[01355023]超低VOCs释放人造板定制家具关键技术创新与应用

室内空气质量直接关系人体健康,挥发性有机物（VOCs）是室内环境中的典型污染物,可诱发白血病、肺癌等重大疾病;其主要来源为家具和装修材料（对室内VOCs浓度贡献约为40%）。木质家具是人民生活的必需品,2019年我国消费7814亿元板式家具,出口995亿美元板式家具。板式家具中主要的VOCs有甲醛、苯、甲苯、二甲苯、甲苯二异氰酸酯等,其中甲醛是最典型室内空气污染物。国外对家具VOCs释放的管控越发严格,2003年日本修订进口家具F☆☆☆☆标准,规定人造板甲醛释放量最大值不超过0.4 mg/L且平均值低于0.3 mg/L;2009年,美国在国际贸易中实施CARB认证制度,对进口家具的甲醛释放量进行规定（NAF等级ULEF豁免）：硬质胶合板（HWPW）必须小于0.04 ppm/m3,刨花板（PB）必须小于0.04 ppm/m3,中密度纤维板（MDF）必须小于0.04 ppm/m3。在国际贸易中,对我国家具及人造板产品形成了技术壁垒。 本课题来源于中央财政林业科技成果推广示范项目、国家自然科学基金、“十二五”国家科技支撑计划子课题和国家质量监督检验检疫总局项目,综合了胶合材料学、高分子化学、人造板制造学、复合材料学、木材物理学、木材化学、分析化学等多学科知识,针对超低VOCs含量胶粘剂难合成、超低VOCs释放人造板难制造、家具VOCs释放难控制、VOCs控制效果难评价等行业技术难题,通过糖共缩聚氨基树脂胶粘剂改性技术、氨基树脂胶粘剂连续生产技术、超低VOCs含量氨基树脂胶粘剂合成技术、无醛添加水性异氰酸酯胶粘剂制造技术,解决超低VOCs含量胶粘剂制造技术难题;创制超低VOCs释放MDF、胶合板、实木复合地板、超低VOCs释放防火椰壳纤维板制造技术,攻克超低VOCs释放人造板制造技术瓶颈;研发了人造板除味技术、促排技术、密闭技术、柔性封边技术等控制技术,制造了超低VOCs释放人造板定制家具;开发有害VOCs检测技术,创建了人造板定制家具气味分级评价体系,解决家具VOCs释放评价难的问题。本研究制备的人造板定制家具甲醛释放量为0.1 mg/L（干燥器法）,0.01 mg/m3（气候箱法）,物理力学性能中,静曲强度29.3 MPa,内结合强度0.45 MPa,表面胶合强度1.85 MPa,板面握螺钉力1209 N,板边握螺钉力869 N;家具主要尺寸、人造板件外观、家具五金件外观、木工要求、软硬质覆面理化性能、柜类强度和耐久性、柜类稳定性等符合GB/T 3324-2008要求。 其技术原理包括：（1）研究了氨基树脂胶粘剂的固化机理,创制了氨基树脂胶粘剂连续生产工艺;开创了糖共缩聚氨基树脂胶粘改性技术,突破了低醛氨基树脂胶粘剂难固化、强度低、稳定性差的技术难题,研制了超低VOCs含量氨基树脂胶粘剂;创新了异氰酸酯包埋技术,研制了用于人造板的水性复合异氰酸酯胶粘剂。（2）研制了超低VOCs含量氨基树脂胶粘剂生产MDF的装备,开发了制造技术,生产出超低VOCs释放MDF;改进了水性异氰酸酯胶粘剂MDF生产技术,攻克了胶耗量高、脱模难、镂铣性能差等技术难题;创新了椰壳纤维板制造工艺,研制了超低VOCs释放防火椰壳纤维板。（3）探明了人造板定制家具VOCs来源及释放规律,开发了空气中异氰酸酯检测技术,建立了人造板及其定制家具气味评价体系;研发了人造板及其家具的除味技术、促排技术、密闭技术,创制了人造板定制家具柔性封边控制系统,大幅降低了人造板定制家具产品VOCs释放量,攻克了国际贸易壁垒。其中,水性异氰酸酯胶粘剂制造技术、超低VOCs含量氨基树脂胶粘剂制造技术、超低VOCs释放MDF制造技术、超低VOCs释放防火椰壳纤维板制造技术和空气中异氰酸酯的荧光检测技术达到同类技术国际先进水平,糖共缩聚氨基树脂胶粘剂改性技术、氨基树脂胶粘剂连续生产技术和定制家具气味分级评价体系达到同类技术国际领先水平。 本课题创新的氨基树脂胶粘剂连续生产和改性技术、超低VOCs含量氨基树脂胶粘剂制造技术、无醛添加水性胶粘剂制造技术等,主要应用于胶粘剂制造领域;研发的超低VOCs释放MDF生产装备和工艺,以及超低VOCs释放胶合板、实木复合地板和防火椰壳纤维板制造技术,主要应用于人造板生产企业;开发的人造板定制家具VOCs控制技术、家具VOCs检测技术、家具气味分级评价体系,主要应用于板式家具、质量检测等领域。新技术和新产品在索菲亚家居股份有限公司、广东利而安化工集团有限公司、广西三威林产工业有限公司、司米厨柜有限公司（中法合资）、广东怡欣家居材料集团有限公司、广东始兴县华洲木业有限公司、东莞市贝辉装饰材料有限公司、深圳市松博宇科技股份有限公司、广东益利安消防材料有限公司等龙头企业进行应用和示范。近三年累计新增产值264.62亿元,累计新增利润33.06亿元;通过论文发表、标准制订和项目成果在企业示范推广等,将项目成果形成了社会公共资源,在行业形成大规模的辐射经济效益,引领了人造板定制家具行业的发展。 目前,仍存在如下问题：（1）本课题形成的多项技术推广力度不足,需要在政府助力下和龙头企业参与下将各项技术进一步推广,形成行业或国家标准,进一步规范和引领行业发展;（2）由于氨基树脂胶粘剂在生产及使用过程中仅含有甲醛,但不含苯类、异氰酸酯类等VOCs,且极具性价比优势,仍需进一步深入研究以期开发出零游离甲醛胶粘剂及其制品。