CN104742214A - 一种具有吸附甲醛性能的纤维板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有吸附甲醛性能的纤维板其制造方法。它是以木质纤维、醛类胶粘剂和活性炭为主要原材料，胶粘剂的用量为木质纤维质量比的活性炭用量为木质纤维质量比的

Description

一种具有吸附甲醛性能的纤维板及其制造方法

(一）技术领域

本发明涉及一种木质人造板，具体讲涉及一种具有自吸附甲醛功能的木质人造板。

(二）背景技术

据现有技术介绍，家庭及公众场所大量用于制造家具、门窗、橱柜、地板和各类装饰用的人造板材一般是纤维板、刨花板、细木工板、胶合板。其中，纤维板是各种造板中最接近天然木材的一种人造板，其结构均勻，密度适中，板面平滑细腻，容易进行各种饰面处理，尺寸稳定性好，芯层均匀，板材的表面和边缘同时具有良好的机械加工和成型加工性能，厚度尺寸规格变化多，可以满足多种需要而在装修中被大量使用；同时，纤维板以其优异的各项物理性能，广泛应用于室内外装横、办公、高档家私、音响、高级轿车内部装饰，还可用作计算机室抗静电地板、护墙板、防盗门、墙板、隔板等的制作材料，还是包装品的良好材料。近年来更是取代高档硬木直接加工成复合地板、强化地板等，大量应用于室内装修装饰，其光洁的表面、坚实的质地、超长的使用寿命获得用户的好评。

现有的纤维板的生产工艺不可避免要使用胶粘剂。甲醛不仅具有较强的粘合性，还具有提高板材强度及防虫、防腐功能的作用，基于此人造板材所用的胶粘剂一般用甲醛和其他原料合成，品种主要有脲醛树脂胶、酚醛树脂胶、氨基甲醛树脂和三聚氰胺——甲醛树脂胶。由于脲醛树脂价格便宜，粘结力好，固化速度快，高浓度时粘度低，无色或颜色很浅，与水的混合性好，易于调制适当粘度，制造方便，80%以上的人造板用都用脲醛树脂胶作为胶粘剂。但脲醛树脂胶中含有游离甲醛并且已固化的脲醛树脂胶仍能长时间缓慢降解而释放甲醛。有文献报道一般情况下人造板中甲醛的释放期可长达15年。

甲醛（HCHO)又名蚁醛，无色气体，原浆毒物质，具有辛辣刺激性气味。世界卫生组织认定，甲醛是高危险的致癌物质，对人体有极大的危害，包括嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、免疫功能异常、中枢神经系统异常、甚至还可损伤细胞内的遗传物质导致胎儿畸形等。

为此我国提出了相关的规定，自2002年7月1日起，市场上停止销售不符合“10项室内装饰装修材料有害物质限量”的装饰材料，并对人造板的甲醛释放限量分为E1级和E2级，同时制定了相应的检测方法。例如，国标规定E1级中密度纤维板、高密度纤维板用穿孔萃取法测定的甲醛释放量是S9mg/100g，E2级甲醛释放量夕0mg/100g。由于技术工艺问题导致近期尚无法生产出不含甲醛的人造板材，故此向人们提出了必须对室内甲醛污染进行预防性处理。

目前用于降低甲醛释放量的主要方法可归结为以下两类：其中一类是从纤维板制造工艺入手，降低胶粘剂的使用剂量或是改良胶粘剂的配方，使用低甲醛含量或是无醛胶粘剂，但受到制胶工艺和生产成本的制约，短期内无法大范围推广使用。另一类方法是利用各种物理化学方法，降低释放到室内空气中的甲醛含量。常用的方法有：感觉脱嗅法、通风换气法、吸附法和化学反应法等。

上述方法除了各自存在弊端以外，例如臭氧氧化法有以下缺点:一方面，臭氧是强氧化剂，在人体呼吸系统中可发生还原反应，损坏呼吸器官;另一方面，室内多种污染物都能与臭氧直接或间接地发生反应产生二次污染物，而生成的物质可能加大对人体的刺激及健康影响。光催化氧化法只能利用太阳光、荧光灯中含有的紫外光源，从太阳光的利用效率看存在半导体载流子的复合率高，量子化效率低，半导体的光吸收波长范围窄(主要在紫外区)，同时太阳光谱中紫外光能(400unl以下)不到5%,因此效率较低。同时，光催化氧化法选择性较差，低浓度时反应速率慢。也无法解决板材中甲醛长时间缓慢释放的问题。

活性炭又称为活性炭黑，其主要成分为碳元素，作为一种碳质多孔材料，因其具有丰富的孔径分布和较大的比表面积，近年来针对全球气候和环境的不断恶化，加强了活性炭在吸附、储能和环保领域的广泛应用。尽管已有一些现有技术中将活性唐应用于纤维板以除去或降低气体中甲醛的含量，但效果远不能满足日益提高的环保要求，基于此本发明提供了一种具有优异性能的活性炭以进一步降低其甲醛的含量。

(三）发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较好吸附甲醛功能，同时吸收效率高、吸附效果好，而且成本低廉，无毒无副作用的具有自吸附甲醛功能的纤维板及其制造方法。

本发明提供的纤维板，所述纤维板用木质纤维、醛类胶粘剂和活性炭为主要原材料制成，胶粘剂的用量为木质纤维质量比的平均粒径为BET法测得的比表面积为700m²/g以上、细孔径的孔容为活性炭用量为

本发明提供的优选纤维板中所述活性炭其平均粒径为0.01～1mm、通过BET法求得的比表面积为700m2/g以上、细孔直径7.5～15000nm的孔容为0.01mL/g～1mL/g。

本发明提供的再一优选技术方案中，所述活性炭平均粒径为0.01～1mm、通过BET法求得的比表面积为700m2/g以上、细孔直径7.5～15000nm的孔容为0.01mL/g～1mL/g、总酸性基为0.30meq/g～1.20meq/g，总碱性基为0.20meq/g～0.90meq/g。

本发明提供的纤维板制备方法如下：

(1)将磨得的纤维材料施加胶粘剂，施胶量为质量比

(2)将施胶后的纤维进行干燥，干燥后的含水率在

(3)铺装成型，采用气流或机械铺装方式，将平均粒径为BET法测得的比表面积为700m²/g以上、细孔径的孔容为活性炭粉末或颗粒均勻分散到板坯上；

(4)所述活性炭粉末或颗粒用量为质量比

(5)板坯预压；

(6)板还热压，热压温度为热压时间热压压力为

本发明的活性碳的制造方法包括下述工序步骤：

(1)形成球状体的工序；

(2)氧化处理上述球状体，形成热不熔化球状体的工序；和

(3)活化上述热不熔化球状体，形成球状活性碳的工序。

本发明的技术方案中，得到一种球状活性碳，其平均粒径为0.01～1mm，通过BET法所求得的比表面积为700m2/g以上，细孔直径7.5～15000nm的孔容为0.01mL/g～1mL/g。

在本发明的再一技术方案中，包括将上述球状活性碳进行氧化处理和还原处理来形成表面改性球状活性碳的工序。

在本发明的活性炭的技术方案中，得到一种表面改性球状活性碳，其平均粒径为0.01～1mm、通过BET法求得的比表面积为700m2/g以上、细孔直径7.5～15000nm的孔容为0.01mL/g～1mL/g、总酸性基为0.30meq/g～1.20meq/g，总碱性基为0.20meq/g～0.90meq/g。

在本发明方法的优选方式中，球状体的比表面积为10m2/g以上。

在本发明方法优选的方式中，得到的球状活性碳或者表面改性球状活性碳。

根据本发明的制造方法，通过变化制造工序中的各种制造条件，可以简单地控制得到的球状活性碳的各种物性(例如，孔容或平均粒径)。因此，进而将得到的球状活性碳进行氧化处理和还原处理，可以容易地得到具有作为目的的各种物性(例如，孔容或平均粒径)的表面改性球状活性碳。

本发明的纤维板制造方法如下：

1、将磨得的纤维材料施加胶粘剂，施胶量为质量比

2、将施胶后的纤维进行干燥，干燥后的含水率在

3、铺装成型，采用气流或机械铺装方式，将活性炭粉末或颗粒均匀分散到板坯的各个部分；

4、所述活性炭粉末或颗粒用量为质量比

5、板还预压；

6、板坯热压，热压温度为热压时间热压压力为

7、将热压后的添加了活性炭的纤维板进行裁边处理；

8、进行板面砂光。

本发明提供的技术方案中：

1、所述的施胶丁.序中所施加的胶粘剂可为醛类胶粘剂。

本发明是一种新型纤维板，在板材制造过程中，加入一定量具有优异吸附性能的活性炭成分，使其具有长时间自行吸附板材中游离甲醛（有害气体）的功能，能减少板材内甲醛的释放，降低甲醛对环境的污染，同时使纤维板具有防腐、防潮、除臭、防霉的功能。

本发明利用活性炭吸附原理，将具有吸附作用的活性炭粉末或颗粒加入木质纤维板中，使活性炭在纤维板的整个寿命周期内都能够有效吸附木质纤维板释放出的有害气体。同时增强木质纤维板防虫、防腐、防潮、除臭、防霉的性能。本发明所采用的技术方案，利用了活性炭的吸附原理，吸收效率高、吸附效果好，而且成本低廉，无毒无副作用。同现有的降低纤维板板材中有害气体的方法相比，不会生二次污染目.净化效率高，使板材具有自吸附功能。生产技术方案中增加活性炭铺装工序，其他工序和设备均小变。

本发明降低了使用醛类胶粘剂制造的木质纤维板的有害气体释放量，增加了纤维板使用的安全性，扩大了纤维板的使用功能，减少对环境污染及治理成本。经测试，添加了活性炭粉末或颗粒的纤维板，其甲酸释放量可减少

(四）具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1：

本实施例取17Kg杨木纤维为原料，含水率为3%，施加醛类胶粘剂，施胶量为11%，加入750g活性炭粉末在拌胶机内混合均匀，施胶后的原料放入铺装机内铺装成型后,放入预压机中进行板坯预压,预压压力为1.2MPa,预压后的板坯放入热压机中热压,热压温度为175℃,压力为4.6Mpa，热压时间为5min。将热压后的板坯裁边处理后，陈放1周。测试其甲醛释放量，比相同工艺条件下的纤维板甲醛释放量降低13%。

实施例2：

本实施例取14Kg木纤维为原料，含水率为3%,施加醛类胶粘剂，施胶量为11%,加入1.5Kg活性炭粉末在拌胶机内混合均匀,施胶后的原料放入铺装机内铺装成型后，放入预压机中进行板坯预压,预压压力为1.2MPa,预压后的板坯放入热压机中热压,热压温度为175℃，压力为5.2Mpa，热压时间为5min。将热压后的板坯裁边处理后，陈放1周。测试其甲醛释放量，比相同工艺条件下的纤维板甲醛释放量降低35%。

实施例3：

本实施例取15Kg木纤维为原料，含水率为3%,施加醛类胶粘剂，施胶量为11%，加入2.25Kg活性炭粉末在拌胶机内混合均匀，施胶后的原料放入铺装机内铺装成型后，放入预压机中进行板坯预压,预压压力为1.2MPa,预压后的板坯放入热压机中热压,热压温度为175℃,压力为4.2Mpa，热压时间为5min。将热压后的板坯裁边处理后，陈放1周。测试其甲醛释放量，比相同工艺条件下的纤维板甲醛释放量降低40%。

Claims (4)

1.一种具有吸附甲醛性能的纤维板，其特征在于所述纤维板用木质纤维、醛类胶粘剂和活性炭为主要原材料制成，胶粘剂的用量为木质纤维质量比的平均粒径为 BET法测得的比表面积为700m²/g以上、细孔径的孔容为 活性炭用量为其

2.根据权利要求1的一种具有吸附甲醛性能的纤维板，其特征在于所述活性炭其平均粒径为0.01～1mm、通过BET法求得的比表面积为700m2/g以上、细孔直径7.5～15000nm的孔容为0.01mL/g～1mL/g。

3.根据权利要求2的一种具有吸附甲醛性能的纤维板，其特征在于所述活性炭平均粒径为0.01～1mm、通过BET法求得的比表面积为700m2/g以上、细孔直径7.5～15000nm的孔容为0.01mL/g～1mL/g、总酸性基为0.30meq/g～1.20meq/g，总碱性基为0.20meq/g～0.90meq/g。

4.权利要求任一权利要求所述的具有自吸附甲醛性能的纤维板的制备方法，其特征在于：

(1)将磨得的纤维材料施加胶粘剂，施胶量为质量比

(2)将施胶后的纤维进行干燥，干燥后的含水率在

(3)铺装成型，采用气流或机械铺装方式，将平均粒径为BET法测得的比表面积为700m²/g以上、细孔径的孔容为活性炭粉末或颗粒均勻分散到板坯上；

(4)所述活性炭粉末或颗粒用量为质量比

(5)板坯预压；

(6)板还热压，热压温度为热压时间热压压力为