孙保金

(苏州市相城检测股份有限公司,江苏 苏州 215000)

引言

我国是全世界人造板生产量最大的国家之一, 人造板产业在我国目前家居装饰装修市场中占有及其重要的地位.人造板及其制品种类繁多，目前市场上应用较多的主要有胶合板、纤维板、刨花板等[1].2018年我国人造板总产量达到29 909万m3，根据中国木业网每年的人造板行业基本概况总结，近10年的人造板不同板种产量统计数据见图1，从图中可以发现，我国人造板产量在近10年持续增长，近3年人造板生产总量相对平稳.酚醛树脂及脲醛树脂是制备人造板及其制品的重要原料，在板材加压成型的工艺中，各类树脂会产生游离甲醛，甲醛含量的高低直接影响居民的居住生活质量及安全，由此，开发游离甲醛释放量更低的产品生产工艺技术，显然是未来人造板生产企业创新的主要动力.

图1 2009年至2018年人造板产量走势图

如何对人造板及其制品甲醛释放量进行科学公正地检测，成为当今人们诉诸的热点话题.GB18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》是我国当前各地方对人造板及其制品进行甲醛释放量检测评定是否合格的依据，也是唯一的强制性国家标准.该标准实施已一年有余，相较于2001版本的旧标准，新标准取消传统的干燥器法及穿孔萃取法，仅用于企业生产质量控制，同时取消E2级别限量标志，这意味着原先达到E2级别的人造板制品不能应用于室内装饰装修，直接提高了人造板行业的环保安全指标.

通过大量的文献表明，人造板及其制品的甲醛释放量受温度影响最大，规律为随着温度的升高而增加[2～6]；同时湿度对其结果也有影响，总体趋势为随着湿度的升高先小幅下降再增加[3].本文侧重分析温度因素对人造板及其制品的甲醛释放量的实际影响.我国国土幅员辽阔，由北至南跨越亚热带、热带及赤道带，纬度覆盖面广，差距达50度.以夏季8月气温为例，东北地区的平均气温为16 ℃～27 ℃，而珠江三角洲地区的平均气温为26 ℃～33 ℃.GB18580-2017中气候箱法的温度设置条件为(23±0.5) ℃，超过我国绝大部分地区的夏季平均气温，未能全面反映出木制家具在实际工况温度条件下的甲醛释放状况.这就导致了同一种类型的人造板及其制品，在不同地区应用时，甲醛释放量的情况会有较大的差异.另外值得注意的是，随着人们生活水平的提高，地采暖地板产业迅猛发展，实木地板、实木复合地板及浸渍纸层木质地板等板材在采暖应用的过程中，使用温度会达到30 ℃～40 ℃[4].若仅按照GB18580-2017中气候箱法进行甲醛释放量测试，可能与实际情况不符，不具备参考意义.由此本文采用两种方法在不同温度条件下对人造板制品进行平行测试，通过具体数据分析甲醛释放量受温度影响的变化规律，探讨完善气候箱法在实际应用中存在的问题.

1 试验方法

1.1 试验材料及试样处理

从建材市场随机购买人造板及其制品，包括以下五类产品：胶合板、细木工板、刨花板、纤维板、实木复合地板，这些产品在目前的装修市场中应用较广泛，保证了试验数据的代表性及覆盖性.

对于采用气候箱法进行甲醛释放量测试的试样，每类产品截取长度(500±5) mm，宽度(500±5) mm的试样一组(两块试件)，带榫舌的突出部位弃去，置于恒温恒湿箱中平衡处理(15±2)天.平衡后的试件用不含甲醛的铝胶带封边，留有75 mm的边长不封.

对于采用传统干燥器法进行甲醛释放量测试的试样，每类产品截取长度(150±1.0) mm，宽度(50±1.0) mm的试样两组(4块试件)，所有试件均在相对湿度(65±5)%，温度(20±2) ℃条件下平衡7天.

1.2 试验设备

PEW1000型1m3气候箱；7230G型分光光度计；DK-S26型电热恒温水浴锅；11L玻璃干燥器等.

1.3 试验方法

进行气候箱法甲醛释放量测试的试件，按照GB/T 17657-2013中4.60.6.3～4.60.8中规定的方法进行取样测试及数据分析；进行干燥器法甲醛释放量测试的试件，每种产品试件共4组，其中两组试件试验温度区间为(5～20)℃，以每5 ℃的温度间隔对试件进行测试；另两组试件试验温度区间为(25～45)℃，同样以每5 ℃的温度间隔对试件进行测试，数据处理按照GB/T 17657-2013中4.59.7.1中规定的方法进行处理.

2 数据分析及讨论

2.1 气候箱法甲醛释放量测试结果

按照以上试验方法得出测试结果，标准曲线数据及曲线图见表1及图2.

表1 标准曲线数据

图2 标准曲线

以细木工板为例，甲醛释放量的相关测试结果见表2：

表2 气候箱法测试细木工板甲醛释放量试验数据

吸收液中甲醛含量按G=f×(As-Ab)×Vsol进行计算，式中：f—标准曲线斜率，单位为毫克每毫升(mg/mL)，f取2.741×10-3mg/mL；Vsol—吸收液体积，单位为毫升(mL)，Vsol值取50 mL.甲醛释放量按c=G/Vair进行计算，式中Vair—抽取的空气体积，单位为立方米(m3)，Vair取0.12 m3.

五类人造板制品的甲醛释放量测试结果见表3：

表3 气候箱法测试甲醛释放量结果

由表3可以看出，采用气候箱法进行测试的人造板制品，甲醛释放量数值均未超过GB18580-2017《室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释限量》中规定的限量值，均为合格产品.

2.2 干燥器法甲醛释放量测试结果

干燥器法测试甲醛释放量按:

c=f×(As-Ab)×1800/A

进行计算, 式中：f—标准曲线斜率，单位为毫克每毫升(mg/mL)；As—甲醛溶液吸光度；Ab—空白溶液吸光度；A—试件表面积，单位为平方厘米(cm2).

图3 干燥器法甲醛释放量-温度曲线

由图3可以看出，采用干燥器法对五组人造板制品进行测试时，甲醛释放量随着温度的升高而增加，呈非线性正相关.在低温区间(5～20 ℃)，甲醛释放量随温度升高而缓慢增加，在高温区间(30～45 ℃)，甲醛释放量随温度升高而急剧增加.GB/T17657-2013中干燥器法的试验温度为(20±0.5) ℃，按此温控条件，五组人造板制品的甲醛释放量均达到E1限量级别.但当温度超过25 ℃时，已有四组人造板制品的甲醛释放量数值高于1.5 mg/L，(旧标准GB18580-2008中干燥器法E1限量值)，不可直接用于室内装饰装修用途.本文中试验方法仅对温度进行调节，若考虑到相对湿度、风速、空气置换率以及室内家具承载率等实际因素，甲醛释放量可能还会增加.

3 结论

基于上述试验结果，结合我国大部分地区的实际气温状况，目前的气候箱法在实际应用中存在一定程度的缺陷.为解决这一问题，尽量真实地还原人造板及其制品在实际家居应用中的情况，可以直接对气候箱进行多点温控进行检测，但是气候箱法测试周期长达15～43天，时间成本过高，检测工作受到较大的压力.所以我们可以按照标准采用气候箱法进行测试，再根据当地气温条件，配合多点控温条件下的干燥器法进行测试.同时本文建议尽快修订完善检测标准，使标准更具有市场应用意义.