CN105131862B

CN105131862B - 一种甲醛消除剂及其制备方法、胶粘剂、木制品和人造板

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Publication number: CN105131862B
Application number: CN201510599945.4A
Authority: CN
Inventors: 潘春尧
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Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2017-06-23
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: CN105131862A

Abstract

本发明涉及一种甲醛消除剂及其制备方法、胶粘剂、木制品和人造板，本发明的甲醛消除剂：包括的组分及各组分的重量份为：纯水：64‑92.9份；尿素：5‑20份；酰肼类化合物：2‑15份；阴离子表面活性剂：0.1‑1份，本发明的甲醛消除剂可添加到胶粘剂中使用，也可喷涂到木制品及人造板上使用。本发明的有益效果为：在尿素与甲醛反应的基础上，添加酰肼类化合物，达到反应后不产生逆反应的技术效果；添加了阴离子表面活性剂，增强了产品中有效成份在人造板中与甲醛的反应；本发明的甲醛消除剂pH为7‑9，喷涂在浅色木材上后木材不会变色，本发明中的胶粘剂、人造板和木制品中的甲醛含量均达到国家强制执行的健康标准级别。

Description

一种甲醛消除剂及其制备方法、胶粘剂、木制品和人造板

技术领域

本发明涉及一种消除有害化学物质的制剂及其制备方法，具体涉及一种甲醛消除剂及其制备方法、胶粘剂、木制品和人造板。

背景技术

各种装饰装修用人造板的生产大部分都是使用脲醛树脂作为胶粘剂，是因为该胶粘剂具有价格低廉、制造简单、性能优越等优点是其他胶粘剂无法替代的。

但是，用脲醛树脂为胶粘剂制得的各种人造板，如细木工板，胶合板、中密度纤维板等，板体总是含有一定数量的游离甲醛，在人们装修装饰过程中这些游离甲醛会逐渐向室内空气中释放出来，造成对室内环境的污染。这是由于脲醛树脂是以尿素和甲醛为主要原料制得的胶粘剂，其本身含有一定数量的游离甲醛。

在欧美及日本国家，对人造板甲醛释放量已经有严格的执行标准，如美国的CARB、日本的JAS/JIS标准，现在我们国家对人造板的甲醛释放量要求也越来越严格，标准越来越高，并以国家强制性标准(GB18580-2001)的形式来指导、实施，这个标准规定家庭装饰装修用人造板及其制品中甲醛的释放量必须小于0.08mg/m³，这就意味着游离甲醛含量超标的人造板必须退出市场，而国内目前生产的人造板绝大多数达不到这个要求，其主要原因是：生产人造板所用的脲醛树脂中游离甲醛含量过高；生产人造板工艺中工艺指标控制不严，造成脲醛树脂在人造板生产过程中及生产后析出游离甲醛。

残留在人造板中的游离甲醛从板体释放出来是比较漫长和缓慢的，一般在装修装饰结束后3-10年内均可检测出室内甲醛超标。甲醛超标对人体的伤害已经得到人们前所未有的重视。

目前市场上存在很多种去除甲醛的产品，它们往往简单地使用尿素溶液或氨水等溶液去除甲醛，在人造板生产过程中使用这类产品，短期内可达到去除甲醛的效果，但存在一段时间后甲醛释放量会回弹，同时如果用在一些淡颜色的木材上时，容易引起木材的变色的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种甲醛消除剂及其制备方法、胶粘剂、木制品和人造板。

本发明所采用的技术方案为：

一种甲醛消除剂，包括的组分及各组分的重量份为：

纯水：64-92.9份；

尿素：5-20份；

酰肼类化合物：2-15份；

阴离子表面活性剂：0.1-1份。

优选地：一种甲醛消除剂，包括的组分及各组分的重量份为：

纯水：75.9份；

尿素：18份；

酰肼类化合物：6份；

阴离子表面活性剂：0.1份。

优选地：上述酰肼类化合物包括甲酰肼、乙酰肼、十二烷基酸酰肼或二元酰肼基化合物。

进一步地：上述酰肼类化合物为二元酰肼基化合物。

优选地：上述的阴离子表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或月桂酰基谷氨酸钠。

进一步地：上述的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

本发明提供了一种制备甲醛消除剂的方法，包括的步骤为：将纯水、酰肼类化合物、阴离子表面活性剂和尿素依次添加到反应釜中混合均匀即得甲醛消除剂。

优选地：上述制备甲醛消除剂方法的步骤为：

A、将纯水加入到反应釜中，保持反应釜中的水温在70-80℃；

所述水温的控制可以选择直接添加70-80℃的纯水，也可以将常温的纯水加入到反应釜中加热到70-80℃，将水温控制在70-80℃可更好的溶解下述各组分。一方面酰肼类化合物对温度、酸、碱具有敏感性，高温易分解决定了水温不能太高；另一方面温度低于70℃则不能使各组分有效溶解。

B、将酰肼类化合物逐渐加入到纯水中，边加入边搅拌，直至酰肼类化合物完全溶解；

在尿素与甲醛反应的基础上，通过添加酰肼类化合物，它可参与和甲醛的反应，达到反应后不产生逆反应；

C、然后逐渐加入阴离子表面活性剂搅拌均匀；

本发明中添加阴离子表面活性剂，可增强产品中有效成份在人造板中与甲醛反应；

D、最后加入尿素，搅拌至尿素完全溶解；

本发明中各组分的添加顺序依次为酰肼类化合物、阴离子表面活性剂、尿素，这是由于尿素的溶解为吸热过程，若先添加尿素则会吸收热水的能量，后续溶解酰肼类化合物、阴离子表面活性剂需要继续加热，增大能耗；若最后添加尿素，既减小了能耗又加速溶液的冷却。

E、将所得溶液静置到常温即得甲醛消除剂。

本发明的产物无需调配pH值，最终均在7-9之间，可用于生产木制品或人造板的过程中，即添加在胶水中或涂布在人造板表面上来降低产品的甲醛释放量。

一种胶粘剂，其含有上述的甲醛消除剂，所述甲醛消除剂在所述胶粘剂中的重量百分比为1％-5％。

一种木制品，涂覆有上述的甲醛消除剂。

一种人造板，涂覆上述的甲醛消除剂。

纯水，又称去离子水，是指以符合生活饮用水卫生标准的水为原水，通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法，制得的密封于容器内，且不含任何添加物，无色透明，可直接饮用的水，也可以称为纯净物(在化学上)，在试验中使用较多，又因是以蒸馏等方法制作，故又称蒸馏水。从学术角度讲，纯水又名高纯水，是指化学纯度极高的水，纯水也是指经过纯水机(RO机)过滤的水。

酰肼：中文名称酰肼，英文名称caprylic hydrazide，一类结构通式为RCONHNHR_l的化合物，式中，R为脂烃基或芳烃基，R₁为氢、脂烃基、芳烃基、酰基等。

阴离子表面活性剂：英文化学术语：An-ionic surfactant，阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类，具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。

尿素，又称碳酰胺(carbamide)，化学式为CO(NH₂)₂。

本发明的有益效果为：本发明的甲醛消除剂可以达到在与甲醛反应后，不会产生逆反应，反应更完全，甲醛释放量降低后，不会回弹；本发明的甲醛消除剂本身的pH值在7-9，不添加其他任何物质，用在浅色木材上时，木材不会变色，本发明中的胶粘剂、人造板和木制品中的甲醛含量均达到国家强制执行的健康标准级别。

附图说明

图1甲醛去除效果；

图2 3mm杨木甲醛去除稳定性测试；

图3 3mm桉木甲醛去除稳定性测试；

图4 12mm杨木甲醛去除稳定性测试；

图5 12mm桉木甲醛去除稳定性测试。

具体实施方式

本发明提供了一种甲醛消除剂及其制备方法、胶粘剂、木制品和人造板，下面通过以下具体实施例对说明书进一步解释说明，需要特别指出的是：本发明不局限于下述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

实施例一：

将64重量份的纯水加入到反应釜中加热，水温控制在70℃；加入2重量份的甲酰肼，边加入边搅拌，直至其完全溶解；然后逐渐加入0.1重量份的十二烷基硫酸钠搅拌均匀；最后加入5重量份的尿素，搅拌至其完全溶解；将所得溶液静置到常温即得甲醛消除剂。

实施例二：

将78.45重量份的纯水加入到反应釜中加热，水温控制在75℃；加入8.5重量份的乙酰肼，边加入边搅拌，直至其完全溶解；然后逐渐加入0.55重量份的十二烷基苯磺酸钠搅拌均匀；最后加入12.5重量份的尿素，搅拌至其完全溶解；将所得溶液静置到常温即得甲醛消除剂。

实施例三：

将75.9重量份的纯水加入到反应釜中加热，水温控制在78℃；加入6重量份的二元酰肼基化合物，边加入边搅拌，直至其完全溶解；然后逐渐加入0.1重量份的十二烷基苯磺酸钠搅拌均匀；最后加入18重量份的尿素，搅拌至其完全溶解；将所得溶液静置到常温即得甲醛消除剂。

实施例四：

将92.9重量份的纯水加入到反应釜中加热，水温控制在75℃；加入15重量份的十二烷基酸酰肼，边加入边搅拌，直至其完全溶解；然后逐渐加入1重量份的月桂酰基谷氨酸钠搅拌均匀；最后加入20重量份的尿素，搅拌至其完全溶解；将所得溶液静置到常温即得甲醛消除剂。

实施例五：

将甲醛消除剂以1％的重量比添加到胶粘剂中搅拌均匀后即可使用，所述的胶粘剂为市售甲醛含量达不到国家强制标准的胶粘剂；喷涂到人造板及木制品的表面，覆盖完全后，自然晾干一天即可。

实施例六：

将甲醛消除剂以3％的重量比添加到胶粘剂中搅拌均匀后即可使用，所述的胶粘剂为市售甲醛含量达不到国家强制标准的胶粘剂；喷涂到人造板及木制品的表面，覆盖完全后，自然晾干一天即可。

实施例七：

将甲醛消除剂以5％的重量比添加到胶粘剂中搅拌均匀后即可使用，所述的胶粘剂为市售甲醛含量达不到国家强制标准的胶粘剂；喷涂到人造板及木制品的表面，覆盖完全后，自然晾干一天即可。

下面应用本发明并通过实验进行验证：

一、甲醛去除效果：

1、实验对象：3mm胶合板5块，实验前甲醛释放量均为：3.5mg/L，甲醛释放量为E2级标准。

实验方法：选取4个实施例依次得到的甲醛消除剂产品1、2、3、4，将其分别双面涂抹在4块胶合板上，涂抹量为4g/ft²，涂布后自然晾干1天，通过干燥器法检测本发明对合板中甲醛的去除效果，第5块胶合板不做任何处理。

实验结果如下表所示：

	实验前甲醛释放量，mg/L	实验后甲醛释放量，mg/L	甲醛去除率
				1	3.5	0.75	78.57％
2	3.5	0.70	80.00％
				3	3.5	0.54	84.57％
4	3.5	0.60	82.86％
				5	3.5	3.40	2.85％

由上表结果可知，甲醛在没有喷涂甲醛消除剂的情况下，在短时间内很难消散，本发明中四个具体实施例得到的甲醛消除剂均可有效去除甲醛，均可将E2级胶合板达到符合国家强制性的健康标准E1级，其中实施例三为最优实施例。下面将对最优实施例的使用剂量进行检测。

2、实验对象：选取4组胶合板分别为A、B、C、D，其中A板和C板厚度均为3mm，B板和D板厚度均为12mm，A板在实验前甲醛释放量为：3.5mg/L，B板在实验前甲醛释放量为：2.6mg/L，C板在实验前甲醛释放量为：2.4mg/L，A、B、C板为E2级标准，D板在实验前甲醛释放量为：1.5mg/L，为E1级标准。

实验方法：在A、B、C、D四张合板的两面涂布本发明实施例4所得甲醛消除剂产品，涂布后自然晾干1天，通过干燥器法检测本发明对合板中甲醛的去除效果。实验结果如图1所示：

由图1可以看出当双面涂布量达到4g/ft²时，四种胶合板的甲醛释放量得到了有效的控制，继续增加涂布量甲醛释放量还会降低，降低速度趋于缓慢，而且当双面涂布量为4g/ft²时，A、B、D三种胶合板甲醛释放量在实验后均达到了E0级标准，即国家至高健康标准，C板也达到了国家强制执行的“安全标准线”E1级标准。

另外需要特别指明的是，本发明的甲醛消除剂使用方式若为在生产人造板过程中加到脲醛树脂时，其添加量以不超过脲醛树脂重量份的5％为宜，若添加太多则会降低产品的胶合强度。

二、使用本发明产品后对甲醛释放量稳定性的测试：

试验对象：3mm厚的杨木胶合板3块，实验前甲醛释放量均为：2.2mg/L，为E2级标准；3mm厚的桉木胶合板3块，实验前甲醛释放量均为：1.25mg/L，为E1级标准；12mm厚的杨木胶合板3块，实验前甲醛释放量均为：1.65mg/L为E2级标准；12mm厚的桉木胶合板3块，实验前甲醛释放量均为：0.95mg/L为E1级标准。

分别对四种胶合板单面涂布和双面涂布进行测试，涂布产品为本发明实施例中最优方案实施例三所制得的甲醛消除剂，其中单面涂布量为3g/ft²，双面涂布量为4g/ft²，涂布后自然晾干1天，使用干燥器法连续检测甲醛释放量9个月，另外设置对照实验，对照实验为双面均未涂布空白对照检测。

由图2可以看出3mm杨木甲醛去除稳定性测试中，初始胶合板甲醛释放量为E2标准，经单面涂布后在半个月内甲醛含量降低了1.75mg/L，甲醛含量为0.45mg/L，达到了E0级标准，在第3个月时回弹了0.05mg/L，其值依然达到了E0级标准，之后保持稳定，不再回弹；双面涂布在半个月内甲醛含量降低了2mg/L，甲醛含量为0.2mg/L，达到了E0级标准，在第3个月的时候回弹了0.01mg/L，依然达到了E0级标准，之后保持稳定，不再回弹；而未经涂布的3mm杨木胶合板在第三个月时，甲醛含量依然在1.64mg/L，为E2级标准，在3-9月内甲醛释放量变化不大，释放量依然非常大。

由图3可以看出3mm桉木甲醛去除稳定性测试中，初始胶合板甲醛释放量为E1标准，单面涂布在半个月内甲醛含量降低了1.0mg/L，甲醛含量为0.25mg/L，达到了E0级标准，在第3个月达到最低值，在第6个月时回弹了0.02mg/L，其值依然为E0级标准，之后保持稳定，不再回弹；双面涂布在半个月内甲醛含量降低了1.17mg/L，甲醛含量为0.08mg/L，达到了E0级标准，在第3个月的时候回弹了0.01mg/L，其值依然为E0级标准，之后保持稳定，不再回弹；而未经涂布的3mm桉木胶合板在第三个月时，甲醛含量达到最低，但依然在0.8mg/L，在第6个月回弹了0.12mg/L，最后稳定在0.8mg/L，比初始值仅低了0.45mg/L。

由图4可以看出12mm杨木甲醛去除稳定性测试中，初始胶合板甲醛释放量为E2级标准，单面涂布在第3个月甲醛含量降低了1.15mg/L，甲醛含量为0.5mg/L，达到了E0级标准，在第6个月时为0.48mg/L，其值依然为E0级标准，之后保持稳定，不再回弹；双面涂布在第6个月甲醛含量降低了1.43mg/L，甲醛含量为0.22mg/L，达到了E0级标准，在第6-9月内回弹了0.01mg/L，其值依然为E0级标准，之后保持稳定，不再回弹；而未经涂布的12mm杨木胶合板在第6个月时，甲醛含量依然在1.1mg/L，在未来的三个月内回弹了0.1mg/L，其值为1.2mg/L，比初始值仅低了0.45mg/L。

由图5可以看出12mm桉木甲醛去除稳定性测试中，初始胶合板甲醛释放量为E1级标准，单面涂布在第三个月甲醛含量降低了0.67mg/L，甲醛含量为0.28mg/L，达到了E0级标准，在第6个月时回弹了0.01mg/L，其值依然为E0级标准，之后保持稳定，不再回弹；双面涂布在第3个月甲醛含量降低了0.88mg/L，甲醛含量为0.07mg/L，达到了E0级标准，在第6个月的时候回弹了0.01mg/L，其值依然为E0级标准，之后保持稳定，不再回弹；而未经涂布的12mm桉木胶合板随着时间释放量逐渐降低，在第9个月检测时比初始检测时仅降低了0.2mg/L，最终甲醛释放量依然为E1级标准。

通过以上实验结果可以得出本发明可有效去除甲醛，反应完全，在产品的甲醛释放量降低后，基本不回弹。

上述干燥器法测定值the desiccator testvalue为：用干燥器法测定的试件释放于吸收液(蒸馏水)中的甲醛量。甲醛含量测定利用一个带有干燥器的小蒸馏水储存器收集空气中的甲醛而实现。甲醛量根据国际职业安全与卫生研究所的3500变色酸试验的相关规定进行测定。适用于此测试法的典型木制品通常使用脲醛胶粘剂制成，包括刨花板、胶合板、纤维板、细木工板等。

国家标准：我国颁布的《胶合板》国家标准GB/T9846.1-9846.8-2004里面把甲醛限量等级分成三个级别，即E2≤5.0mg/L、E1≤1.5mg/L、E0≤0.5mg/L。E0标准是国家至高健康标准。E1是国家强制性的健康标准，它是强制实行的“安全标准线”。

Claims

1.一种甲醛消除剂，其特征在于，由以下重量份的组分组成：

纯水：64-92.9份；

尿素：5-20份；

酰肼类化合物：2-15份；

和阴离子表面活性剂：0.1-1份。

2.根据权利要求1所述的甲醛消除剂，其特征在于，由以下重量份的组分组成：

纯水：75.9份；

尿素：18份；

酰肼类化合物：6份；

和阴离子表面活性剂：0.1份。

3.根据权利要求1或2所述的甲醛消除剂，其特征在于，所述的酰肼类化合物包括甲酰肼、乙酰肼、十二烷基酸酰肼或二元酰肼基化合物。

4.根据权利要求1或2所述的甲醛消除剂，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或月桂酰基谷氨酸钠。

5.根据权利要求1或2所述的甲醛消除剂，其特征在于，所述甲醛消除剂的pH值为7-9。

6.制备权利要求1或2的所述的甲醛消除剂的方法，其特征在于，步骤为：

A、将纯水加入到反应釜中，保持反应釜中的水温在70-80℃；

C、然后逐渐加入阴离子表面活性剂搅拌均匀；

D、最后加入尿素，搅拌至尿素完全溶解；

E、将所得溶液静置到常温即得甲醛消除剂。

7.一种胶粘剂，其特征在于，其含有权利要求1或2所述的甲醛消除剂，所述甲醛消除剂在所述胶粘剂中的重量百分比为1％-5％。

8.一种木制品，其特征在于，其涂覆有权利要求1或2所述的甲醛消除剂。

9.一种人造板，其特征在于，其涂覆有权利要求1或2所述的甲醛消除剂。