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降低人造板甲醛釋放量的措施

    強制性國家標準GBl8580一200l《室內裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》,規定各企業生產的人造板從2002年1月1日起執行該國家標淮,過渡期為6個月;自2002年7月1日起,市場上停止銷售不符合該國家標準的產品。 
  
  以中密度纖維板、高密度纖維板、刨花板為例,標準規定:
  El級<=9mg/100g 可直接用于室內

  Ez級<=30 mg/l00g 必須飾面處理后可允許用于室內現在市售的中密度纖維板,少數產品能達到<=16—30mg/100g,個別可達到<=9mg/l00g,很大一部分產品的甲醛釋放量在35—60 mg/100g,有的甚至高達70一80 mg/100g。甲醛釋放量的檢測報告大都是送樣檢測,不少工廠的送樣與市售產品甲醛釋放量有較大差別,因此當前降低人造板甲醛釋放量的工作是時間緊、任務重。

  降低人造板及其制品中的甲醛釋放量主要從四個方面著手:改進膠粘劑、添加能減少游離甲醛的助劑、人造板后期處理、改進人造板生產工藝。現介紹前三個方面。

  1 改進膠粘劑

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

  脲醛膠的主要原料是尿素和甲醛。國內甲醛生產絕大多數是用銀觸媒工藝,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中反應。經加成反應,主要生成一經甲基腮和二經甲基脲。將羥甲基化合物調至酸性,繼續反應,生成縮聚產物,達到要求的縮聚度后,進行中和并冷卻,終止反應。脲醛樹 脂的合成過程屬于二級平衡反應,所有參加反應的組分在達到平衡狀態后,根據反應時參數不同,總有一定數量的存在,這就是說服醛樹脂膠中總會有游離甲醛。

  脲醛膠的甲醛釋放量與制膠時加入甲醛的數量有關,過去脲醛膠的甲醛釋放量非常高,人們進入人選板生產區,就會嗅到很濃的辛辣刺激氣味,甚至會刺激流出眼淚鼻涕;人造板也有較重的甲醒氣味。

  我們多年來研究低毒脲醛膠——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出現一系列缺點:水混性差、貯存期短、在同樣的施膠量下膠合強度降低、熱壓時間明顯延長、耐水性差。由于人造板生產條件和其用途不同,常常對脲醛膠使用時的性能,如粘度、預膠合強度、反應性、pH值、緩沖能力、貯存性、對石蠟乳液的可混性等會提出不同要求,所以有不少低毒脲醛膠在甲工廠可用,但到乙工廠用起來問題就很多。

  改進脲醛膠可從以下幾方面繼續推進:

  1.1 甲醛釋放量與強度兩方兼顧的新膠種

  有的學者指出,腮醛膠是不同分子——經甲基脲、脲醛聚合物和羧甲基化的腮醛聚合物——的混合物。理論和實踐都證明,單體和聚合的經甲基化分子對樹脂膠合貢獻最大;而樹脂的內聚力主要來自羧甲基化的和非經甲基化的聚合的部分。一些低毒腮醛膠在制造時分次加尿素,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甲基化分子,同時也含有一定數量膠合強度低的、新生成的聚合度低的分子。相反,尿素對甲醛摩爾比高的膠,聚合分子含量很高,經甲基化程度很高(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,但支持膠合強度的分子少,可按使用要求,在強度和甲.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

  我們曾將酚醛膠脲醛膠混合,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性能;但也帶來另一方百的問題,即膠內有少量能釋放的苯。

  也可以將脲醛膠內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問題。

  1.3 脲醛預縮液(UFC)制膠

  脲醛預縮液的工藝過程是: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,生產出各種濃度、各種純度的甲醛產品。用高濃度甲醛(50一55%)生產腮醛預縮液,其中包括尿素吸收工藝、高濃度預聚合工藝,生產出各種濃度和比例的脲醛預縮液。最后是尾氣處理工藝,將尾氣處理成HzO和C02。

  用脲醛預縮液生產脲醛膠比目前用濃度37%的甲醛制膠有許多優點:鐵鑰催化法代替銀催化法約可提高甲醇利用率4—6%;制膠能耗可節約25—30%;沒有廢水產生,不會污染環境;與使用濃度37%的甲醛比較,可節省中間運輸成本,減少膠料浪費
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