、原理 • 尿素和甲醛发生化学反应；热的尿素溶液 分解产生氨离子，氨离子与甲醛发生化学 反应。 • 2、处理方法与效果 • 人造板堆放前，用热的尿素溶液喷洒板材 表面（每1L水中加入100g 尿素，每m2板材 喷洒400g溶液），板材甲醛释放量约降低 30％～50％。
5.3.3 封闭处理
3.1.2 居住环境最大允许的甲醛浓度 环境最大允许的甲醛浓度
• 德国：居住室内允许甲醛浓度的最大极限 值0.1ppm；若短时间置身甲醛环境中，允 许甲醛浓度的最大极限0.06ppm；若长时间 置身甲醛环境中，允许甲醛浓度的最大极 限0.02ppm。 • 我国的室内空气质量标准规定甲醛一次最 高允许浓度为0.05mg/m3。
胶合板，装饰单板贴 面胶合板，细木工板 等
干燥器法
饰面人造板（包括浸 气候箱法a 渍纸层压木质地板、 实木复合地板、竹地 干燥器法 板等。）
a、仲裁时采用气候箱法。 b、 E1为可直接用于室内的人造板， E2为必须饰面处理后允许用于室内的人造板。
4、人造板甲醛散发
• 采用氨基树脂胶粘剂生产的人造板，无论 在生产或使用过程中，都可能散发一定数 量的甲醛。 • 人造板中的甲醛来源：极少量来自于木材 原料；而主要来自木材胶粘剂。
人造板的甲醛释放及其控制技术
木质科学与装饰工程学院 吴章康教授
主要内容
• • • • • 1、甲醛的基本性质与来源 2、甲醛对人和动物的影响 3、甲醛释放量的限制 4、人造板的甲醛散发 5、控制人造板甲醛释放的技术措施
1、甲醛的基本性质与来源
• 1.1 甲醛的基本性质 • 蚁醛（福尔马林），分子式HCHO，分子量 30.03，熔点－118℃，沸点－19℃。 • 1.1.1 物理性质 • 常温下，为无色的刺激性气体。 • 1.1.2 化学性质 • 甲醛是一种反应性很强的化合物。
2.2 对动物的影响
• 对动物的实验表明，当甲醛浓度为3ppm时， 出现对猴子鼻粘膜的刺激作用，而老鼠的 体重增加速率放慢了。 • 甲醛使得小鼠的免疫器官即胸腺、脾脏重 量显著下降，对小鼠的细胞免疫和巨噬细 胞吞噬功能具有明显的抑制作用。 • 当吸入甲醛19.26mg/m3连续2年，50％大 鼠诱发出鼻腔癌。
低摩尔比带来的问题
• 树脂的固化时间 延长； • 树脂的耐水性下 降； • 胶合强度下降； • 初粘性降低； • 树脂的贮存稳定 性差，贮存期短。 甲醛与尿素 树脂的固化 时间（s） 的摩尔比 （F/U） 1.50 22.2 1.65 1.70 1.74 19.5 18.2 14.5
2、投料次数
1）FD-EX法 FD-EX法
• 吸收室： 35℃氨气处 理； • 脱吸室：鼓风 机吹净室内与 板面的氨气； • 固定室：游离 氨与甲酸反应 生成甲酸铵， 继而与甲醛结 合。
2）RYAB法 RYAB法
• 上罩内导入 氨气或氨与 空气的混合 气体；下罩 内抽吸为真 空。 • 处理后，可 使甲醛释放 量降低57 ％～71％。
• 2.1 对人体的影响
• 2.1.1 急性毒作用 • 表现为对眼睛、皮肤、粘膜的刺激作用， 引起眼痛、流泪、皮炎等症状。 • 气态甲醛：眼刺激阈0.06mg/m3，嗅觉刺激 阈0.06~0.22mg/m3，上呼吸道刺激阈 0.12mg/m3。
• 2.1.2 长期慢毒性
• 1）对免疫系统的影响 • 嗅觉功能减退，嗅敏度降低；慢性呼吸道 疾病增加。 • 2）遗传毒性 • 甲醛浓度1.24mg/m3， 3.71mg/m3，甲醛对 细胞 DNA有明显的损伤作用。
• 5.2.1 热压温度 • 提高热压温度和延长热压时间，可以降低 板材的甲醛释放量； • 5.2.2 板坯含水率 • 板坯含水率越低，甲醛释放量越小。
5.3 后期处理
• 5.3.1 氨处理
• 1、原理：氨与甲醛发生反应；氨与板材中 的游离酸反应，抑制树脂的酸性水解。 • 6CH2O+4NH3=C6H12N4+6H2O-339kj • 2、技术措施 • 1）FD-EX法； • 2）RYAB法。
4.1 生产过程的甲醛释放
• 包括物料干燥、粉尘燃烧和热压过程。 • 干燥过程：木材中的木素热解生成甲醛； 木素或半纤维素分解产生的甲醇可能转化 为甲醛； • 热压过程：板坯排出的气体中含有大量甲 醛；尤其是压板张开时，甲醛释放量急剧 上升。
4.2 使用过程的甲醛释放
• 板材中的游离甲醛以及热压过程中形成的 不稳定甲醛聚合物； • 未完全网状化的树脂（羟甲基）； • 完全网状化的树脂（通过水解作用）。
• 我国有关调查发现：宾馆新装修后的甲 醛浓度峰值达0.85mg/m3。一般住宅新 装修后的甲醛浓度峰值0.20mg/m3，个 别的达到0.87mg/m3。新家具内的甲醛 浓度达2.31mg/m3，使用两年的家具内 甲醛浓度0.26 ～0.69mg/m3 。
3.2 人造板甲醛释放的限制
• 人造板及其制品中甲醛释放限量GB18580-2001
产品名称 中/高密度纤维板， 刨花板，OSB等 试验方法 穿孔萃取 法 限量值 ≤9mg/100g ≤30mg/100g ≤1.5mg/L ≤5.0mg/L ≤0.12mg/m3 ≤1.5mg/L 限量标 志b E1 可直接用于室内 必须饰面处理后 可允许用于室内 可直接用于室内 必须饰面处理后 可允许用于室内 可直接用于室内 E2 E1 E2 E1 使用范围
5、控制人造板甲醛释放的技术措施
• 通常情况下，影响脲醛树脂胶人造板产品 甲醛释放量的工艺因素有：原料材种，胶 粘剂的摩尔比及缩聚工艺，固化剂的种类 与用量，添加剂的种类与用量，板坯含水 率，热压工艺条件，堆放条件，以及后期 处理等。因此，人造板生产企业完全可以 在一定程度的甚至是相当大的范围内人为 地降低人造板产品的甲醛释放量。
• 甲醛与 尿素生 成脲醛 树脂； • 甲醛与 苯酚缩 合生成 酚醛树 脂。
1.2பைடு நூலகம்甲醛的来源
• • • • • • 1.2.1 自然界 大气对流层中的甲醇。 1.2.2 室外空气 汽车排放的尾气。 1.2.3 室内空气 家具和室内装饰材料。
2、甲醛对人和动物的影响
• 甲醛对人和动物具有毒害作用和致癌作用。
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