CN105437341B - 一种微波负压法降低人造板甲醛释放量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微波负压法降低人造板甲醛释放量的方法，属于木制品降甲醛技术领域。该方法将人造板放入工业微波炉中，使用真空泵或风机对微波炉腔体抽真空并保持一定的负压，对人造板进行连续式或间歇式的微波处理；处理条件为：微波频率为2450MHz或915MHz，微波处理温度为60±10℃、处理时间为40±10min，微波功率为单位质量人造板微波输入功率为200±100W/kg。该方法可使人造板甲醛释放量最大下降60%，并且对人造板的主要性能影响较小。此外，该方法无污染、效率高、质量稳定，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于木制品降甲醛技术领域，具体地说，是一种微波负压法降低人造板甲醛释放量的方法。
背景技术
人造板是以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加或者不施加胶黏剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。主要包括胶合板、刨花板和纤维板三大类产品，其延伸产品和深加工产品多达上百种，产品用途十分广泛。
目前，人造板工业用胶主要以脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、三聚氰胺-甲醛共缩聚树脂胶黏剂作为生产人造板的主要原料，其中，由于脲醛树脂胶黏剂具有胶合强度高、耐水、耐热、耐腐蚀性较好、固化胶层无色、制造简单、操作性能好、成本低廉以及原料来源丰富等一系列优点，成为人造板生产的主要胶种。这类人造板大多数用于家具制造和室内装修，然而，其产品会连续多年向外释放甲醛，是造成室内环境污染的主要来原因，严重危害人体健康。研究表明，甲醛对人体细胞的原生质有害，能与蛋白质中的NH2基结合生成甲酰化蛋白，世界卫生组织（WHO）和美国环境保护局（EPA）均将甲醛列为潜在危险致癌物与重要环境污染物。
人造板中的甲醛来源主要有三个方面：（1）脲醛树脂合成中未参与反应的甲醛；（2）脲醛树脂因固化剂的作用或人造板在热压、贮存和使用过程中由于受到温度、湿度等环境因素的影响，一些不稳定的基团分解产生甲醛；（3）生产人造板所使用的木材原料也能够向外部环境释放少量的甲醛。
目前人造板在生产过程中降低甲醛含量的主要措施包括了改进胶黏剂，添加甲醛捕捉剂和采用合适的人造板热压工艺。尽管上述方法在一定程度上能够降低人造板的甲醛释放量，但是由于要考虑板材的力学性能、外观质量以及生产成本等，上述方法无法使人造板中的甲醛含量进一步以降低，仍然会有大量的游离甲醛和因化学键断裂反应形成的甲醛存在于生产的人造板中。为此，对人造板进行后期处理至关重要，目前，人造板后期降醛的方法主要包括贴面封边、热氨处理和真空处理等方法。对人造板进行贴面封边一方面限制了人造板的甲醛释放，另一方面也防止了人造板吸湿从而使脲醛树脂胶黏剂发生水解而释放甲醛。但如果饰面材料一旦破损，其内部积累的甲醛气体会成倍释放。氨气和真空处理降低甲醛的过程极为缓慢，能耗较大且效率不高。介质阻挡放电处理法对人造板所释放的甲醛气体的降解效率较高，但大规模化的工业应用需要进一步抑制有害副产物的生成，增加反应选择性，降低能耗和运行成本。
发明内容
针对上述现有降醛方法中存在的问题与缺陷，本发明提出了一种微波负压法降低人造板甲醛释放量的方法。
为了达到以上目的，本方案实施的具体步骤为：
（1）将人造板放入工业微波炉中，使用真空泵或风机给微波炉腔体抽气，使其保持一定的负压。
（2）根据人造板的叠放厚度或层数等选择频率为915MHz或2450MHz的微波进行处理。
（3）微波对人造板进行处理时的温度为60±10℃、时间为40±10min以及单位质量微波功率为200±100W/kg。
（4）用真空泵或风机对微波炉腔体抽出的气体进行水洗后排放，水洗液为福尔马林溶液。
所述的方法也适于施用过脲醛树脂胶黏剂的木制品。
甲醛作为主要污染物的释放分为两个阶段，首先是在浓度梯度的作用下，甲醛分子由材料的芯层向材料界面附近移动，然后在气固界面上，由于外部环境因素、分子运动和材料孔隙的存在，一些甲醛分子又在浓度梯度的作用下脱离材料表面，进入到周围的外界环境中，随后迅速在小空间内混合均匀，随着气体的交换被带走并逐渐达到平衡。因此，在处理过程中增大甲醛在人造板内部的分离和扩散能有效地降低人造板中的甲醛含量，而增大板材内外甲醛的浓度差则有利于加快甲醛的挥发速度。
微波加热过程中人造板表面的温度低于芯层温度，与人造板内高外低的含水率梯度相同，这就加速了人造板中的水分由内向外移动并从表面蒸发，从而为人造板中甲醛分子的迁移提供了通道和驱动力。人造板在生产制造过程中不可避免的存在着芯层的甲醛含量高于表层，而且甲醛具有易溶于水的特性，因此，水分散失的同时也带走了人造板中的甲醛。此外，甲醛作为一种极性分子受到微波作用时也能加快释放速度。同时，真空条件下，增加了板材内外甲醛气体的浓度差，也有利于甲醛的挥发。真空泵抽出来的甲醛气体经过回收、贮存和处理，可以作为生产脲醛树脂胶黏剂的原料。本发明为降低人造板甲醛释放量的方法提供了新的途径，具有十分广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实例对本发明内容做进一步的说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
选取杨木和脲醛胶生产的中密度纤维板为试验材料，采用24h干燥器法和乙酰丙酮分光光度法测定微波真空处理前的人造板甲醛释放量，随后将15块质量均为77±0.5g的人造板试件放入工业微波炉中，抽真空并保持真空度为-0.02MPa，使用频率为2450MHz的微波在温度为60℃、时间为30min以及输入功率为317W的条件下进行微波真空处理，处理结束后再次采用24h干燥器法和乙酰丙酮分光光度法测定处理后的人造板甲醛释放量，经计算，人造板甲醛释放量下降了57.34%。
实施例2
选取使用脲醛树脂胶黏剂生产的奥松板为试验材料，采用24h干燥器法和乙酰丙酮分光光度法测定微波真空处理前的人造板甲醛释放量，随后将15块质量均为70±0.5g的人造板试件放入工业微波炉中，抽真空并保持真空度为-0.03MPa，使用频率为2450MHz的微波在温度为60℃、时间为30min以及输入功率为317W的条件下进行微波真空处理，处理结束后再次采用24h干燥器法和乙酰丙酮分光光度法测定处理后的人造板甲醛释放量，经计算，人造板甲醛释放量下降了59.67%。
Claims (3)
1.一种微波负压法降低人造板甲醛释放量的方法，其特征在于，将人造板放入工业微波炉中，使用真空泵或风机对微波炉腔体抽气使其保持一定的负压，对人造板进行连续式或间歇式的微波处理；处理条件为：微波频率为2450MHz或915MHz，微波处理温度为60±10℃、处理时间为40±10min，微波功率为单位质量人造板微波输入功率为200±100W/kg。
2.根据权利要求1所述的一种微波负压法降低人造板甲醛释放量的方法，其特征在于，用真空泵或风机对微波炉腔体抽出的气体进行水洗后排放，水洗液为福尔马林溶液。
3.根据权利要求1所述的一种微波负压法降低人造板甲醛释放量的方法，其特征在于，所述的方法适于施用过脲醛树脂胶黏剂的木制品。
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