降低人造板甲醛释放量的措施

    强制性国家标准GBl8580一200l《室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量》，规定各企业生产的人造板从2002年1月1日起执行该国家标淮，过渡期为6个月；自2002年7月1日起，市场上停止销售不符合该国家标准的产品。
    以中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板为例，标准规定：
    El级＜=9mg／100g 可直接用于室内
    Ez级＜=30 mg／l00g 必须饰面处理后可允许用于室内现在市售的中密度纤维板，少数产品能达到＜=16—30mg／100g，个别可达到＜=9mg／l00g，很大一部分产品的甲醛释放量在35—60 mg／100g，有的甚至高达70一80 mg／100g。甲醛释放量的检测报告大都是送样检测，不少工厂的送样与市售产品甲醛释放量有较大差别，因此当前降低人造板甲醛释放量的工作是时间紧、任务重。
    降低人造板及其制品中的甲醛释放量主要从四个方面着手：改进胶粘剂、添加能减少游离甲醛的助剂、人造板后期处理、改进人造板生产工艺。现介绍前三个方面。
    1 改进胶粘剂
    脲醛树脂胶有良好的胶合性能和方便的使用工艺，特别是价格便宜、原料丰富，因此，绝大部分工厂选择用腮醛胶生产人造板。
    脲醛胶的主要原料是尿素和甲醛。国内甲醛生产绝大多数是用银触媒工艺，甲醇和空气混合在600℃下氧化，用水吸收生成甲醛溶液，商品甲醛水溶液浓度为37％。
    生产脲醛胶是将尿素和甲醛水溶液这两种组分，在弱碱性至中性介质中反应。经加成反应，主要生成一经甲基腮和二经甲基脲。将羟甲基化合物调至酸性，继续反应，生成缩聚产物，达到要求的缩聚度后，进行中和并冷却，终止反应。脲醛树 脂的合成过程属于二级平衡反应，所有参加反应的组分在达到平衡状态后，根据反应时参数不同，总有一定数量的存在，这就是说服醛树脂胶中总会有游离甲醛。
    脲醛胶的甲醛释放量与制胶时加入甲醛的数量有关，过去脲醛胶的甲醛释放量非常高，人们进入人选板生产区，就会嗅到很浓的辛辣刺激气味，甚至会刺激流出眼泪鼻涕；人造板也有较重的甲醒气味。
    我们多年来研究低毒脲醛胶——低游离甲醛释放量腮醛胶，主要的途径是降低尿素对甲醛的摩尔比，使脲醛胶的甲醛释放量明显下降；但是，康尔比很低的脲醛胶会出现一系列缺点：水混性差、贮存期短、在同样的施胶量下胶合强度降低、热压时间明显延长、耐水性差。由于人造板生产条件和其用途不同，常常对脲醛胶使用时的性能，如粘度、预胶合强度、反应性、pH值、缓冲能力、贮存性、对石蜡乳液的可混性等会提出不同要求，所以有不少低毒脲醛胶在甲工厂可用，但到乙工厂用起来问题就很多。
    改进脲醛胶可从以下几方面继续推进：
    1.1 甲醛释放量与强度两方兼顾的新胶种
    有的学者指出，腮醛胶是不同分子——经甲基脲、脲醛聚合物和羧甲基化的腮醛聚合物——的混合物。理论和实践都证明，单体和聚合的经甲基化分子对树脂胶合贡献最大；而树脂的内聚力主要来自羧甲基化的和非经甲基化的聚合的部分。一些低毒腮醛胶在制造时分次加尿素，最后加人了大量尿素，使树脂中含有胶合性能良好的低甲醛释放量单体的经甲基化分子，同时也含有一定数量胶合强度低的、新生成的聚合度低的分子。相反，尿素对甲醛摩尔比高的胶，聚合分子含量很高，经甲基化程度很高(羟甲基化分子主要是聚合分子)，有大量的游离甲醛和潜在游离甲醛，这种胶有很高的胶合力和内聚力，但甲醛释放量高。 由此可见，为满足低游离甲醛释放量和高胶合强度两种要求，可以用胶中不同种类分子的混合物。如上面介绍的，一种胶的强度很高，但甲醛释放量高；另一种胶甲醛释放量很低，但支持胶合强度的分子少，可按使用要求，在强度和甲．醛释放量之间，作出正确的平衡，找出一种混合胶。
    1．2 与其它树脂混合的腮醛胶
    我们曾将酚醛胶脲醛胶混合，证明混合胶不但可以降低甲醛释放量，而且能提高人造板的物理力学性能；但也带来另一方百的问题，即胶内有少量能释放的苯。
    也可以将脲醛胶内加入少中的施加量就可放量也明显下降酸酯胶与脲醛胶的可混性，并且同样要解决脱模的技术问题。
    1．3 脲醛预缩液(UFC)制胶
    脲醛预缩液的工艺过程是：以甲醇为原料，用铁钥法催化，其中包括催化剂氧化工艺、甲醛气体吸收工艺、离子脱酸工艺，生产出各种浓度、各种纯度的甲醛产品。用高浓度甲醛(50一55％)生产腮醛预缩液，其中包括尿素吸收工艺、高浓度预聚合工艺，生产出各种浓度和比例的脲醛预缩液。最后是尾气处理工艺，将尾气处理成HzO和C02。
    用脲醛预缩液生产脲醛胶比目前用浓度37％的甲醛制胶有许多优点：铁钥催化法代替银催化法约可提高甲醇利用率4—6％；制胶能耗可节约25—30％；没有废水产生，不会污染环境；与使用浓度37％的甲醛比较，可节省中间运输成本，减少胶料浪费；这种腮醛胶化学稳定性好，甲
    醛释放量低。用脲醛预缩液能较容易地制造摩尔比为1：1．06左右的低摩尔比脲醛胶。一般尿素对甲醛的摩尔比为1：1．15时，人造板的甲醛释放量为38—40 m8／1008；摩尔比为1：1．20．时，则为50一55m8／1008。
    1999年美国人造板行业90％以上的工厂都采用了UFC制胶方法。在美国一般称腮醛预缩液为UFC一85(60％甲醛，25％尿素)。UFC一85的安全保质期是1年，可使用期在2年以上。
    工厂外购UFC来制胶，制胶成本约可下降16％；如用自制的UFC制胶，其成本约可下降30％。
    目前我国有关部门已经在制定脲醛预缩液国家标准。
    2 甲醛捕捉剂
    甲醛捕捉剂是指能和服醛胶中游离甲醛或人造板中游离甲醛起化学反应的助剂。其选择标准是：有强力的与甲醛起作用的能力；能与胶相配伍，如粘度、水混性、pH值等；对人造板物理力学性能没有负面影响；使用方便、价格便宜。
    在施胶以前，往全部或者部分胶料中加入三聚氰胺或间苯二酚，这些添加剂不仅在热压过程中能和游离甲醛起作用，而且在热压以后也会和游离甲醛作用，能降低人造板的甲醛释放量；但这还有资料介绍，加聚醋酸乙烯能降低游离甲醛释放量，在胶中加入20％聚醋酸乙烯，人造板的甲醛释放量降低60—90％。
    聚乙烯醇也可以作为甲醛捕捉剂。
    用间苯二酚或间苯二酚甲醛胶改性腮醛胶，它是以脲醛胶为聚合物骨架，问苯二酚只有末端的肢甲基反应，用这种胶能降低人造板的甲醛释放量，并使其抗水性能略有提高。
    最基本的甲醛捕捉剂是尿素，尿素可以直接掺和到腮醛胶中。要注意，允许的尿素添加量是有限度的，因为胶中的游离尿素含量过高会降低人造板的物理力学性能；因此，高摩尔比的脲醛胶允许加的尿素量比低摩尔比脲醛胶要大。
    人造板后期处理
    降低人造板甲醛释放量，也可以在制成板后再行处理。
    用氨对人造板作后期处理，可以显著降低人剩余氨气——这也是污染源。
    改进的办法，用三个处理室串连，对人造板作三级处理。第一室为吸收室，用35℃氨气喷入室内，人造板吸收氨气；第二室是脱气室，用鼓风机吹净室内及附于板面的氨气；第三室是固定室，使留在板内的游离氨和甲醛生成甲酸铵。甲酸铵和树脂水解后的甲醛结合，增加了氨处理对降低甲醛释放量的作用。
    甲醛释放量降低的程度，取决于人造板在吸收室内与氨接触的时间、板的密度和厚度、处理前的人造板的甲醛释放量等因素。
    3．2 美国专利，氨气一级处理装置。
    该装置由上下罩子形成整体；液氨气化后引人上罩，在下罩内形成负压，人造板由上下罩之间连续或间断通过。氨气在负压下进人人造板，技术关键在于氨气量的控制。
    此装置国内已有引进，这是一种有效的设备。用氨处理后的人造板甲醛释放量能明显下降。
    3．3 用尿素和释放胺的化合物处理
    人造板在成板后尚未冷却时，用一定浓度的尿素溶液喷洒，处理后人造板甲醛释放量约可下降30％，最好的效果可降低50％，因为尿素可以和甲醛反应。另外，尿素水溶液在热分离时，尤其是在酸性条件下，生成铵离子，铵离子与甲醛生成六次甲基四胺。
    用含有铵盐的水溶液对人造板喷洒，有的试验结果是：人造板甲醛释放量从25—30 mg／100g下降到5一10mg／100g。
    以上介绍了各种降低脉醛胶和用脲醛胶胶合的人造板中甲醛释放量的方法，说明人造板甲醛释放量降至符合GBl8580一2001标准的要求是可能的。在采取降醛措施前，要认真学习新国标，根据标准要求，明确本厂产品用于室外或室内，等级为El级或E2级。生产的产品用于室外和室内，等级为El级和E2级，其投入是不同的，当然，它们的售价亦不同，为取得较好的经济效益，须综合考虑。要根据本厂特点，如生产规模、生产工艺、产品原来的甲醛释放量、工厂的经济能力，同时还要考虑处理的成本、处理的节拍、环境保护、处理后人造板的等级。对大多数工厂，建议采用综合处理方法，即采用二种或三种方法共同处理，如在改进脲醛胶配方和合成过程后，再用少量甲醛捕捉剂；或是改善胶后，再对人造板作后期处理，这样能在较短时间内达到降低甲醛释放量的要求。