2種浸漬膠膜紙飾面人造板甲醛釋放量研究

楊旭 姜俊 單志超 李小科 吳玉琪 吳麗虹 翁園園

摘 要： 采用1 m3氣候箱法測試2種浸漬膠膜紙飾面人造板甲醛釋放規(guī)律以及不同處理條件對板材甲醛釋放濃度的影響。結(jié)果表明，熱壓工藝、基材結(jié)構(gòu)可能是影響甲醛釋放周期的關(guān)鍵因素，2種飾面人造板的平衡周期基本相同;封邊處理可有效降低甲醛含量得釋放;溫度和相對濕度與板材甲醛釋放量呈正相關(guān)，空氣交換率與板材甲醛釋放量呈負相關(guān)。

關(guān)鍵詞： 浸漬膠膜紙飾面人造板;甲醛釋放量;封邊;溫濕度;換氣率

中圖分類號：TS653?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：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

浸漬膠膜紙飾面人造板作為木家具的主要用材，應(yīng)用量約占飾面人造板總量的80%[1]，主要用于板式家具、整體櫥柜、整體衣柜等。近年來，隨著全屋定制產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，預(yù)計浸漬膠膜紙飾面人造板需求量將繼續(xù)穩(wěn)步上升[2]，但是在有限的空間內(nèi)，單位空間承載的飾面人造板的表面積過大時，其積蓄效應(yīng)會導(dǎo)致室內(nèi)空氣中甲醛含量超標[3]。有調(diào)查研究表明，

對新裝修未滿1年的且未居住的234戶室內(nèi)空氣甲醛含量檢測，結(jié)果顯示甲醛超標率為660%[4]。

甲醛是評價木質(zhì)材料和室內(nèi)空氣質(zhì)量重要環(huán)保指標。文獻記載的人造板中甲醛散發(fā)周期較長，一般為3～15 a[5]。浸漬膠膜紙飾面人造板雖經(jīng)飾面處理后可有效降低甲醛含量，但是由于其在加工制造過程中使用醛類樹脂，甲醛釋放量仍是人們關(guān)注的焦點。鑒于此，以家裝常用的2種飾面人造板為研究對象，測試不同種類基材的飾面人造板甲醛散發(fā)規(guī)律以及不同檢測條件下甲醛釋放情況，旨在為正確認識和選用浸漬膠膜紙飾面人造板提供參考意見。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

測試板材為外購，幅面尺寸為1 220 mm×2 440 mm×18 mm，為了防止板材在放置過程中甲醛釋放的不穩(wěn)定導(dǎo)致試驗誤差，試驗前對整張板材進行裁邊處理，每邊截去50 mm，制成試樣尺寸為500 mm×500 mm×18 mm，每張板材制取8塊，共制取132塊，每組試驗重復(fù)6塊試件（表1）。

1.2 儀器設(shè)備

1 m3甲醛氣候箱;可見分光光度計;恒溫水浴鍋;大氣采樣器。

1.3 試驗方法

（1）將試件垂直放入氣候箱的中心位置，試件之間距離大于200 mm，設(shè)定箱內(nèi)溫度（23±0.5） ℃、相對濕度（50±3）%，空氣置換率（1.0±0.05）次·h-1，試件表面空氣流速0.1～0.3 m·s-1;每天采樣2次，采樣流量2 L·min-1，采樣時間60 min，直至甲醛釋放濃度趨于穩(wěn)定狀態(tài)（即連續(xù)4次測定的甲醛濃度的平均值與最大值或最小值之間的偏差值低于5%，計算最后4次甲醛釋放量的平均值作為最終結(jié)果。

（2）參考一年四季中最熱月平均溫度和最高月平均濕度，以標準環(huán)境為對比，研究不同環(huán)境條件下封邊處理對甲醛釋放速率的影響。將試件分為兩組，一組采用不含甲醛的膠帶進行封邊處理，另一組不作封邊處理;標準環(huán)境條件為：溫度為（23±0.5） ℃、相對濕度為（50±3）%，空氣置換率為（1.0±0.05）次·h-1;高溫高濕環(huán)境條件為：溫度為（28±0.5） ℃、相對濕度為（80±3）%，空氣置換率為（1.0±0.05）次·h-1。

（3）考慮到環(huán)境條件影響板材甲醛釋放量，采用單因素分析方法，分別改變溫度、相對濕度以及換氣率測試板材中甲醛釋放量。具體條件設(shè)置如下：設(shè)定相對濕度為50%，改變溫度分別為（20、23、26、28） ℃;設(shè)定溫度為23 ℃，改變相對濕度分別為（40、50、60、80）%;設(shè)置溫度為23 ℃，相對濕度為50%，分別設(shè)置空氣置換率為（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8）次·h-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 飾面人造板材甲醛含量釋放規(guī)律

圖1所示，浸漬膠膜紙飾面刨花板在前5天釋放速率較快，甲醛釋放量下降27.1%，隨著時間的延長，甲醛釋放量緩慢下降，但由于甲醛釋放的不可逆性，平衡過程中甲醛釋放量具有一定的波動性，在第7天左右出現(xiàn)甲醛釋放量小幅增加現(xiàn)象，隨后甲醛釋放量繼續(xù)降低直至14 d后達到穩(wěn)定狀態(tài)。浸漬膠膜紙飾面膠合板甲醛釋放量隨著時間的延長下降程度較慢，前5天甲醛釋放量下降10.7%，在第8天左右出現(xiàn)小幅波動后，甲醛濃度繼續(xù)緩慢下降，甲醛釋放量趨于穩(wěn)定狀態(tài)時基本也保持在14 d。

基材結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)過程施膠量、施膠工藝的均勻性、浸漬膠膜紙質(zhì)量、飾面工藝均影響甲醛釋放濃度[6]。浸漬膠膜紙飾面刨花板以刨花板為基材，采用低壓短周期熱壓工藝[7];而浸漬紙飾面膠合板以多層膠合板為基材，采用熱進熱出的熱壓工藝[8]，由于兩種板材在熱壓工藝和基材原料方面的差異，導(dǎo)致甲醛含量在釋放過程中降低幅度略有不同，但從整體釋放過程來看，二者平衡周期基本相似。

a為浸漬膠膜紙飾面刨花板;b為浸漬膠膜紙飾面膠合板

2.2 處理方式對甲醛釋放量的影響

在家具制造過程中，未對家具邊緣或者家具連接處的隱蔽部位進行封邊處理，不僅影響家具的視覺美感，降低基材使用壽命，同時會加速甲醛含量的釋放速率。圖2a所示，溫度為23 ℃，相對濕度50%，換氣率為1.0次·h-1的標準環(huán)境下，浸漬紙飾面刨花板封邊處理后的甲醛釋放量與未封邊板材相比，甲醛釋放量降低了56.1%，浸漬膠膜紙飾面膠合板封邊處理后的甲醛釋放量較未封邊板材降低了30.8%;圖2b所示，在溫度為28 ℃，相對濕度為80%，換氣率為1.0次·h-1的高溫高濕環(huán)境中，未封邊處理的浸漬紙飾面刨花板甲醛釋放量達0.327 mg·m-3，遠遠高出標準GB 18580中規(guī)定值的2.6倍，但是封邊處理后甲醛釋放量降低了79.6%，而浸漬膠膜紙飾面膠合板在未進行封邊處理的情況下，甲醛含量為0.093 mg·m-3，封邊處理后甲醛含量降低了79.6%。由此可見，裸露的邊緣是甲醛釋放的主要來源，膠黏劑中未發(fā)生反應(yīng)的游離甲醛以及被降解產(chǎn)生的甲醛從板材邊部快速釋放到空氣中，且隨著溫濕度的增加，甲醛釋放量增大;但經(jīng)封邊處理后，板材中甲醛釋放途徑遭受阻隔，釋放速率減緩，封邊處理大大降低了甲醛向外的擴散和蒸發(fā)速率，從而實現(xiàn)降低甲醛釋放量[9]。

2.3 溫濕度對甲醛釋放量的影響

圖3為不同環(huán)境溫濕度對兩種飾面人造板甲醛釋放量的影響關(guān)系圖。無論是浸漬紙飾面刨花板還是浸漬紙飾面膠合板，隨著溫度或相對濕度的增高，甲醛釋放量逐漸增大。由圖3a可知，當設(shè)定相對濕度為50%時，溫度每升高3 ℃，甲醛釋放量增加1.1～1.6倍;當設(shè)定溫度為23 ℃時（圖3b），相對濕度每升高10%，甲醛釋放量增加1.0～1.4倍，溫度對于甲醛釋放量影響大于相對濕度，兩者與甲醛釋放量呈正相關(guān)。這是由于溫度升高時，板材膠黏劑中的羥甲基基團和亞甲基醚鍵易分解，產(chǎn)生甲醛速率增加，促使甲醛濃度增加[10];而環(huán)境中相對濕度增加，木材因吸濕導(dǎo)致含水率變大，板材中膠黏劑發(fā)生水解，加速甲醛釋放;另一方面，環(huán)境濕度增加，板材中孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，有利于板材內(nèi)部游離甲醛的快速釋放[11-13]。

2.4 換氣率對甲醛釋放量的影響

設(shè)定環(huán)境溫度為（23±0.5） ℃、相對濕度為（50±3）%，改變換氣率，研究其對甲醛釋放量的影響。圖4所示，隨著換氣率的增加，甲醛釋放量逐漸減小，換氣率與甲醛釋放量呈負相關(guān)關(guān)系。換氣率在（0.2～1.0）次·h-1時，甲醛釋放量下降速度較快，兩種板材下降幅度為67.8%～74.4%;換氣次數(shù)超過1.0次·h-1，甲醛釋放量降低速度緩慢，當換氣率為1.8次·h-1時，甲醛釋放量最低?？梢?，換氣次數(shù)愈大，使得室內(nèi)新鮮空氣快速流通，從而有利于甲醛的擴散;但是在冬夏兩個季節(jié)，我國各個地區(qū)會采用空調(diào)或者地暖等方式保證房間的舒適感，頻繁的通風(fēng)會加大能源和電量的用量，增加人們的生活成本，同時也造成了對外界環(huán)境污染的影響[14]，按照JGJ/T436《住宅建筑室內(nèi)裝修污染控制技術(shù)標準》[15]要求，綜合考慮建議換氣率設(shè)定在（0.5～1.0）次·h-1左右較好。

3 結(jié)論

（1）浸漬膠膜紙飾面刨花板和浸漬膠膜紙飾面膠合板在基材結(jié)構(gòu)和熱壓工藝方面的差異可能是影響甲醛釋放速率的重要因素，隨著時間的延長，二者的甲醛釋放量逐漸降低，且甲醛釋放量達到平衡周期基本一致。

（2）封邊處理是有效降低甲醛釋放量的重要途經(jīng)。

（3）溫度和相對濕度均影響甲醛釋放速度，與板材甲醛釋放量呈正相關(guān)。（4）空氣交換率與板材甲醛釋放量呈負相關(guān)，裝修完成后，可通過加大通風(fēng)次數(shù)獲取良好的空氣質(zhì)量。

參 考 文 獻

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（責(zé)任編輯：鄭京津）