一種微波負(fù)壓法降低人造板甲醛釋放量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于木制品降甲醛技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種微波負(fù)壓法降低人造板甲醛釋放量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人造板是以木材或其他非木材植物為原料，經(jīng)一定機(jī)械加工分離成各種單元材料后，施加或者不施加膠黏劑和其他添加劑膠合而成的板材或模壓制品。主要包括膠合板、刨花板和纖維板三大類產(chǎn)品，其延伸產(chǎn)品和深加工產(chǎn)品多達(dá)上百種，產(chǎn)品用途十分廣泛。
[0003]目前，人造板工業(yè)用膠主要以脲醛樹(shù)脂膠黏劑、酚醛樹(shù)脂膠黏劑、三聚氰胺-甲醛共縮聚樹(shù)脂膠黏劑作為生產(chǎn)人造板的主要原料，其中，由于脲醛樹(shù)脂膠黏劑具有膠合強(qiáng)度高、耐水、耐熱、耐腐蝕性較好、固化膠層無(wú)色、制造簡(jiǎn)單、操作性能好、成本低廉以及原料來(lái)源豐富等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為人造板生產(chǎn)的主要膠種。這類人造板大多數(shù)用于家具制造和室內(nèi)裝修，然而，其產(chǎn)品會(huì)連續(xù)多年向外釋放甲醛，是造成室內(nèi)環(huán)境污染的主要來(lái)原因，嚴(yán)重危害人體健康。研究表明，甲醛對(duì)人體細(xì)胞的原生質(zhì)有害，能與蛋白質(zhì)中的NH2基結(jié)合生成甲?；鞍?，世界衛(wèi)生組織(WHO)和美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(EPA)均將甲醛列為潛在危險(xiǎn)致癌物與重要環(huán)境污染物。
[0004]人造板中的甲醛來(lái)源主要有三個(gè)方面:(1)脲醛樹(shù)脂合成中未參與反應(yīng)的甲醛；
(2)脲醛樹(shù)脂因固化劑的作用或人造板在熱壓、貯存和使用過(guò)程中由于受到溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，一些不穩(wěn)定的基團(tuán)分解產(chǎn)生甲醛;(3)生產(chǎn)人造板所使用的木材原料也能夠向外部環(huán)境釋放少量的甲醛。
[0005]目前人造板在生產(chǎn)過(guò)程中降低甲醛含量的主要措施包括了改進(jìn)膠黏劑，添加甲醛捕捉劑和采用合適的人造板熱壓工藝。盡管上述方法在一定程度上能夠降低人造板的甲醛釋放量，但是由于要考慮板材的力學(xué)性能、外觀質(zhì)量以及生產(chǎn)成本等，上述方法無(wú)法使人造板中的甲醛含量進(jìn)一步以降低，仍然會(huì)有大量的游離甲醛和因化學(xué)鍵斷裂反應(yīng)形成的甲醛存在于生產(chǎn)的人造板中。為此，對(duì)人造板進(jìn)行后期處理至關(guān)重要，目前，人造板后期降醛的方法主要包括貼面封邊、熱氨處理和真空處理等方法。對(duì)人造板進(jìn)行貼面封邊一方面限制了人造板的甲醛釋放，另一方面也防止了人造板吸濕從而使脲醛樹(shù)脂膠黏劑發(fā)生水解而釋放甲醛。但如果飾面材料一旦破損，其內(nèi)部積累的甲醛氣體會(huì)成倍釋放。氨氣和真空處理降低甲醛的過(guò)程極為緩慢，能耗較大且效率不高。介質(zhì)阻擋放電處理法對(duì)人造板所釋放的甲醛氣體的降解效率較高，但大規(guī)?；墓I(yè)應(yīng)用需要進(jìn)一步抑制有害副產(chǎn)物的生成，增加反應(yīng)選擇性，降低能耗和運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有降醛方法中存在的問(wèn)題與缺陷，本發(fā)明提出了一種微波負(fù)壓法降低人造板甲醛釋放量的方法。
[0007]為了達(dá)到以上目的，本方案實(shí)施的具體步驟為: (1)將人造板放入工業(yè)微波爐中，使用真空栗或風(fēng)機(jī)給微波爐腔體抽氣，使其保持一定的負(fù)壓。
[0008](2)根據(jù)人造板的疊放厚度或?qū)訑?shù)等選擇頻率為915MHz或2450MHz的微波進(jìn)行處理。
[0009](3)微波對(duì)人造板進(jìn)行處理時(shí)的溫度為60±10°C、時(shí)間為40±10min以及單位質(zhì)量微波功率為200±100W/kg。
[0010](4)用真空栗或風(fēng)機(jī)對(duì)微波爐腔體抽出的氣體進(jìn)行水洗后排放，水洗液為福爾馬林溶液。
[0011 ]所述的方法也適于施用過(guò)脲醛樹(shù)脂膠黏劑的木制品。
[0012]甲醛作為主要污染物的釋放分為兩個(gè)階段，首先是在濃度梯度的作用下，甲醛分子由材料的芯層向材料界面附近移動(dòng)，然后在氣固界面上，由于外部環(huán)境因素、分子運(yùn)動(dòng)和材料孔隙的存在，一些甲醛分子又在濃度梯度的作用下脫離材料表面，進(jìn)入到周?chē)耐饨绛h(huán)境中，隨后迅速在小空間內(nèi)混合均勻，隨著氣體的交換被帶走并逐漸達(dá)到平衡。因此，在處理過(guò)程中增大甲醛在人造板內(nèi)部的分離和擴(kuò)散能有效地降低人造板中的甲醛含量，而增大板材內(nèi)外甲醛的濃度差則有利于加快甲醛的揮發(fā)速度。
[0013]微波加熱過(guò)程中人造板表面的溫度低于芯層溫度，與人造板內(nèi)高外低的含水率梯度相同，這就加速了人造板中的水分由內(nèi)向外移動(dòng)并從表面蒸發(fā)，從而為人造板中甲醛分子的迀移提供了通道和驅(qū)動(dòng)力。人造板在生產(chǎn)制造過(guò)程中不可避免的存在著芯層的甲醛含量高于表層，而且甲醛具有易溶于水的特性，因此，水分散失的同時(shí)也帶走了人造板中的甲醛。此外，甲醛作為一種極性分子受到微波作用時(shí)也能加快釋放速度。同時(shí)，真空條件下，增加了板材內(nèi)外甲醛氣體的濃度差，也有利于甲醛的揮發(fā)。真空栗抽出來(lái)的甲醛氣體經(jīng)過(guò)回收、貯存和處理，可以作為生產(chǎn)脲醛樹(shù)脂膠黏劑的原料。本發(fā)明為降低人造板甲醛釋放量的方法提供了新的途徑，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
做進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
[0016]實(shí)施例1
選取楊木和脲醛膠生產(chǎn)的中密度纖維板為試驗(yàn)材料，采用24h干燥器法和乙酰丙酮分光光度法測(cè)定微波真空處理前的人造板甲醛釋放量，隨后將15塊質(zhì)量均為77±0.5g的人造板試件放入工業(yè)微波爐中，抽真空并保持真空度為-0.02MPa，使用頻率為2450MHz的微波在溫度為60°C、時(shí)間為30min以及輸入功率為317W的條件下進(jìn)行微波真空處理，處理結(jié)束后再次采用24h干燥器法和乙酰丙酮分光光度法測(cè)定處理后的人造板甲醛釋放量，經(jīng)計(jì)算，人造板甲醛釋放量下降了 57.34%。
[0017]實(shí)施例2
選取使用脲醛樹(shù)脂膠黏劑生產(chǎn)的奧松板為試驗(yàn)材料，采用24h干燥器法和乙酰丙酮分光光度法測(cè)定微波真空處理前的人造板甲醛釋放量，隨后將15塊質(zhì)量均為70 ±0.5g的人造板試件放入工業(yè)微波爐中，抽真空并保持真空度為-0.03MPa，使用頻率為2450MHz的微波在溫度為60°C、時(shí)間為30min以及輸入功率為317W的條件下進(jìn)行微波真空處理，處理結(jié)束后再次采用24h干燥器法和乙酰丙酮分光光度法測(cè)定處理后的人造板甲醛釋放量，經(jīng)計(jì)算，人造板甲醛釋放量下降了 59.67%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微波負(fù)壓法降低人造板甲醛釋放量的方法，其特征在于，將人造板放入工業(yè)微波爐中，使用真空栗或風(fēng)機(jī)對(duì)微波爐腔體抽氣使其保持一定的負(fù)壓，對(duì)人造板進(jìn)行連續(xù)式或間歇式的微波處理;處理?xiàng)l件為:微波頻率為2450MHz或915MHz，微波處理溫度為60 ± 10°C、處理時(shí)間為40 土 lOmin，微波功率為單位質(zhì)量人造板微波輸入功率為200 土 100W/kg。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微波負(fù)壓法降低人造板甲醛釋放量的方法，其特征在于:根據(jù)人造板的疊放厚度或?qū)訑?shù)選擇微波頻率:2450MHz或915MHz。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微波負(fù)壓法降低人造板甲醛釋放量的方法，其特征在于，用真空栗或風(fēng)機(jī)對(duì)微波爐腔體抽出的氣體進(jìn)行水洗后排放，水洗液為福爾馬林溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微波負(fù)壓法降低人造板甲醛釋放量的方法，其特征在于，所述的方法也適于施用過(guò)脲醛樹(shù)脂膠黏劑的木制品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微波負(fù)壓法降低人造板甲醛釋放量的方法，屬于木制品降甲醛技術(shù)領(lǐng)域。該方法將人造板放入工業(yè)微波爐中，使用真空泵或風(fēng)機(jī)對(duì)微波爐腔體抽真空并保持一定的負(fù)壓，對(duì)人造板進(jìn)行連續(xù)式或間歇式的微波處理；處理?xiàng)l件為：微波頻率為2450MHz或915MHz，微波處理溫度為60±10℃、處理時(shí)間為40±10min，微波功率為單位質(zhì)量人造板微波輸入功率為200±100W/kg。該方法可使人造板甲醛釋放量最大下降60%，并且對(duì)人造板的主要性能影響較小。此外，該方法無(wú)污染、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】B27K5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105437341
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510787516
【發(fā)明人】朱新華, 楊培, 郭文川
【申請(qǐng)人】西北農(nóng)林科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日