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人造板行业面临洗牌!“无醛”技术是救命稻草?

人造板行业面临洗牌!“无醛”技术是救命稻草? Ryansun莱恩环境科技
2021-03-08
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导读:2018年5月1日起,《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》标准是我国人造板及其制品行业关于甲醛释放限量的唯一强制性国家标准。修订后的国家标准提高了甲醛释放量限量要求,统一甲醛释放量限量值为

    2018年5月1日起,《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》标准是我国人造板及其制品行业关于甲醛释放限量的唯一强制性国家标准。修订后的国家标准提高了甲醛释放量限量要求,统一甲醛释放量限量值为0.124mg/m³,限量标志为E1,取消了原来的E2级别。对于人造板及其制品行业而言,此次国家标准修订带来的影响不亚于地震,整个行业在行政强制力驱动下面临着一场“环保洗牌”。

    新国标直指家具环保安全问题,而这一问题归根到底是“甲醛污染问题”。甲醛对人体危害严重,潜伏期长,被称为“室内污染第一杀手”。家具中的甲醛主要来自人造板中的粘合剂,目前市场上的板式或定制家具涉及使用粘合剂的主要包括刨花板、胶合板和纤维板等人造板材。

 何为人造板?


    根据GB/T18259-2009《人造板及其表面装饰术语》说明,人造板是指以木材或非木材植物纤维原料加工成刨花(或碎料),施加胶粘剂(和其他添加剂),组坯成型并经热压而成的一类人造板材。我们生活所用的家具、厨具、工艺品以及与生活场所息息相关的地板、建筑装饰、包装材料等都是由人造板制作或组成的。利用人造板制造家具除节约木材外,还能减少刨平、刨光、拼缝、涂漆等操作时间

    因为人造板的这些优点,我国人造板行业发展迅速,21世纪以来,我国人造板年均增长率超过20%, 2016年我国人造板产量高达30042.2万立方米,同比增长4.8%,其中胶合板、 纤维板和刨花板占人造板总产量90%,其他表面装饰板,共占10%。

    胶合板是由单板构成的多层材料,通常按相邻层单板的纹理方向大致垂直组坯胶合而成的板材;纤维板是指将木材或其他植物纤维原料分离成纤维,利用纤维之间的交织及其自身固有的粘结物质,或者施加胶粘剂,在加热和(或)加压条件下,制成的厚度1.5mm或以上的板材。

图片来源于网络

    从上图可知,三种板材在不同性能方面各有自身的优劣势,但是都有一个共同点,那就是都需要添加胶粘剂,这正是人造板甲醛的根源所在,也是整个人造板行业的软肋。
    虽然人造板市场前景巨大,但随着消费者安全与环保意识的提高,以及国家供给侧改革对环境保护要求的增强,甲醛污染问题已经是整个人造板行业必须要去解决的问题。2001年,原国家质检总局、国家标准化管理委员会发布了我国第一项关于室内装修甲醛释放限量的国家强制标准,即GB18580—2001《室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量》,其第一次规定了E1、E2两个等级的限制标志,开创了我国在人造板甲醛释放量规定方面的先河。
    而2018年“五一”正式开始实施的《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》(GB18580-2017),是甲醛释放限量标准自2001年发布以来的首次修订。
    这一严苛的标准对于中小型的板材生产企业来说,无异于一道难以逾越的鸿沟。这也意味着,在新标准实施后,必然会加速人造板行业洗牌,一大批技术力量薄弱的中小型生产企业将会从市场中消失。
    不过,即使是我国最严格的人造板安全标准,与欧美和日本等发达国家的标准还存在着相当大差距。在国际大环境的影响下我国人造板安全标准未来的修订或将趋于更为严格。

    以美国为例,其CARB标准被认为是复合木制品甲醛释放量的最严格标准之一。该法规规定的甲醛释放量:硬质胶合板(hwpw)必须小于0.05ppm/m3、刨花板(pb)必须小于0.09ppm/m3、中密度纤维板(mdf)必须小于0.11ppm/m3。再看看我们的邻国日本,它的F4星级优于欧标,甲醛释放量≤0.3mg/L。F4星不仅仅停留在板材层面,对于生产板材的工厂也有严格的要求。工厂必须拥有日本国土交通大臣签署的F4星环保标准的工厂认证书以及日本JIS标准检测的检测报告

  无醛人造板,任重道远!


    其实国内一些有前瞻性的企业在八十年代末就已经开始向“无醛人造板技术”领域进行了探索。

    以“无醛人造板”的专利申请趋势(下图)为例,这一领域专利申请量的增加可以说是伴随着消费者对家居环境安全意识的提升而逐渐增加的。

图片来源于网路


     “无醛人造板”技术的发展大致分为两个阶段:

   (1)技术萌芽期(1989~2000年):20世纪90年代,由美国大豆协会推动的大豆蛋白基胶粘剂研究,使生物质胶粘剂领域成为新的研究热点。但此时国人对于居室环境安全的意识还相当薄弱,需求方面的缺位让“无醛人造板技术”一直处于摸索阶段,相关专利申请量也很少。
   (2)技术成长期(2001年至今):2001年,国家质检总局发布了我国第一项关于“室内装修甲醛释放限量”的国家强制标准,自此,“无醛人造板”技术才真正走进国人的视野。但由于基础研究薄弱,直到2006年,脲醛树脂固化技术、甲醛清除剂、大豆蛋白基胶粘剂的研发才真正得到市场的关注。
    无胶生产工艺改进、甲醛清除等领域是行业研究热点。为了验证这种推断,我们需要深入分析无醛人造板生产工艺的申请量。


图片来源于网络


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    目前生产无醛人造板的技术有很多种,常见的有:使用无醛胶,采用甲醛清除剂,改进生产工艺少添加胶、甚至不添加胶等,经过分析总结,形成了不同无醛人造板生产工艺专利申请的气泡图。

    分析上图发现,大量专利主要集中在纤维板、刨花板、胶合板及复合板的混合、干燥、热压等技术,特别注重防火、防水、保温等性能的研发。然而在无醛人造板的生产流程中,甲醛的主要来源在施胶环节,而施胶环节研究较少,业界普遍认为在于无醛胶的研发难度较大、突破限制因素困难。例如,目前生产上应用较多的二苯基甲烷二异氰酸树脂(MDI),不产生甲醛,但易与金属产生很大粘合力,而且MDI价格是普通脲醛树脂胶的4~5倍;
    另外无醛胶中研究较多的是大豆蛋白胶,这也是最早被市场化的一种无醛胶粘剂。作为一种生物基无醛胶粘剂,大豆蛋白胶以大豆粉、豆粕、大豆分离蛋白等为原料,以水为分散介质,加入其它助剂制成的胶粘剂,但在分离大豆蛋白的过程中仍然存在环境污染的问题。
    据国外相关资料显示,经过化学改性的大豆胶无论是耐沸水胶合强度,还是耐冷水胶合强度,均满足国标中对胶粘剂胶合强度的要求。然而,通过酚醛改性虽然能跨越式的提高大豆基胶粘剂的耐水胶合强度,但酚醛类产品毒性较大,仍然对人体健康存在安全风险。近年来,国内的不少企业都宣称自己的产品使用了大豆胶类的“零甲醛”生物粘合剂,但相关监管部门的调查结果却并非如此。
    以木地板为例,北京天津、河北等28省市的消协曾经联合中国室内装饰协会绿色家居环境技术工作委员会,依据国家标准GB18580-2001《室内装饰材料 人造板及其制品中甲醛释放量限值》对市场上采集的35个主流品牌开展了环保性能比较试验。结果显示,甲醛释放量达标率为97.14%,但没有一个地板不含甲醛。
    虽然从理论和技术层面讲,生物胶要达到完全没有甲醛是可以做到的,但各企业的研发能力不同,有的企业的确是在做研究,而更多的则可能为了提高宣传效果而混淆概念欺骗消费者。甲醛是增加胶合强度、附着力的材料。当前技术条件下,复合地板的密度、吸水膨胀率的技术指标需要使用甲醛才能保证质量稳定。采用无醛粘合剂的地板产品首先成本更高,其次离开甲醛以后,地板的综合性能难以稳定,未必能够达到人造板的国家标准要求。
    再进一步深入分析胶合板、纤维板和刨花板三种不同人造板的发展状况:

 人造板专利申请趋势图

    由于从提出专利申请到公开,需要一定时间,所以近几年的数据只能作为参考。从申请量趋势来看,主要人造板专利申请总体趋势处于上升状态。
    从相关专利的申请量趋势图中不难发现,人造板生产的新技术呈爆发式增长,这与消费者对板材环保性能的高要求密不可分。
    市场的需求、消费者的关注极大的推动了相关技术的研发速度,改进脲醛胶的配比、研制开发新型环保胶粘剂等,市场上急需出现能够同时满足大规模生产、工艺成熟,以及低成本产业化需求的无醛粘结剂技术。

无醛人造板,源头质控能否做到?


    无醛人造板及其制品行业市场潜力巨大,无醛胶黏剂与人造板材的结合是大势所趋,在环保无醛级板材生产领域,莱恩环境以多项成熟的净醛技术及产品服务于家居建材市场的上下游领域,莱恩环境将持续发挥技术引领作用,加速无醛级人造板产业的升级创新,推动家装建材行业实现绿色可持续发展,为广大消费者带来无毒家装新体验。

    对于人造板材的污染源胶粘剂来说,虽然国内外申报了一系列无甲醛胶粘剂专利,发表了相当数量的研究性论文,但关注的重点仅仅在于“胶合强度”和“环保指标”两个方面,而忽略了胶粘剂的“适用性”和“实用性”这两个同样重要的指标,由此导致的结果是这些无醛胶粘剂均无法达到人造板工业规模化生产的要求。因此,德国莱恩自主研发了净醛级胶粘剂制备方法,研发了与其相适应的涂胶、组坯、胶合、后处理等整套人造板生产规模化工艺技术,开发了无醛级、高性能的木质人造板产品,从根本上解决室内环境甲醛污染难题,在无醛级人造板领域应用前景广阔,达到了国际同类技术领先水平。
  所制得的人造板产品物理力学性能完全达到GB/T9846-2015,GB17657-2013, GB18580-2001国家标准。其中,板材甲醛释放量为0.015 mg/L,符合E0级(≤0.5 mg/L)胶合板甲醛释放限量标准要求;耐沸水剪切强度为:1.59MPa,达到了I类胶合板的标准。此项技术对于提高装饰装修材料环保等级,改善人居环境质量具有积极的推动作用。



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莱恩环境科技(青岛)有限公司是由中国商务部批准,德国莱恩集团在中国设立的全资子公司,公司致力于全球无毒家居建材的研发、生产和销售。全面赋能装修产业链;质控技术引领绿色装修潮流。莱恩净醛,为人类健康创造价值!
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