環(huán)保阻燃板的開(kāi)發(fā)

摘要為了改善人造板的阻燃性能及降低人造板游離甲醛釋放量,在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，歷經(jīng)兩年的消化、吸收、 創(chuàng)新工作，開(kāi)發(fā)出一種集環(huán)保、阻燃、抑煙、膠粘于一體的環(huán)保型阻燃膠。實(shí)驗(yàn)室及福州人造板廠生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果表明， 這種膠粘劑符合中密度纖維板生產(chǎn)的要求,可生產(chǎn)出低游離甲醛釋放的阻燃中密度纖維板。初步的成本分析表明，與常 用阻燃劑相比,這種阻燃膠在價(jià)格上極具優(yōu)勢(shì)。

1我國(guó)人造板游離甲醛釋放量嚴(yán)重超標(biāo)問(wèn)題的嚴(yán)重 性及強(qiáng)制性治理標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)

我國(guó)政府和主管部門對(duì)上述問(wèn)題給予了阻燃足夠的重 視和密切關(guān)注。我國(guó)媒體和居民對(duì)此也有越來(lái)越多的 報(bào)道和投訴。最近溫家寶副總理又指示國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督 檢疫總局制定強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中《室內(nèi)裝飾裝修材據(jù)檢測(cè),使用我國(guó)現(xiàn)有非環(huán)保型建材裝飾裝修的 居室，多項(xiàng)超標(biāo)，其中居室內(nèi)游離甲醛濃度普遍達(dá) 0.240.35mg/m3,其來(lái)源主要是使用脲膠的各類人 造板。

2環(huán)保型阻燃膠的特點(diǎn)

為徹底解決我國(guó)人造板游離甲醛釋放量嚴(yán)重超標(biāo) 問(wèn)題,盡可能找到一條治本的辦法，國(guó)家林業(yè)局和科技 司多次指示要采取有效技術(shù)加緊徹底解決這個(gè)問(wèn)題。

順應(yīng)這種緊迫的形勢(shì)，我們?cè)谝M(jìn)國(guó)外無(wú)毒阻燃膠先 進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)了一年的努力，通過(guò)消化一吸收 一創(chuàng)新的一系列研究與開(kāi)發(fā)，使之從實(shí)驗(yàn)室的小試成 果轉(zhuǎn)化成應(yīng)用于我國(guó)MDF行業(yè)的環(huán)保型阻燃膠。這 是一種無(wú)色無(wú)嗅無(wú)毒的低粘度水基膠粘劑，具有良好 的阻燃性和抑煙性。集膠粘性、環(huán)保性、阻燃性和低成 環(huán)保阻燃膠的開(kāi)發(fā)——李光沛陸懋圣蔡靜蕊王旭任

本四大優(yōu)勢(shì)于一體。目前,北京林業(yè)大學(xué)正在大力促 進(jìn)和實(shí)施環(huán)保阻燃膠的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

環(huán)保型阻燃膠具有以下幾方面的特點(diǎn)：

(1)屬環(huán)保型產(chǎn)品。因構(gòu)成該產(chǎn)品的各組分均屬 無(wú)毒性化工原料,反應(yīng)過(guò)程中釋放物及反應(yīng)生成物無(wú) 毒,屬于無(wú)毒環(huán)保型阻燃膠。

(2)阻燃性好。據(jù)對(duì)用它處理過(guò)的易燃物進(jìn)行檢 測(cè),表明其阻燃性優(yōu)于市場(chǎng)上大多數(shù)種類的阻燃劑,譬 如聚磷酸系、有機(jī)磷酸系、溴系等。由于該阻燃膠分子 聚合度高、分散性好,與纖維能形成較牢固的結(jié)合,，

(3)抑煙性好。一般阻燃劑處理過(guò)的物品，在明 火熄滅后還會(huì)持續(xù)冒煙，煙氣中含有來(lái)自阻燃劑及物 品中的多種有毒氣體，往往造成火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)多數(shù)遇難者 窒息死亡。本產(chǎn)品抑煙性良好,用它處理過(guò)的材料,經(jīng) 檢測(cè)其煙密度等級(jí)SDR僅為24,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)GB/ T8627中規(guī)定的低于75的指標(biāo)。

(4)該阻燃膠與一般膠粘劑親和性好,無(wú)排異性， 能相輔相成。不同于一般阻燃劑與膠粘劑混用時(shí)明顯 降低膠合強(qiáng)度的情況。單純使用阻燃膠可制出環(huán)保阻 燃中密度纖維板,用它與低毒脲膠按一定比例搭配使 用會(huì)取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

(5)該阻燃膠無(wú)色透明、無(wú)異味,可依用途不同調(diào) 節(jié)成弱酸性、中性和弱堿性而仍保持原有功效，可制得 液劑型（固含量50%55%)和粉劑型產(chǎn)品。

(6)制造成本低。It固含量50% ~55%的阻燃 膠制造成本：化工原料為1 300元，制造成本為800 元,合計(jì)2 100元/t。

(7)通過(guò)改造后的脲膠反應(yīng)釜即可制取阻燃膠， 不必另添設(shè)備。MDF生產(chǎn)設(shè)備不須改造,工藝參數(shù)無(wú) 強(qiáng)張建 ? 25 ?

大調(diào)整。

(8)該阻燃膠在熱壓過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生出有捕捉與 之共用脲膠釋放出游離甲醛功能的反應(yīng)副產(chǎn)物，省去 熏氨工藝，降低生產(chǎn)成本。

該阻燃膠由6種無(wú)毒成分組成，主要組分是尿素 和磷酸，占原料重量的99.9%，另外由4種成分配置 成關(guān)鍵成分——催化劑，占原料重量的0.1%。催化 劑的功能在于促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)而又能控制反應(yīng)的進(jìn)程， 使反應(yīng)物性能達(dá)到我們的預(yù)期目標(biāo)。沒(méi)有催化劑的這 種特殊功效，反應(yīng)是無(wú)法進(jìn)行的，也得不到環(huán)保型阻燃 膠C

3對(duì)環(huán)保型阻燃膠的創(chuàng)新研究

我們引進(jìn)的是經(jīng)俄國(guó)專家13年研究的成果，俄國(guó) 把這種阻燃膠應(yīng)用于航天材料。在人造板上的應(yīng)用僅 完成壓制硬質(zhì)纖維板的實(shí)驗(yàn)室階段的工作。

在環(huán)保型阻燃膠實(shí)驗(yàn)站，我們對(duì)俄方技術(shù)文件做 了重大創(chuàng)新研究，主要是：

(1)制膠工藝規(guī)程的改進(jìn)，包括催化劑施加時(shí)間， 冷卻與升溫節(jié)拍，稀釋水施加時(shí)間等，防止了在制膠過(guò) 程中產(chǎn)生凝膠、沉淀問(wèn)題，還簡(jiǎn)化了制膠工藝，按引進(jìn) 技術(shù)制備的阻燃膠貯存期僅1個(gè)月，采用改進(jìn)后的工 藝制備的阻燃膠可貯存9個(gè)月而無(wú)沉淀析出。

(2)改變了俄方提出的熱壓參數(shù)，建立了接近我 國(guó)MDF企業(yè)現(xiàn)行熱壓工藝條件的熱壓曲線，制得合 格的MDF板。板面顏色淺，密度為0.60.8g/cm3， 無(wú)水潰、焦斑。熱壓溫度為170180t：，熱壓時(shí)間為 30~40s/mm 板厚。

上述創(chuàng)新研究為環(huán)保型阻燃膠在我國(guó)MDF企業(yè) 的應(yīng)用創(chuàng)造了前提條件。

4環(huán)保型阻燃膠在我國(guó)MDF生產(chǎn)中的應(yīng)用試驗(yàn)

2001年34月我們?cè)诟Ｖ萑嗽彀鍙S，與廠方科 研人員緊密合作，用我們自制的阻燃膠，在福州人造板 廠進(jìn)行了壓制MDF的首次嘗試。

4.1小試準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)方案為單獨(dú)使用環(huán)保型阻燃膠制板和用阻燃 膠與該廠現(xiàn)用的脲膠搭配使用制板。在選用熱壓工藝 參數(shù)時(shí)盡量結(jié)合工廠現(xiàn)行工藝參數(shù)，使企業(yè)便于接受 阻燃膠。

實(shí)驗(yàn)采用的施膠量為：?jiǎn)为?dú)使用阻燃膠15%;搭 配使用：阻燃膠10 %，脲膠5 % ；

實(shí)驗(yàn)采用的熱壓工藝參數(shù)為?.熱壓溫度170t：，單 位壓力 1.2~2.5MPa。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單獨(dú)使用阻燃膠制得的MDF阻 燃性可達(dá)B1級(jí)(難燃），游離甲醛釋放量1 -4mg/100g 板(這部分游離甲醛不是來(lái)自阻燃膠，而是來(lái)自木材原 料）。內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)0.661.2MPa，大大超過(guò)我國(guó) 用國(guó)標(biāo)規(guī)定的0.5MPa指標(biāo)，靜曲強(qiáng)度可達(dá)30MPa以 上。阻燃膠與脲膠混用，搭配比例應(yīng)從阻燃、環(huán)保、力 學(xué)性能幾方面綜合考慮。阻燃膠在熱壓時(shí)產(chǎn)生一些氨 氣，這對(duì)與脲膠混用時(shí)降低游離甲醛釋放十分有利。 福州人造板廠目前有一套熏氨設(shè)備用來(lái)處理MDF以 降低游離甲醛釋放量。使用阻燃膠后可省去熏氨工 藝，降低生產(chǎn)成本。

4.2生產(chǎn)性試驗(yàn)

在小試基礎(chǔ)上，進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗(yàn).

(1)制膠生產(chǎn)性試驗(yàn)制膠生產(chǎn)試驗(yàn)利用原制膠 反應(yīng)釜進(jìn)行。因制膠反應(yīng)釜技術(shù)性能不適應(yīng)制備阻燃 膠且原工藝投放催化劑時(shí)機(jī)不當(dāng)，造成短時(shí)間內(nèi)劇烈 放熱，又無(wú)法及時(shí)降溫，因而反應(yīng)失控反應(yīng)物大量噴 泄。經(jīng)我們對(duì)俄方提供的技術(shù)文件進(jìn)行了認(rèn)真的改進(jìn) 后，有效防止了前述問(wèn)題，批量生產(chǎn)阻燃膠5.6t,-,因 設(shè)備性能所限試驗(yàn)生產(chǎn)的阻燃膠質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)室制出的 阻燃膠相比還有些不足c

根據(jù)生產(chǎn)性試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為要利用原有反 應(yīng)釜生產(chǎn)阻燃膠，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，包括增設(shè):① 快速有效的水冷卻系統(tǒng);②快速卸料閥（加催化劑用）； ③排氨系統(tǒng);④通向反應(yīng)釜內(nèi)的加水管(單向閥）；⑤方 便安全的取樣裝置，測(cè)pH值等。

(2)制板生產(chǎn)試驗(yàn)利用制好的阻燃膠在一分廠 MDF車間進(jìn)行了制板壓制試驗(yàn)。按阻燃膠與脲膠以 12% : 3%混用方案壓制4' x 16'幅面MDF，熱壓工藝 條件是：熱壓溫度165170t：，單位壓力1.2 ~ 2.5MPa，熱壓時(shí)間30s/mm板厚。未出現(xiàn)散坯和粘板 現(xiàn)象。蘇州阻燃PC廠家

4.3產(chǎn)品性能

對(duì)生產(chǎn)試驗(yàn)所得的板樣進(jìn)行檢測(cè)，得到如下結(jié)果： ①環(huán)保性:游離甲醛釋放量4. 5mg/100g板，優(yōu)于 歐洲E1級(jí)中纖板（<9mg/100g板）的指標(biāo);②阻燃性 (B1級(jí)）：a.氧指數(shù)可達(dá)到50(國(guó)標(biāo)規(guī)定>48);b.燃燒 性能合格，且未見(jiàn)滴落物；c.煙密度24(國(guó)標(biāo)規(guī)定< 75);d.煙氣溫度峰值212t：(國(guó)標(biāo)規(guī)定<200t、）。③ 中纖板物理力學(xué)性能:a.密度0.7g/cm3(屬于70型中 纖板）；b.含水率8%;c.吸水厚度膨脹率(因試驗(yàn)未加 防水劑，故未測(cè)此項(xiàng)指標(biāo)）;d.靜曲強(qiáng)度合格，達(dá)80型一 級(jí)板指標(biāo)指數(shù);e.內(nèi)膠合強(qiáng)度部分合格，尚不穩(wěn)定。