2种浸渍胶膜纸饰面人造板甲醛释放量研究

2021-11-11杨旭姜俊单志超李小科吴玉琪吴丽虹翁园园

湖北林业科技 2021年5期

杨旭姜俊单志超李小科吴玉琪吴丽虹翁园园

摘要：采用1 m3气候箱法测试2种浸渍胶膜纸饰面人造板甲醛释放规律以及不同处理条件对板材甲醛释放浓度的影响。结果表明，热压工艺、基材结构可能是影响甲醛释放周期的关键因素，2种饰面人造板的平衡周期基本相同;封边处理可有效降低甲醛含量得释放;温度和相对湿度与板材甲醛释放量呈正相关，空气交换率与板材甲醛释放量呈负相关。

关键词：浸渍胶膜纸饰面人造板;甲醛释放量;封边;温湿度;换气率

中图分类号：TS653 文献标识码：A 文章编号：1004-3020（2021）05-0035-04

Formaldehyde Emission of Two Kinds of Surface Decorated

Wood-based Panels with Paper Impregnate Thermosetting Resins

Yang Xu（1） Jiang Jun（2） Shan Zhichao（2） Li Xiaoke（2） Wu Yuqi（2） Wu Lihong（2）

Weng Yuanyuan（2）

（1.Huzhou Quality Technical Supervision and Testing Research Institute Huzhou 313000;

2.Huzhou Inspection and Testing Center Huzhou 313009）

Abstract：

Release rule and different testing conditions on formaldehyde emission from two kinds of surface decorated wood-based panels with paper impregnated thermosetting resins were studied using a 1 m3 chamber.The results showed that surface treatment and base material affected formaldehyde release cycle，and two kinds of surface decorated wood-based panels has similar balance time.Edge sealing treatment reduced formaldehyde emission，the temperature and relative humidity were positively correlated to the formaldehyde emission，while the air exchange rate was negatively correlated to the formaldehyde emission.

Key words： surface decorated wood-based panels with paper impregnated thermosetting resins;formaldehyde emission;edge sealing treatment;temperature and humidity;air exchange rate

浸渍胶膜纸饰面人造板作为木家具的主要用材，应用量约占饰面人造板总量的80%[1]，主要用于板式家具、整体橱柜、整体衣柜等。近年来，随着全屋定制产业的迅猛发展，预计浸渍胶膜纸饰面人造板需求量将继续稳步上升[2]，但是在有限的空间内，单位空间承载的饰面人造板的表面积过大时，其积蓄效应会导致室内空气中甲醛含量超标[3]。有调查研究表明，

对新装修未满1年的且未居住的234户室内空气甲醛含量检测，结果显示甲醛超标率为660%[4]。

甲醛是评价木质材料和室内空气质量重要环保指标。文献记载的人造板中甲醛散发周期较長，一般为3～15 a[5]。浸渍胶膜纸饰面人造板虽经饰面处理后可有效降低甲醛含量，但是由于其在加工制造过程中使用醛类树脂，甲醛释放量仍是人们关注的焦点。鉴于此，以家装常用的2种饰面人造板为研究对象，测试不同种类基材的饰面人造板甲醛散发规律以及不同检测条件下甲醛释放情况，旨在为正确认识和选用浸渍胶膜纸饰面人造板提供参考意见。

1 材料与方法

1.1 试验材料

测试板材为外购，幅面尺寸为1 220 mm×2 440 mm×18 mm，为了防止板材在放置过程中甲醛释放的不稳定导致试验误差，试验前对整张板材进行裁边处理，每边截去50 mm，制成试样尺寸为500 mm×500 mm×18 mm，每张板材制取8块，共制取132块，每组试验重复6块试件（表1）。

1.2 仪器设备

1 m3甲醛气候箱;可见分光光度计;恒温水浴锅;大气采样器。

1.3 试验方法

（1）将试件垂直放入气候箱的中心位置，试件之间距离大于200 mm，设定箱内温度（23±0.5） ℃、相对湿度（50±3）%，空气置换率（1.0±0.05）次·h-1，试件表面空气流速0.1～0.3 m·s-1;每天采样2次，采样流量2 L·min-1，采样时间60 min，直至甲醛释放浓度趋于稳定状态（即连续4次测定的甲醛浓度的平均值与最大值或最小值之间的偏差值低于5%，计算最后4次甲醛释放量的平均值作为最终结果。

（2）参考一年四季中最热月平均温度和最高月平均湿度，以标准环境为对比，研究不同环境条件下封边处理对甲醛释放速率的影响。将试件分为两组，一组采用不含甲醛的胶带进行封边处理，另一组不作封边处理;标准环境条件为：温度为（23±0.5） ℃、相对湿度为（50±3）%，空气置换率为（1.0±0.05）次·h-1;高温高湿环境条件为：温度为（28±0.5） ℃、相对湿度为（80±3）%，空气置换率为（1.0±0.05）次·h-1。

（3）考虑到环境条件影响板材甲醛释放量，采用单因素分析方法，分别改变温度、相对湿度以及换气率测试板材中甲醛释放量。具体条件设置如下：设定相对湿度为50%，改变温度分别为（20、23、26、28） ℃;设定溫度为23 ℃，改变相对湿度分别为（40、50、60、80）%;设置温度为23 ℃，相对湿度为50%，分别设置空气置换率为（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8）次·h-1。

2 结果与分析

2.1 饰面人造板材甲醛含量释放规律

图1所示，浸渍胶膜纸饰面刨花板在前5天释放速率较快，甲醛释放量下降27.1%，随着时间的延长，甲醛释放量缓慢下降，但由于甲醛释放的不可逆性，平衡过程中甲醛释放量具有一定的波动性，在第7天左右出现甲醛释放量小幅增加现象，随后甲醛释放量继续降低直至14 d后达到稳定状态。浸渍胶膜纸饰面胶合板甲醛释放量随着时间的延长下降程度较慢，前5天甲醛释放量下降10.7%，在第8天左右出现小幅波动后，甲醛浓度继续缓慢下降，甲醛释放量趋于稳定状态时基本也保持在14 d。

基材结构、生产过程施胶量、施胶工艺的均匀性、浸渍胶膜纸质量、饰面工艺均影响甲醛释放浓度[6]。浸渍胶膜纸饰面刨花板以刨花板为基材，采用低压短周期热压工艺[7];而浸渍纸饰面胶合板以多层胶合板为基材，采用热进热出的热压工艺[8]，由于两种板材在热压工艺和基材原料方面的差异，导致甲醛含量在释放过程中降低幅度略有不同，但从整体释放过程来看，二者平衡周期基本相似。

a为浸渍胶膜纸饰面刨花板;b为浸渍胶膜纸饰面胶合板

2.2 处理方式对甲醛释放量的影响

在家具制造过程中，未对家具边缘或者家具连接处的隐蔽部位进行封边处理，不仅影响家具的视觉美感，降低基材使用寿命，同时会加速甲醛含量的释放速率。图2a所示，温度为23 ℃，相对湿度50%，换气率为1.0次·h-1的标准环境下，浸渍纸饰面刨花板封边处理后的甲醛释放量与未封边板材相比，甲醛释放量降低了56.1%，浸渍胶膜纸饰面胶合板封边处理后的甲醛释放量较未封边板材降低了30.8%;图2b所示，在温度为28 ℃，相对湿度为80%，换气率为1.0次·h-1的高温高湿环境中，未封边处理的浸渍纸饰面刨花板甲醛释放量达0.327 mg·m-3，远远高出标准GB 18580中规定值的2.6倍，但是封边处理后甲醛释放量降低了79.6%，而浸渍胶膜纸饰面胶合板在未进行封边处理的情况下，甲醛含量为0.093 mg·m-3，封边处理后甲醛含量降低了79.6%。由此可见，裸露的边缘是甲醛释放的主要来源，胶黏剂中未发生反应的游离甲醛以及被降解产生的甲醛从板材边部快速释放到空气中，且随着温湿度的增加，甲醛释放量增大;但经封边处理后，板材中甲醛释放途径遭受阻隔，释放速率减缓，封边处理大大降低了甲醛向外的扩散和蒸发速率，从而实现降低甲醛释放量[9]。

2.3 温湿度对甲醛释放量的影响

图3为不同环境温湿度对两种饰面人造板甲醛释放量的影响关系图。无论是浸渍纸饰面刨花板还是浸渍纸饰面胶合板，随着温度或相对湿度的增高，甲醛释放量逐渐增大。由图3a可知，当设定相对湿度为50%时，温度每升高3 ℃，甲醛释放量增加1.1～1.6倍;当设定温度为23 ℃时（图3b），相对湿度每升高10%，甲醛释放量增加1.0～1.4倍，温度对于甲醛释放量影响大于相对湿度，两者与甲醛释放量呈正相关。这是由于温度升高时，板材胶黏剂中的羟甲基基团和亚甲基醚键易分解，产生甲醛速率增加，促使甲醛浓度增加[10];而环境中相对湿度增加，木材因吸湿导致含水率变大，板材中胶黏剂发生水解，加速甲醛释放;另一方面，环境湿度增加，板材中孔隙结构发生改变，有利于板材内部游离甲醛的快速释放[11-13]。

2.4 换气率对甲醛释放量的影响

设定环境温度为（23±0.5） ℃、相对湿度为（50±3）%，改变换气率，研究其对甲醛释放量的影响。图4所示，随着换气率的增加，甲醛释放量逐渐减小，换气率与甲醛释放量呈负相关关系。换气率在（0.2～1.0）次·h-1时，甲醛释放量下降速度较快，两种板材下降幅度为67.8%～74.4%;换气次数超过1.0次·h-1，甲醛释放量降低速度缓慢，当换气率为1.8次·h-1时，甲醛释放量最低。可见，换气次数愈大，使得室内新鲜空气快速流通，从而有利于甲醛的扩散;但是在冬夏两个季节，我国各个地区会采用空调或者地暖等方式保证房间的舒适感，频繁的通风会加大能源和电量的用量，增加人们的生活成本，同时也造成了对外界环境污染的影响[14]，按照JGJ/T436《住宅建筑室内装修污染控制技术标准》[15]要求，综合考虑建议换气率设定在（0.5～1.0）次·h-1左右较好。

3 结论

（1）浸渍胶膜纸饰面刨花板和浸渍胶膜纸饰面胶合板在基材结构和热压工艺方面的差异可能是影响甲醛释放速率的重要因素，随着时间的延长，二者的甲醛释放量逐渐降低，且甲醛释放量达到平衡周期基本一致。

（2）封边处理是有效降低甲醛释放量的重要途经。

（3）温度和相对湿度均影响甲醛释放速度，与板材甲醛释放量呈正相关。（4）空气交换率与板材甲醛释放量呈负相关，装修完成后，可通过加大通风次数获取良好的空气质量。

参考文献

[1]吕斌，张玉萍.我国饰面人造板行业发展现状与趋势[J].中国人造板，2017，24（2）：1-3.

[2]周岩.中国浸渍胶膜纸饰面胶合板/细木工板市场前景分析[J].林产工业，2020，57（3）：1-4.

[3]伍艳梅，唐召群，王瑞.木质集成家居室内空气甲醛浓度控制研究进展[J].木材工业，2019，33（6）：29-32.

[4]赫亮.木质材料对室内空气品质影响的概述[J].辽宁林业科技，2021（1）：49-52.

[5]王维新.甲醛释放与检测[M].北京：化学工业出版社，2003.

[6]郭飞燕，甘美娇，徐漫平，等.气候箱法和干燥器法测定甲醛释放量的比较分析[J].木材工业，2020，34（3）：37-39.

[7]尹江苹.浸渍胶膜纸饰面人造板质量要求及影响因素[J].中国人造板，2017，24（2）：14-18.