中、高密度纤维板甲醛释放量研究
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东莞市环仪仪器科技有限公司
检测E1级防潮型中密度纤维板的甲醛释放量测试方法
试验方法:
本项试验在某种密度纤维板厂实验室中完成。
中密度纤维板设计密度为0.73g·cm-3,m 软杂·m硬杂=50·50.板材物理力学性能测试按GB/T11718-1999规定进行,甲醛释放量规定按GB/T17657-1909规定进行
基本工艺条件为:施股量比为136。
(绝干树指/绝干纤锥),国化剂比(氯化钱)为1.5"(固体:氯化铵/绝干树脂),石蜡乳液比为1%(固体石螺/绝干纤维),板材公称厚度为16mm,热压温度190℃,热压压力2.5MPa,热压时间为25sm实验采取单因素试验法。
本实验所用3种胶粘剂都为工厂自制,UF为没有加入三聚氰酸改性的摩尔比在12.2以内的低游离甲醛的原醛树脂胶粘剂;MF为以同样摩尔比反应的脉醛树胎较,但反应过程中加入80gkg三聚氰胺(固体三案氰氨/尿素和甲醛质量)进行共聚改性;MF为以同样摩尔比反应的踩醛树脂胶,但反应过程中加入20g kg-1三聚氰胺进行共聚改性。
重复3次
3。
人造板的主要有害物质及危害人造板材中的主要有害物质为甲醛由于人造板材是人们利用天然木材和其加工中的边角废料,经过机械加工而成的板材。
所以在其加工过程中,要使用脲醛树脂胶。
这种胶具有胶接强度高、不易开胶的特点,是目前生产各种人造板普遍使用的粘合剂。
但是脲醛树脂胶中含有一定的甲醛,会形成游离甲醛释放到空气中,是人造板中的主要污染物质。
甲醛因其化学反应强烈,价格低廉,100年前就广泛用于工业生产,主要用于生产各种人造板粘合剂原料的脲醛树脂,三聚氰胺甲醛树脂,酚醛树脂等,生产过程中均有甲醛排入大气。
甲醛在室内主要来源于建筑材料、家具、各种粘合剂涂料、合成织品及室内不同的源。
甲醛因具有较强的粘合性及有加强板材硬度、防虫、防腐功能且价格便宜,故是目前首先作为室内装修的胶合板、细木工板、中密度纤维板、刨花板的原材料——以甲醛为主要成分的脲醛树脂。
脲醛树脂还可作为建筑中的保温、隔热材料。
板中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放,最长释放期可达十几年,是形成室内空气中甲醛的主体。
有人测定,100cm2的胶合板1h可以释放3~18μg甲醛。
用脲甲醛泡沫绝缘材料建造的房屋中甲醛最高浓度可达8.2mg/kg。
用木制刨花板覆盖的地板经常释放甲醛,这类居室中甲醛浓度可达0.6mg/kg。
用木屑纤维板较多的新建住宅内甲醛浓度比已使用5年的住宅高2~5倍。
新添置家具的居室空气中甲醛浓度也较高,家具多时可达0.1 mg/kg。
甲醛(HCHO)是无色有强烈刺激性气味的气体,对空气的比重为1.06,略重于空气易溶于水、醇和醚,其30~40%的水溶液为福尔马林液。
甲醛易聚合成多聚甲醛,其受热易发生解聚作用,并在室温下可缓慢释放甲醛。
甲醛的嗅阈值为0.06~1.2mg/m3,眼刺激阈值为0.01~1.9mg/m3。
甲醛是具有强烈刺激性的气体,是一种挥发性有机化合物,对人体健康影响表现在刺激眼睛和呼吸道、造成肺、肝、免疫功能异常。
美国木制品甲醛释放量新限令开始正式生效2011-01-05 00:00:00美国去年颁布的《复合木制品甲醛标准法案》已于今年1月3日正式生效,并在今后两年内分步实施更高的标准。
该法案对在美国供应、销售或制造的硬木胶合板、中密度纤维板及刨花板等复合木制品制定了统一的甲醛释放标准,显著高于目前我国及世界各国的通行标准,号称目前世界上最严厉的甲醛释放标准。
具体实施时间表如下:硬木胶合板单芯板(HWPW-VC):甲醛释放量≤0.05ppm。
硬木胶合板复合芯板(HWPW-CC):甲醛释放量≤0.08ppm,2011年1月3日开始生效,直至2012年6月30日;2012年7月1日起,甲醛释放量≤0.05ppm。
中密度纤维板(MDF):甲醛释放量≤0.21ppm,2011年1月3日开始生效,直至2011年6月30日;2011年7月1日起,甲醛释放量≤0.11ppm。
薄型中密度纤维板(Thin-MDF):甲醛释放量≤0.21ppm,2011年1月3日开始生效,直至2012年6月30日;2012年7月1日起,甲醛释放量≤0.13ppm。
刨花板(PB),甲醛释放量≤0.18ppm,2011年1月3日开始生效,直至2011年6 月30日;2011年7月1日起,甲醛释放量≤0.09ppm。
美国颁布的木制品甲醛释放量新限令,将对我国木制品出口造成较大负面影响,杭州检验检疫局2010年的数据显示,杭州局辖区所有出口木制品中有21%输往美国,而目前我国再生板材除少数已通过美国加州CARB认证的产品外,大多数产品都不能满足美国新法规的要求。
因此相关出口生产企业应科学调整出口产品种类和生产计划,进一步改进生产工艺,建立并完善质量管理体系和出口木制品有毒有害物质自检自控体系,尽量使用已经通过CARB认证企业的原辅料,确保原辅料质量安全,同时密切关注其他国家可能采取的跟进措施,积极拓展国内外营销渠道,开发新的国际市场。
美国加利福尼亚州:降低复合木制品甲醛释放标准2008年4月18日美国加利福尼亚州行政法规办公室通过了由空气资源委员会提议制定的《有毒空气控制测量法规》(ATCM),旨在减少复合木制品甲醛释放。
甲醛等限量指标国家标准相关内容十项强制性标准中对甲醛限量规定及依据1.《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》GB18580-2001 中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板、定向刨花板的甲醛限量:可直接用于室内的,限小于等于9mg/100g;必须饰面处理后可允许用于室内的,限小于等于30mg/100g。
胶合板、装饰单板贴面胶合板、细木工板的甲醛限量:可直接用于室内的,限小于等于1.5mg/L;必须饰面处理后可允许用于室内的,限小于等于5.0mg/L。
可直接用于室内的饰面人造板(包括浸渍纸层压木质地板、实木复合地板、竹地板、浸渍胶膜纸饰面人造板等)的甲醛限量为小于等于0.12mg/m3或小于等于1.5mg/L。
该标准对甲醛的限量指标已与发达国家同类产品的规定处于同一水平,其中,中密度板和刨花板的甲醛释放限量及其检测方法与欧洲标准相当。
胶合板类产品的甲醛释放限量和检测方法则采用了日本农业标准的规定,而日本农业标准的规定在发达国家也是最严格的。
2.《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》GB18582-2001内墙涂料限游离甲醛小于等于0.1g/kg。
本标准对游离甲醛指标的确定,主要是以验证试验结果为依据,选取的是国内市场上19种合成树脂乳液内墙涂料(即乳胶漆),将游离甲醛的指标确定为0.1g/kg,样品的合格率为89.5%。
3.《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》GB18583-2001溶剂型胶粘剂对甲醛的限量:橡胶胶粘剂为0.5g/kg,聚氨酯类胶粘剂和其他胶粘剂中不得检出甲醛;水基型胶粘剂对甲醛的限量:缩甲醛类、聚乙酸乙烯酯胶粘剂、橡胶类胶粘剂为小于等于1g/kg,聚氨酯类胶粘剂不得检出甲醛,其他胶粘剂为小于等于1g/kg。
4.《室内装饰装修材料木家具中有害物质限量》GB18584-2001室内使用的各类木家具限甲醛释放量为小于等于1.5mg/L。
世界各国对人造板的甲醛释放量均有严格的规定,木家具甲醛释放量的确定,主要参考了发达国家关于人造板甲醛释放的限量。
目录1 术语与定义 (1)2 产品规格 (1) (1)高密度板规格 (1)3 尺寸偏差 (2) (3) (3)4 等级划分 (3)中密度纤维板等级划分 (3)4.4高密度纤维板等级划分 (4)5 甲醛释放量 (4).甲醛等级划分 (4) (4)6 物理力学性能指标 (4)6.1中密度纤维板物理力学性能指标 (5) (5) (6)7 标记、包装、运输和贮存、标识 (7)8 生产工艺 (8) (8) (8) (8)9 知名品牌 (8)1 术语与定义中密度纤维板以木质纤维或其他植物纤维为原料,施加以脲醛树脂或其他合成树脂,在加热加压条件下,压制而成的一种板材。
通常厚度超过1.0mm,密度为450~880kg/ m3。
也可参加其他适宜的添加剂以改善板材特性。
1.11室内型板不具有短期经受水浸渍或高温度作用的中密度纤维板1.12防潮型板具有短期经受冷水浸渍或高湿度作用中的中密度纤维板,适合于室内厨房、卫生间等环境使用。
1.13室外型板具有经受气候条件的老化作用、水浸泡或在通风场所经受水蒸气的湿热作用的中密度纤维板。
以木质纤维或其他植物纤维为原料,施加以脲醛树脂或其他合成树脂,在加热加压条件下,压制而成的一种板材。
可参加其他适宜的添加剂以改进板材特性,能满足经饰面加工并制成地板的基材。
通常厚度超过5mm,密度在以上。
2产品规格2.1中密度纤维板规格长度为2440mm、2135mm、1830mm宽度为1220mm 、915mm厚度:1.5mm-30mm ;>30mm常见规格:1220mm*2440mm*(15mm、18mm)纤维板规格长度2440mm、2445mm、2450mm、2535mm、2800mm宽度1220mm 、1230mm、1240mm、1245mm、2070mm、2440mm厚度5mm-9mm常见规格1220mm*2440mm*(8mm、12mm)假设需方有特殊要求,由供需双方自行商定。
十项强制性标准中对甲醛限量规定及依据1.《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》GB18580-2001 中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板、定向刨花板的甲醛限量:可直接用于室内的,限小于等于9mg/100g;必须饰面处理后可允许用于室内的,限小于等于30mg/100g。
胶合板、装饰单板贴面胶合板、细木工板的甲醛限量:可直接用于室内的,限小于等于1.5mg/L;必须饰面处理后可允许用于室内的,限小于等于5.0mg/L。
可直接用于室内的饰面人造板(包括浸渍纸层压木质地板、实木复合地板、竹地板、浸渍胶膜纸饰面人造板等)的甲醛限量为小于等于0.12mg/m3或小于等于1.5mg/L。
该标准对甲醛的限量指标已与发达国家同类产品的规定处于同一水平,其中,中密度板和刨花板的甲醛释放限量及其检测方法与欧洲标准相当。
胶合板类产品的甲醛释放限量和检测方法则采用了日本农业标准的规定,而日本农业标准的规定在发达国家也是最严格的。
2.《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》GB18582-2001内墙涂料限游离甲醛小于等于0.1g/kg。
本标准对游离甲醛指标的确定,主要是以验证试验结果为依据,选取的是国内市场上19种合成树脂乳液内墙涂料(即乳胶漆),将游离甲醛的指标确定为0.1g/kg,样品的合格率为89.5%。
3.《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》GB18583-2001溶剂型胶粘剂对甲醛的限量:橡胶胶粘剂为0.5g/kg,聚氨酯类胶粘剂和其他胶粘剂中不得检出甲醛;水基型胶粘剂对甲醛的限量:缩甲醛类、聚乙酸乙烯酯胶粘剂、橡胶类胶粘剂为小于等于1g/kg,聚氨酯类胶粘剂不得检出甲醛,其他胶粘剂为小于等于1g/kg。
4.《室内装饰装修材料木家具中有害物质限量》GB18584-2001室内使用的各类木家具限甲醛释放量为小于等于1.5mg/L。
世界各国对人造板的甲醛释放量均有严格的规定,木家具甲醛释放量的确定,主要参考了发达国家关于人造板甲醛释放的限量。
四、含水率:6~10%.五、甲醛含量:用穿孔萃取法每100克绝干人造板甲醛释放量小于9mg/100gE1级标准.六、密度:大于0.72g/cm3.七、强度:表面结合强度大于;内结合强度大于;静曲强度大于20Mpa;握钉力:板边大于800N,板面大于1000N.八、检验规程1.对尺寸要求,每批抽样10%进行检验,合格率达到95%时视为合格,办理入库,不能达到95%时,再抽取10%重新检验,两次抽样合格率在达到95%时,视为整批合格,办理入库,否则视为整批货物不合格,整批退回.2.对吸水膨胀率,及含水率的检验视情况而定,在必要的时候随时检测.3.对于甲醛含量的测定以对方的检测报告为准,若有必要时可以送检机构进行检测.九、测量方法1.厚度:测量板边四边向内25MM的四角和板四边向内25MM外共八点的算数平均值.2.长宽:精确至1MM.3.对角线长度的测量:计两对角线之差,精确至1MM.4.翘曲度测量:测量弦高,精确至0.5MM.十、测量仪器1.千分尺 2.钢卷尺中密度纤维板质量标准一、中纤板品质缺陷与检测标准:1.分层/鼓泡:不允许有.2.边角缺损:厚度≤10MM时不允许有.3.油污:不允许有.4.炭化:不允许有.二、幅面规格及翘曲度要求:宽度:1220MM,915,偏差为±2.0MM.四、含水率:6-10%.五、甲醛含量:用穿孔萃取法每100克绝干人造板甲醛释放量小于18mg/100gE2级标准.六、密度:大于0.72g/cm3.七、强度:表面结合强度大于;内结合强度大于;静曲强度大于20Mpa;握钉力:板边大于800N,板面大于1000N.八、检验规程1.对尺寸要求,每批抽样10%进行检验,合格率达到95%时视为合格,办理入库,不能达到95%时,再抽取10%重新检验,两次抽样合格率在达到95%时,视为整批合格,办理入库,否则视为整批货物不合格,整批退回.2.对吸水膨胀率,及含水率的检验视情况而定,在必要的时候随时检测.3.对于甲醛含量的测定以对方的检测报告为准,若有必要时可以送检机构进行检测.九、测量方法1.厚度:测量板边四边向内25MM的四角和板四边向内25MM外共八点的算数平均值.2.长宽:精确至1MM.3.对角线长度的测量:计两对角线之差,精确至1MM.4.翘曲度测量:测量弦高,精确至0.5MM.十、测量仪器1.千分尺 2.钢卷尺质量控制就是要把生产控制在正常和稳定的状态下运行,以保证产品质量的稳定.在生产过程中,对产品进行多次抽样检验,并根据所取得的检验数据,对生产情况及时地作出分析判断并采取措施,使产品质量达到要求.质量控制分为成品质量控制和生产过程质量控制.成品质量控制1.、质量控制的影响因素和误差系统性因素和系统性误差影响产品质量的因素是多种多样的,如原料、设备条件.工人技术水平、外界气候条件等.如果这些因素发生变化,产品的质量也会发生不同程度的差异.由这类系统因素导致的质量差异叫系统误差.随机性因素和随机误差产品质量还受到随机因素的影响.随机因素往往瞬息多变,且种类繁多,是不可避免的偶然的因素.由随机性因素导致的质量差异为随机误差.在生产处于正常稳定状态时,产品质量只有随机误差,产品质量比较稳定,质量控制的目的就是要把生产控制在正常和稳定的状态下,如出现系统误差,可及时排除,恢复正常运行.2,、中密度纤维板质量的数字指标板的尺寸包括长度、宽度、厚度、两对角线长度及相应的偏差,以及边缘不直度.板的尺寸的稳定性如中密度纤维板的翘曲度、吸水吸湿后的厚度膨胀率和线性膨胀率.强度如静曲强度、内结合强度、弹性模量和握钉力正面和侧面.板的密度板间密度偏差和板内密度偏差.板的含水率.游离甲醛释放量.外观质量胶块、胶斑、油污、局部松软、水迹、边角缺损、分层、鼓泡、炭化、粗纤维、金属夹杂物、漏砂、粗砂痕、表面凹凸痕、倒角、波汶斑.3.影响中密度纤维板质量指标的分析静曲强度低可能的原因有:1.制品的密度低;2.闭合和加压速度慢;制品的密度梯度小,即断面密度分布不合理;3.胶粘剂施加量不够,分布不均匀,胶粘剂质量不佳,板坯含水率过高或偏低,造成胶粘剂固化不完全;4.纤维原料质量差或纤维分离度低;5.热压时间过长或不足.平面抗拉强度低其原因有:1.施胶量不足、胶粘剂质量不佳;2.加压速度过快或过慢;3.热压时间不足或过长;4.板坯内含水率过高或过低、温度低,胶粘剂没有完全固化;5.密度偏低或断面密度分布不合理;6.回收纤维比例太大;7.纤维质量差;8.板冷却不够;堆放温度过高;9.施胶不均.尺寸稳定性差与变形其原因有:1.成型时各层密度、厚度不成比例,相差大,上、下层分布不对称且含水率不均;2.表、芯密度梯度过大或太小;3.热压时上下热压板或同一块热压板温差大;4.板冷却不够即堆放,堆垛垫板支撑不当;5.薄板堆放无垫板;6.存放地空气湿度大;7.上、下表面砂光量不一,或上、下硬层厚度不同.握钉力低其原因有:1.密度太低;2.表芯层密度梯度太大;3.施胶量不足,施胶均匀性差.吸湿膨胀率大其原因有:1.施胶量不足或胶粘剂未充分固化;胶的质量问题;2.施蜡量低或分布不均匀;3.板密度低,纤维形态和质量差;4.胶粘剂的PH 值控制得不合适,影响胶料固化或纤维的自身缩合.。
人造板及其制品中有害物质检测人造板及其制品主要包括中高密度纤维板、刨花板、定向刨花板、胶合板、装饰单板贴面胶合板、细木工板、饰面人造板(包括浸渍纸层压木质地板、实木复合地板、竹地板、浸渍胶膜纸饰面人造板等)等,被广泛应用于家庭装修和公共装修工程中,由此类材料产生的甲醛污染比较突出。
国家质检总局要求,凡属人造板及其制品均应严格按照国家强制性标准《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》进行甲醛释放量有害物质的检测。
以下是三种不同方法测试甲醛释放量:一、干燥器法测定甲醛释放量1. 1 基本原理利用干燥器法测定甲醛释放量的基本原理是:在一定温度下,把已知表面积的试件放入干燥器,试件释放的甲醛被一定体积的水吸收,测定24h内水中的甲醛含量具体可分为下面两个步骤:第一步:收集甲醛——在干燥器底部放置盛有蒸馏水的结晶皿,在其上方固定的金属支架上放置试样,释放出的甲醛被蒸馏水吸收,作为试样溶液。
第二步:测定甲醛浓度——用分光光度计测定试样溶液的吸光度,由预先绘制的标准曲线求得甲醛的浓度。
1.2 仪器与试剂1.2.1 仪器(1)玻璃干燥器,直径240mm,容积为(11±2)L;(2)金属支架,如图1-1所示:图1-1 金属支架装置示意图(3)水槽,可保持温度(65±2)℃;(4)分光光度计,可在波长412nm处测量吸光度。
推荐使用光程为50mm的比色皿;(5)天平,感量0.01g;感量0.0001g;(6)玻璃器皿;500mL碘价瓶;单标线移液管(0.1 mL,2.0 mL,25 mL,50 mL,100 mL);50 mL棕色酸式滴定管;50 mL棕色碱式滴定管;量筒(10mm,50mm,100mm,250mm,500mm);表面皿(直径12cm~15cm);白色容量瓶(100 mL,1000 mL,2000 mL);1000 mL棕色容量瓶;带塞三角烧瓶(50 mL,100 mL);烧杯;1000 mL棕色细口瓶;滴瓶60mL;玻璃研钵直径(10cm~12cm)。
中、高密度纤维板甲醛释放量研究
一、板材中所释放出的甲醛主要来源于三个方面
1.胶粘剂在生产中由于摩尔比过高或生产工艺控制不当所残留的游离甲醛;
胶粘剂在生产中相同生产工艺摩尔比愈低游离甲醛愈低,但为保证板材的物理力学性能摩尔比通常控制的稍高一些。
因此,生产过程中树脂热压固化后含有一部分游离的甲醛,并在之后逐渐释放。
2.在热压过程中产生的游离甲醛;
2.1 木材粘接主要通过五个方面分别为:机械连接、吸附粘接、静电粘接、扩散粘接、化学键粘接。
胶粘剂与被粘体之间产生的结合力为以上五种粘接力综合作用的结果。
树脂的固化实际上是在酸性或高温条件下,树脂分子链通过其活性基因(羟甲基及氮原子的活泼氢)继续进行缩聚反应的结果。
在粘接(或者说固化)过程中,由于被粘接体――纤维的介入树脂羟甲基和亚甲基醚键产生分裂释放出甲醛。
2.2 板坯含水率的影响。
a. 从化学角度分析,在热压时板子内部较高的湿度会加速胶粘剂的水解,特别是温度较高的情况下更是如此,胶粘剂的水解产生了游离甲醛;
b. 从物理学角度分析,甲醛是溶于水的物质,板坯内的水分在热压过程中因经高温汽化排出,水
蒸汽在排出的同时带走了一部分游离的甲醛;
因此在生产过程中对纤维含水率的控制尤为重要。
3.木材本身所含有的游离甲醛。
二、影响中纤板甲醛释放量的因素
1.胶液配方及生产工艺;
2.生产中纤维含水率;
3.热压温度与时间对甲醛释放量的影响;
在生产过程中其它条件相同的情况下,热压温度愈高时间愈长甲醛释放量愈低;相反热压温度愈低时间愈短甲醛释放量愈高。
主要原因为,在热压过程中其它条件相同的情况下,温度愈高时间愈长板坯中的水分蒸发的愈多,随水分蒸发所释放出的甲醛愈多(按照物理学分析甲醛易溶于水中),则板材内部所遗留的游离甲醛愈少;反之,板材内游离甲醛增加。
4.板材厚度的影响;
一般适用于厚板生产的胶粘剂在生产薄板时甲醛释放量有可能会超标。
生产薄板时一般温度控制较低、热压时间较短,板材吸收的热量相对比较少,故此内部水分汽化不完全,残留在板坯内部的游离甲醛不能得到充分的释放,成品板内的游离甲醛数量便会增加。
三、在解决甲醛释放量时应注意的问题
1.胶粘剂的胶合性能随摩尔比的降低而降低。
所以,在采取降低摩尔比方法降低甲醛释放量时,需考虑到板材的物理力学性能;
在原胶生产中降低摩尔比与在调施胶过程中加入尿素所起到的作用是截然不同的,前者作用是在生产中降低了原胶中所含有的游离甲醛,后者作用是在树脂固化过程中捕捉板材内所释放出的游离甲醛。
在调施胶过程中添加尿素不但可捕捉板材在生产时所释放出的游离甲醛并且对板材的强度无明显影响,故此很多厂家选择在调施胶过程中添加尿素。
2.板坯含水率的影响。
板坯含水率过高在生产过程中会导致胶粘剂水解释放出游离甲醛、粘钢带、板材鼓泡、厚度难以控制等现象;含水率过低则会导致原胶内原有的游离甲醛不能充分地被汽化释放、表层胶液过早固化愈固化层加厚、表面发毛等现象。
3.不同厚度的板材应选用不同的胶粘剂。
一个低摩尔比的胶粘剂在生产薄板时性能较好,若生产厚板则对物理力学性能可能有负面影响。
另使用低摩尔比胶粘剂生产时含水率不能过高,因为低摩尔比的树脂水溶性一般都较差,过高的含水率会将胶粘剂水解。
四、结论
工艺控制板材甲醛释放量注意事项
降低原胶摩尔比降低物理力学性能
适量增加含水率降低注意粘钢带、鼓泡
增加热压温度、时间降低注意鼓泡、分层。