家具胶粘剂与环境保护.doc

家具胶粘剂与环境保护家具与人们日常生活及活动的室内空间环境相关是我们日常生活不可缺少的物品之一。由于现代家具生产工艺过程和生产家具所使用的木质材料发生了变化，所以目前很多家具的环保性能与家具生产工艺过程和家具制造所用材料的性能有关。通1基本情况我国家具生产在改革开放后的30年间得到超常规的发展.，978年中国家具工业总产值仅有10.8亿元，2007年全国家具工业总产值5400亿元.其中规模以上企业总产值2416亿元家具生产企业总数5万家以上，普遍为中小型企业。我国生产的家具品种从其所用原料分有:实木家具、实木与木质人造板结合的家具、人造板家具、钢家具、钢木家具、软体家具和塑料家具等。家具生产过程与家具的品种和所用材料有关.在家具生产过程中广泛使用了胶粘剂和胶接技术，因此.家具的环保性能就与胶粘剂和胶接技术相关.也与家具制造所用材料有关。在家具生产过程中使用胶粘剂和胶接技术的主要有:自制细木工板，部分企业使用服醛树脂胶粘剂(UF)单板胶合弯曲使用服醛树脂胶粘剂沙发生产用泡沫胶(如立时得)贴面一般用白胶(聚醋酸乙烯醋乳液胶粘剂，尸VAc)也有使用聚醋酸乙烯醋一腮醛树脂共混胶粘剂贴合聚氯乙烯薄膜多使用丙烯酸乳液或丙烯酸改性的多元共聚乳液胶粘剂;拼板使用水性高分子异氰酸醋胶粘剂(A叫、改性白胶(醋酸乙烯与丙烯酸及丙烯酸醋多元共聚乳液)，有些企业使用A日胶(其A组分是相当于固化剂而像酸性的聚醋酸乙烯醋乳液.B组分为改性服醛树脂胶粘剂):樵结合多使用白胶家具封边主要使用热熔胶(乙烯一醋酸乙烯共聚物EVA);异种材料胶接常用聚氨醋乳液胶粘剂;对于金属饰物与高档硬木胶接常用环氧树脂胶粘剂。家具生产所使用的木质材料随着木材资源结构的改变，已经发生了巨大改变。传统家具生产主要使用天然实体木材由于世界性天然林木材资源的日益减少，目前除极少量使用天然实体木材外.绝大部分家具用材为复合木质材料(包括各类人造板)、集成材(主要是集成板材)所代替。因此.家具生产所选用的木制复合材料和胶接集成材的环保性能，直接影响着家具产品的环保性能。1.1国内家具、木制品胶粘剂现状在家具生产过程中使用的胶粘剂首先应能满足家具生产工艺要求:其次是家具对胶接材料的结构力学性能要求;再者是成本问题在满足胶接性能和工艺要求，和其他胶粘剂一样可用拉力机测试其力学性能。的前提下.人们普遍关心成本问题;最后是环保性能。目前胶粘剂的环保性能，已经成为家具生产选择胶粘剂首要必须考虑的重要问题。在室内环境中应用的家具通常对其耐环境老化性能要求并不高。只有少数采用胶接木材(各类集成材)生产出口家具家具在远洋运输过程中经受赤道等高温和风雨及海水侵蚀对胶接木材所用胶粘剂要求其具有耐高温、高湿环境的老化性能。因此，家具生产过程和所选用材料.广泛使用二类胶钻剂(亦即室内型胶钻剂)，这类胶粘剂主要有聚醋酸乙醋乳液(通称白胶)胶粘剂、腮醛树脂胶粘剂(热压与冷压型)、眠醛树脂一聚醋酸乙烯醋共混型胶钻剂、热熔胶(除EvA以外，近年湿固化热熔胶也有应用)、溶剂型胶粘剂(主题为氯丁橡胶和弹性体)。家具生产使用的高性能结构型胶粘剂有:水性高分子异氰酸醋胶粘剂(双组分型拼板胶)、快速胶接型AB胶(亦称蜜月胶主剂为改性腮醛树脂和聚醋酸乙烯醋)、高性能乳液胶(改性聚醋酸乙烯醋或多元共聚树脂)、湿固化热熔胶等。家具生产使用的胶粘剂与腮醛树脂相关的品种.其中游离甲醛含量是重要的环保指标。作为商品胶粘剂国家强制标准室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量GB18583一2001规定水基型胶粘剂中有害物质限量值游离甲醛(g/kg)(1(即胶中游离甲醛含量簇0.1%)。家具生产中使用的冷压型腮醛树脂胶粘剂通常达不到这一指标要求;热压胶合型的腮醛树脂，通常小型胶厂的产品也很难达到这一指标要求，如果用量大会造成家具产品游离甲醛释放量超标。家具生产广泛使用的白胶其主流产品是聚醋酸乙烯醋乳液存在的主要环保性能是游离醋酸乙烯醋(亦称乙酸乙烯醋)单体含量问题。醋酸乙烯醋蒸汽有毒对中枢神精系统有伤害作用同时刺激粘膜并引起流泪.国外对其含量限制较严，国内还没做特别限制，在室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量GB18583一2001中仅规定总挥发性有机物(g/L)5o。这类胶粘剂用量大产品质量相差也比较大存在的主要问题是固体含量偏低，好的乳白胶的固体含量应在40%以上，多数产品达不到这一指标;另外.市场上叫做白乳胶的品种很多.质量和价格相差也比较悬殊，一类是淀粉及聚乙烯醇缩甲醛改性的白乳胶还有采用增稠剂和各类增量剂用其代替聚醋酸乙烯醋的白乳胶。对于使用聚乙烯醇缩甲醛改性的白乳胶应注意甲醛含量问题对于淀粉改性的白乳胶应注意防霉问题对于低固体含量的白乳胶应注意其胶接性能等问题。家具生产所用溶剂型胶粘剂其主要胶接成份是氯丁橡胶和弹性体，这类胶粘剂的环保问题是溶剂污染问题。室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量GB18583一2001强制性标准规定了溶剂型胶钻剂中有害物质限量值:橡胶胶粘剂游离甲醛(g/kg)镇0.5;聚氨醋类胶钻剂苯/(g/kg)(5甲苯+二甲苯/(g/kg)(200，甲苯二异氰酸醋/(g/kg)镇10.总挥发性有机物(/g/L)(750。热熔胶、高性能乳液胶、水性高分子异氰酸醋胶粘剂都属于环保型胶钻剂，一般不存在甲醛、苯酚等有机物污染问题。重金属有害物不是木材胶粘剂的主要问题.极少数胶粘剂的固化剂涉及卤素(如服醛树脂的叹化剂氯化铁)。1.2家具用材所涉及的胶粘剂问题家具生产所用木制复合材料和胶接木材都与胶粘剂有关。进入21世纪后，我国的木材加工业也得到超常规的快速发展林产工业产业在国民经济中发挥着重要的作用。人造板是重要的木材加工产品人造板主要是由木质和非木质被胶接单元利用胶粘剂胶接形成的一种人造板材.人造板品种包括胶合板、纤维板、刨花板、细木工板等.主要用于家具制造和室内装修同时作为车船制造、建筑模板、集装箱底板、胶接木材等结构类用材，现在的实木家具普遍利用胶接木材(集成方材和板材)代替天然实体木材。我国人造板产品绝大部分应用于家具制造和室内装修上因此各类室内型人造板制造所用胶粘剂主要为腮醛树脂UF)胶粘剂。近年来由于防潮和防水板材需求量的增加三聚氰胺/尿素共缩合树脂(MUF).酚醛树脂(PF)和水性高分子异氰酸醋树脂(API或称EPI)胶粘剂的用量在不断提高。人造板表面加工，浸渍纸主要使用三聚氰胺树脂(MF)胶粘剂也使用一定量的服醛树脂胶粘剂而薄木贴面多用服醛树脂一聚醋酸乙醋复合胶粘剂。关于木材胶粘剂的开发研究与应用.从可提供的胶粘剂合成技术及应用技术角度来讲，我国研究与开发的胶粘剂完全可以满足生产环保人造板产品生产的需求.但由于种种原因.环保型木材胶粘剂的应用还不够广泛。目前，我国关于人造板产品的甲醛释放量有两个等级。E1级:按穿孔比色法要求板材的甲醛释放量A级簇gmg/1009板按干燥器法(胶合板)要求板材的甲醛释放量smg/L。E2级:按穿子L比色法要求板材的甲醛释放量gmg/1。g簇日级(3Omg/1009按干燥器法(胶合板)要求板材的甲醛释放量镇1.smg/L。对于胶合板还提出印级，按干燥器法要求板材的甲醛释放量(0.smg/L。通常使用E1级板材制造家具.完全可以达到环保要求。问题出在E2级板材上E2板材用于室内环境必须对其进行贴面和封边处理，不能使其素材直接暴露在室内环境中，否则必然引起甲醛释放量超标。我国家具生产使用E2级板材的偏多虽经贴面和封边处理但是在家具装配时开了很多孔，用于安装连接件、拉手、锁具等，这些部位的素材直接与空气接触是导致家具产品游离甲醛释放量超标的主要原因。另外，使用E2级或E1人造板制造家具时.在贴面装饰环节若使用甲醛含量超标的胶粘剂，也会导致家具产品的游离甲醛释放量超标。这是使用人造板类木质材料制造家具，因胶粘剂导致环境污染的重要原因之一应给予足够重视。1.3国外关于胶粘剂及其制品的环保性能要求环境问题是世人普遍关注的问题特别是室内环境污染问题更是人们热议的话题。世界各国普遍高度关注室内环境.对影响室内环境的装饰装修材料、家具、地板等的游离甲醛释放量都提出了相当严格的要求。1)美国关于甲醛释放限量标准测试方法:大型气候箱法(AS下ME1333)、小型气候箱法(ASTMD6007)、干燥法(ASTMD5582)。美国住宅和城市发展部(HUD)对于用于预制房内的产品有强制性规定:游离甲醛释放量0.3即m(刨花板)和o.Zppm(胶合板)。行业志愿标准(AN引AZos):游离甲醛释放量0.3PPm。GP公司产品:游离甲醛释放量0.3%。甲醛捕捉剂可以暂时解决使用高甲醛含量胶粘剂的甲醛释放量超标问题但绝大部分甲醛捕捉剂存在甲醛释放量反弹问题，若直接加到胶液中有时还会影响胶粘剂的固化和胶接性能，不能从根本上解决甲醛释放问题。家具生产使用木质复合材料及胶接木材时材料环保性能的选择是影响家具制品游离甲醛释放量是否超标的关键问题。使用水性高分子异氰酸醋胶粘剂制造的胶接木材(集成方材和集成板材)是环保材料不存在甲醛等有机挥发物污染问题。采用高性能乳液胶粘剂制造的胶接木材也属于环保材料。对于各类人造板板材.不管是否贴面封边.都应当首选E1级板材。在使用E2级板材时.必须考虑彻底封闭问题即对部件进行贴面封边后在装配环节所开的槽、孔、锁眼、连接件等部位必须考虑再封闭处理问题否则这类家具很难达到环保指标要求!对于E1级板材，在进行贴面加工时，必须高度重视因贴面选择胶种不当所造成的二次污染问题。在采用低压短周期三聚氰胺浸溃纸贴面时，还需注意浸溃纸本身游离甲醛释放量超标问题。尤其是在家具生产过程中对材料进行再胶接时对胶粘剂环保性能的选择应给予足够重视。木质纤维原料本身是可再生的绿色原料.但必须严格把握家具和木材制品生产过程中的胶粘剂环保性能和木质复合材料及胶接木材环保性能的选择关，以最终克服家具生产因胶剂使用不当和选材不当破坏绿色环保性能。3应对措施家具生产中胶粘剂的选用是控制家具产品环保性能的重要环节。在能够满足胶接工艺要求和胶接性能要求的前提下，应尽量选用非甲醛类胶粘剂在确实需要选用甲醛类胶粘剂特别是腮醛树脂或含有服醛树脂组分的胶粘剂时，应选用低甲醛含量的低毒性腮醛树脂(胶中游离甲醛含量(0.1%):对于实木胶接，因胶层少4发展趋势木材加工用胶粘剂总的发展趋势是降低毒性.向环保型发展提高性能满足不同胶接对象、生产工艺要求;通过不同改性途径降低成本。1)服醛树脂胶粘剂(UF)UF胶粘剂主要是向低甲醛释放发展。不同板种，由于其工艺要求不同，达到的甲醛释放量也不同。如牛产以杨木单板为芯板的胶合板.对胶粘剂的预压性能要求极高检测板的胶合强度要求是湿强度.因此对uF树脂的性能要求较高.降低甲醛释放量的难度也最大。刨花板用UF树脂，因其检测的是干强度，绝大部分生产企业可以稳定生产E2级刨花板不少企业可稳定生产出E1级刨花板。中密度纤维板(MOF)虽然也是检测干强度但由于其所用UF树脂不脱水(胶中游离甲醛含量高)再加上用胶量略高于刨花板.因此相同的F/U摩尔比的UF树脂生产刨花板能够达到E2级而生产MOF时却达不到E2级。另外，由于我国生产MOF和日OF板普遍采用先施胶后干燥工艺，致使板的施胶量高、胶粘剂在干燥和热压过程预固化严重使板材砂光量增大，这些对胶粘剂也提出特殊要求。今后，应加强UF树脂胶粘剂对不同板种适应性的深度开发与应用工作。2)酚醛树脂胶粘剂(PF)PF胶粘剂主要向低游离酚、低游离甲醛、低碱含量方面发展。在工艺性能上主要是向中温快速固化，缩短热压时间提高热压效率，减少压缩率及适用于较高含水率原料的胶接。但目前国内PF树脂胶钻剂用量与国外相比相对较少再者对游离酚含量及其毒性问题不重视.许多企业使用的PF树脂还是20世纪50一60年代的配方.普遍不重视调胶和添加剂的使用问题。应该重视新型PF树脂胶钻剂的推广应用，以及调配胶技术的使用。3)聚醋酸乙烯醋乳液胶粘剂(尸VAc)聚醋酸乙烯醋(尸VAc)乳液胶粘剂的发展方向是改进其抗冻性和低温成膜性能提高耐水性。目前，高性能乳液如人造板覆膜、地板胶接、异种材料胶接用乳液胶粘剂多为进口产品.应该加强自主开发高性能乳液胶粘剂力度。4)异氰酸醋类胶粘剂异氰酸醋类胶粘剂应在发挥其无甲醛释放和优良的胶接性能方面拓宽应用领域，因其成本高故应重点考虑在高附加值和特殊用途产品上使用。p一MDI目前主要用在麦秸和稻草板等生产.也有采用改性玉米淀粉一异氰酸醋胶粘剂制造印级细木工板但尸一MOI价格高，对于室内级人造板缺乏价格竞争力.应在结构材的产品上开拓市场。目前国内一般直接使用尸一MDI对改性尸一MDI胶粘剂还未引起重视，如可乳化异氰酸醋胶粘剂、高API固化剂等。木材湿胶接、湿固化异氰酸醋热熔胶剂具有潜在的市场应着力发挥其环保、耐水及胶接久性方面的特殊性能。对于我国人造板生产来说，无论从提高人造板产品质量、改进其胶接性能、拓展产品种类，还是降低游离甲醛释放量都应该大力推广和使用尿素一三聚氰胺共共缩合树脂MUF树脂胶粘剂。面对未来资源和环境问题，应该加强对利用生物质原料转化制造木材工业用新型环保胶粘剂开发研究工作，并推进木材自身制造胶粘剂的研究.如利用苯酚和硫酸将木质原料液化制造木材胶粘剂等。还应该将以