bl甲醛消纳剂的机理及在脲胶人造板生产中的应用

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1、目前。B L 一甲醛消纳剂对胶合板质量的负面影响 主要表现为胶合强度的降低，这也是绝大多数低甲醛 释放量胶合板所存在的共同问题。对B L 一甲醛消纳 剂而言，其影响胶合强度的主要原因为： ( 1 ) 脲醛树脂一般在酸性条件下固化，而甲醛消 纳剂呈弱碱性，因此在一定程度上破坏了脲醛树脂的 固化条件。从而影响其固化质量； ( 2 ) 甲醛消纳剂与甲醛反应的生成物可能延长脲 醛树脂的固化时间，因此在一般的固化时间内，脲醛 树脂的固化程度可能不够，影响其胶合质量； ( 3 ) 可能消纳剂分解或与脲醛树脂反应后生成一 些低分子物迁移到胶层与木材胶合的界面上，形成弱 界面层，从而影响其胶合强度。 由于脲醛

2、树脂固化及固化后的化学反应比较复 杂，加入消纳剂后使其更加复杂，因此上述原因中的 第3 点是否存在还有待试验证实，这方面的工作正在 进行中。 根据影响胶合板胶合强度的原因，采取以下措施 可以在一定程度上减少消纳剂带来的负面影响：( 1 ) 调整热压工艺，分段降压，使水汽充分释放；( 2 ) 适当 延长热压时间，保证脲醛树脂充分固化；( 3 ) 在调胶过 程中适当调节p H 值。以上措施的核心目的都是保证 脲醛树脂的固化；若弱界面层的原因被证实，则要采 取一些相应措施来控制低分子物质的聚集，如改进消 纳剂配方或加入其它成分等。 4 成本分析 以采用北京太尔化工公司的9 0 2 脲醛树脂为例。 消

3、纳剂加入量为5 ，双面涂胶量为3 2 0 9 m ：，那么一 张4 X8 的五层胶合板用胶。需用9 5 9 浓度为5 0 的 消纳剂。目前B L 一甲醛消纳剂的售价约为30 0 0 元t ， 若胶合板生产厂自产约l6 0 0 元t 。消纳剂在使用时。 仅需在调胶过程中加入，不需增添设备，对生产工艺 参数的调整也不大，因此一张4 87 ，的五层胶合板的 成本增加不足0 3 0 元。而目前市场上环保胶合板价 格是非环保板价格的I 5 2 倍，其经济效益可观。 5 结论 ( I ) 试验结果证实，新一代B L 一甲醛消纳剂对甲 醛的消纳效果十分明显，尤其是对甲醛释放量较高的 未经三聚氰胺改性的脲醛树

4、脂，消纳率一般都在5 0 左右，并且随着消纳剂加入比例的增加，甲醛释放量 呈明显的降低趋势；而对改性后性能较好的脲醛树脂 只需加入少量消纳剂，即可达到E 。级的要求，同时对 胶合强度的影响也较小。 ( 2 ) 根据脲醛树脂的固化机理，要有足够的游离 甲醛与固化剂反应才能加速固化，因此当消纳剂与过 多的甲醛反应后，就会致使脲醛树脂的固化不够充 分，影响体状结构的生成，从而降低板材的强度，所以 消纳剂的加入量是一个十分关键的因素。由于不同 厂家生产的脲醛树脂性能指标有很大不同，因此对于 不同脲醛树脂的甲醛消纳剂加入量也各不相同。同时 热压温度、热压时间及单板材种、含水率都会影响到 板材的甲醛释放量

5、。 ( 3 ) 通过优化生产工艺，可使胶合板的甲醛释放 量和胶合强度两项指标得到提高。同时针对不同的 脲醛树脂，采取不同的工艺措施，包括对调胶过程中 p H 值、面粉的加入量等进行调整，以达到最佳的效果。 ( 4 ) 采用新一代B L 一甲醛消纳剂可以在低成本的 基础上，提高板材的环保等级，如果板材生产厂自产 消纳剂则其成本更低。 5 参考文献( 略) B L 一甲醛消纳剂的机理及在脲胶人造板生产中的应用 张建李光沛 ( 北京林业大学材斟科学与技术学院，北京 o 0 0 8 3 ) 人造板主要产品有胶合板、包! f 花板、碎科板、中密 度纤维板、细木工板、单板层积材、装饰单板贴面胶合 板、强化

6、地板等；它们被广泛用于室内装修、家具制 造、地面铺设材料、建筑结构材料等。随着人们生活 水平的提高，人们健康意识、环保意识的不断加强以 及国内外对环保相关标准要求的不断提高，对人造板 不仅在物理力学性能上有更高的要求，而且游离甲醛 的释放量也作为其使用时的一项重要控制指标。所 1 6 5 谓的游离甲醛是指使用尿素和甲醛合成的树脂胶( 简 称脲胶) 的人造板在生产过程及使用过程中游离出来 的甲醛。由于人造板材主要用予建筑、室内装修和家 具方面，从脲胶人造板中游离出来的甲醛是一种有害 人体、污染环境的气体，必须对其采用相应的解决方 法。关于人造板游离甲醛释放问题，现已成为社会和 人们关注的焦点，发

7、达国家如欧美、日本等都制订了 相应的标准，而且都严格执行。我国在2 0 0 1 年年底也 制订了国家标准G B1 8 5 8 0 - - 2 0 0 1 ，向发达国家 和国际水平接轨，并于2 0 0 2 年7 月1 日强制执行。 1 人造板甲醛释放国内外研究现状和B L 一甲醛消纳 剂的研究意义 1 1甲醛的毒害性 甲醛是蛋白质凝固剂。属原浆毒类。由于甲醛的毒 性作用。长期接触甲醛或者生活在有甲醛存在的环境中 会严重影响人体健康。有的人造板企业的工人工作的 环境，甲醛浓度严重超标，工人般都有呼吸道炎症。 K i b u m N o r b a e c k 和G o d i s h 等人都做了甲

8、醛危害性方面的 研究，发现甲醛可引起眼炎、咳嗽、窦炎、流鼻涕、嗓子发 干、恶心等1 6 种症状，已有足够的证据证明甲醛对动物 是强有力的致癌物，但对人体还存在争议。国家有关部 门已经制定和颁布了部分室内污染物控制指标，卫生部 门规定，工厂车间甲醛含量要小于3 m g m ，居室空气中 甲醛的含量要小于0 0 8 n w m 。 游离甲醛存在于室内空气中，其来源主要是由脲 醛树脂胶压制的胶合板、刨花板、中密度纤维板和细 木工板等人造板产品。对于新制的人造板，由于树脂 中甲醛随气温和时间而变化，它们中存在一些未反应 的甲醛将导致较高水平的游离甲醛释放。 1 2 我国人造板游离甲醛释放量现状 目前。

9、我国人造板总产量和消费量仅次于美国， 居世界第二。改革开放以来，我国人造板工业的发展 举世瞩目。1 9 8 1 年到1 9 9 0 年期间，年平均增长率约 为1 5 ，1 9 9 1 年到2 0 0 0 年之同人造板工业发展加速， 年增长率达到2 5 ，1 9 9 5 年我国人造板总产量已达 I6 8 4 万o ，2 0 0 0 年我国人造板总产量达到20 0 1 6 6 万m ，其中胶合板9 9 2 5 4 万一，刨花板2 8 6 7 7 万m ， 纤维板5 1 4 4 3 万m ，其他2 0 8 万o 。 我国人造板行业绝大多数企业使用的是脲胶 ( U F ) ，包括自制和国外购进的脲胶。

10、由于脲胶具有制 造成本低、胶黏性好、色泽接近木材等优点，在人造板 行业用胶量中约占8 5 一9 0 。但在制胶和压板过 1 6 6 程中，以及用脲胶制成的人造板在长期使用过程中都 会持续释放游离甲醛。游离甲醛释放过程漫长。3 年 内为高峰期，3 1 5 年内为衰退期。要在1 5 年以后才 能消除脲胶人造板游离甲醛释放对环境的污染。 我国人造板使用的胶黏剂基本上是企业自产自 用，近年也出现了一些专业生产胶黏剂的企业，其中 一些胶黏剂企业生产者只追求利润，不注重环保。他 们生产的胶黏剂质量差，甲醛含量高、毒性大，但售价 便宜，导致很多小企业采用这种胶黏剂。大量使用劣 质脲胶，很难实现严格的生产工艺

11、和技术管理，人造 板产品质量参差不齐，最为突出的问题就是游离甲醛 严重超标。 新的国标执行以后，众多人造板企业对自己的产 品在一些方面做了改进，并进行检测以适合新国标的 要求。据国家人造板质量监督检验中心对2 0 0 2 年4 月份到1 1 月份期间国家监督抽查和委托检验的企业 进行统计，送检的2 0 0 份纤维板样品和1 0 0 份刨花板 样品中，达到合格级以上的占7 0 。达到E I 级的大约 在4 0 ；送检的5 0 0 份细木工板样品中合格的占9 0 左右，达到E l 级的大约在8 0 ；送检的7 0 0 份胶合板 中合格的占8 0 左右，达到E t 级的大约在5 0 。但 在另外一些

12、地方检测情况就有所不同，广东省中密度 纤维板和刨花板只有5 1 合格，达到E l 级的只有 1 2 ，特别是胶合板和细木工板，合格的更少。 1 3 国内外研究现状 游离甲醛问题已经引起整个世界的关注，有关科 研人员做出了很多的努力。现在国内外降低人造板 游离甲醛释放量主要有以下几种常用方法： 1 3 1 对脲胶进行改性通常制取脲胶的反应中，甲 醛是过量的，因此找一个合适的甲醛和尿素的摩尔比 十分重要。这样既可以保证胶黏剂的性能，又能降低 甲醛释放量。通常是采取降低甲醛和尿素的摩尔比。 合适的F U 摩尔比为1 2 一1 4 。用降低F U 克分子 比的方法带来的负面效应就是明显降低脲胶的胶合

13、强度，特别是人造板的内结合强度下降较明显，这就 处于两难境地；而且使用各种低毒脲胶，包括进口脲 胶，铡得的人造板甲醛释放量仍未降至理想的程度， 以中纤板为例。游离甲醛释放量一般不低于1 5 m g 1 0 0 9 板，有的还超过3 0 m g l O O g 板，即使达到E 级( 合格 板) 也达不到E l 级( 环保板) 。国内外在降低F U 摩 尔比上已有很多研究，但产品的稳定性差，很难得到 持续应用。脲胶改性的另一途径是通过在脲胶中加 入别的组分如三聚氰胺等对脲胶进行改性。 1 3 2 改进人造板热压工艺条件随着热压温度的 升高，甲醛释放量降低；热压时间延长，甲醛释放量也 减少。但热压时

14、间延长和温度提高会增加能量损耗、 降低生产效率、提高产品成本，更主要的是对降低游 离甲醛作用不明显，仍不能解决问题。 1 3 3 脲胶中添加甲醛捕捉剂脲胶是酸性固化树 脂，所加中和剂或酸性甲醛捕捉剂最好不影响胶的固 化速度，而固化后与酸反应的物质又能使胶层近中 性。且脲胶在中性附近水解最小，因而释放的甲醛量 少，如加入2 0 玻璃粉可达到这一目的。目前国内已 有很多的可以吸收甲醛的制剂，如山东张丰峦等发明 的S L N 型甲醛捕捉剂、南京林业大学卢晓宁等发明 的F S l 游离甲醛捕捉剂、日本的F C 一5 甲醛捕捉 剂、白俄罗斯L y u b l i n e r I P 用木材加工剩余物制造

15、的 吸附剂等；也可以用乙酰铵、碳酸氢钠或尿素溶液浸 渍或喷洒单板；还可以采用甲醛捕捉剂的隔离层等。 但它们存在着效果不稳定，一些制剂成本高、价格昂 贵的问题，所以很难推广使用，象日本的F C 一5 甲醛 捕捉剂1 2 万元t 。 1 3 4 人造板的后处理可对人造板进行后期处理 以降低游离甲醛的释放。通常对人造板采用薄木、薄 膜贴面，对产品熏氨处理、封边、油漆等，使板材中的 甲醛释放速度减慢，和外界隔绝，封闭起来。另外，要 保持人造板使用场所通风换气良好。 1 4B L 一甲醛消纳剂的研究意义、技术特点和效益 分析 北京林业大学在完成无毒环保阻燃胶关键技术 ( 实验室成果) 的引进任务以后，经

16、过消化、吸收、创 新，着重研究开发适合我国国情，有我国自主知识产 权和推广应用价值的实用生产技术。我们发现无毒 环保阻燃剂有一定的消纳甲醛的功效后，就对原技术 在配方、生产工艺、成本、功效和使用量等方面进行了 大量调整和优化创新，经过努力，成功研发出了另一 种新产品B L 一甲醛消纳剂，并在中纤板和刨花板 的生产中进行了初试，取得了令人满意的效果。实践 证明。对于人造板游离甲醛，使用这种技术是一个恒 久治本之策，即在人造板整体上有效消纳游离甲醛。 B L 一甲醛消纳剂是一种无色、无嗅、无毒的高浓 度液体，p H 值为6 4 7 2 ，固含量为5 0 4 - 2 。制造 成本l1 0 0 元t 。它具有无毒环保、低成本、高功效、生 产和使用方便等特点，在热压过程中产生能消纳脲胶 中游离甲醛的有效物质，是一种独特的甲醛消纳剂， 可以有效地应用于我国人造板的生产中，是解决我国 人造板因广泛使用脲胶而造成游离甲醛释放