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律以及不同處理條件對板材甲醛釋放濃度的影響。結果表明，熱壓工藝、基材結構可能是影響甲醛釋放周期的關鍵因素，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，空氣交換率與板材甲醛釋放量呈負相關。

關鍵詞： 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，隨著全屋定制產業的迅猛發展，預計浸漬膠膜紙飾面人造板需求量將繼續穩步上升[2]，但是在有限的空間內，單位空間承載的飾面人造板的表面積過大時，其積蓄效應會導致室內空氣中甲醛含量超標[3]。有調查研究表明，

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

甲醛是評價木質材料和室內空氣質量重要環保指標。文獻記載的人造板中甲醛散發周期較長，一般為3～15 a[5]。浸漬膠膜紙飾面人造板雖經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規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定導致試驗誤差，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6塊試件（表1）。

1.2 儀器設備

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，設定箱內溫度（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定狀態（即連續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，以標準環境為對比，研究不同環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。具體條件設置如下：設定相對濕度為50%，改變溫度分別為（20、23、26、28） ℃;設定溫度為23 ℃，改變相對濕度分別為（40、50、60、80）%;設置溫度為23 ℃，相對濕度為50%，分別設置空氣置換率為（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8）次·h-1。

2 結果與分析

2.1 飾面人造板材甲醛含量釋放規律

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天左右出現甲醛釋放量小幅增加現象，隨后甲醛釋放量繼續降低直至14 d后達到穩定狀態。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天左右出現小幅波動后，甲醛濃度繼續緩慢下降，甲醛釋放量趨于穩定狀態時基本也保持在14 d。

基材結構、生產過程施膠量、施膠工藝的均勻性、浸漬膠膜紙質量、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，膠黏劑中未發生反應的游離甲醛以及被降解產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速率，從而實現降低甲醛釋放量[9]。

2.3 溫濕度對甲醛釋放量的影響

圖3為不同環境溫濕度對兩種飾面人造板甲醛釋放量的影響關系圖。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。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，產生甲醛速率增加，促使甲醛濃度增加[10];而環境中相對濕度增加，木材因吸濕導致含水率變大，板材中膠黏劑發生水解，加速甲醛釋放;另一方面，環境濕度增加，板材中孔隙結構發生改變，有利于板材內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

設定環境溫度為（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關系。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。可見，換氣次數愈大，使得室內新鮮空氣快速流通，從而有利于甲醛的擴散;但是在冬夏兩個季節，我國各個地區會采用空調或者地暖等方式保證房間的舒適感，頻繁的通風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境污染的影響[14]，按照JGJ/T436《住宅建筑室內裝修污染控制技術標準》[15]要求，綜合考慮建議換氣率設定在（0.5～1.0）次·h-1左右較好。

3 結論

（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構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。

（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。（4）空氣交換率與板材甲醛釋放量呈負相關，裝修完成后，可通過加大通風次數獲取良好的空氣質量。

參 考 文 獻

[1]呂斌，張玉萍.我國飾面人造板行業發展現狀與趨勢[J].中國人造板，2017，24（2）：1-3.

[2]周巖.中國浸漬膠膜紙飾面膠合板/細木工板市場前景分析[J].林產工業，2020，57（3）：1-4.

[3]伍艷梅，唐召群，王瑞.木質集成家居室內空氣甲醛濃度控制研究進展[J].木材工業，2019，33（6）：29-32.

[4]赫亮.木質材料對室內空氣品質影響的概述[J].遼寧林業科技，2021（1）：49-52.

[5]王維新.甲醛釋放與檢測[M].北京：化學工業出版社，2003.

[6]郭飛燕，甘美嬌，徐漫平，等.氣候箱法和干燥器法測定甲醛釋放量的比較分析[J].木材工業，2020，34（3）：37-39.

[7]尹江蘋.浸漬膠膜紙飾面人造板質量要求及影響因素[J].中國人造板，2017，24（2）：14-18.

[8]錢立民，楊寶堂，劉大偉.影響浸漬膠膜紙飾面刨花板質量的因素及主要缺陷分析[J].中國人造板，2013，20（7）：30-33.

[9]興豐，鹿振友，王丹丹，等.浸漬紙飾面和封邊對MDF甲醛釋放的阻隔效應[J].林產工業，2014，41（5）：21-26.

[10]趙秀，王宏棣.地采暖用木質地板甲醛釋放量檢測方法的對比[J].木材工業，2020，34（2）：14-18.

[11]楊葉，李立清，馬衛武，等.相對濕度、溫度對膠合板甲醛釋放的影響[J].中國環境科學，2016，32（2）：390-397.

[12]周連，陳曉東，陳宇煉，等.溫、濕度變化對木質人造板材甲醛釋放影響[J].中國公共衛生，2007（2）：172-173.

[13]孫智敏，孟博，王震宇，等.檢測條件對整體木制柜甲醛釋放量的影響[J].木材工業，2020，34（2）：34-37.

[14]錢明媛，張敏.換氣率對室內環境中甲醛測試結果的影響[J].上海計量測試，2014（5）：19-20.

[15]中華人民共和國住房和城鄉建設部.住宅建筑室內裝修污染控制技術標準：JGJ/T 436-2018[S].北京：中國建筑工業出版社，2018：9.

（責任編輯：鄭京津）