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建筑节能专业委员会

绿色环保型人造板材生产工艺分析

在建筑装饰装修工程中,板材是其中不可缺少的材料之一。但在装修的过程中,不少人造板存在质量问题,不仅对环境有害,也不利于人体健康。为解决装修材料污染问题,降低人造板材中的有害物质,应加强对绿色环保型人造板的研究,使用对人体无危害的材料和制作工艺,降低对环境的不良影响,实现健康环保的目的。相关生产人员应加大研发绿色生产工艺,提高人造板材的环保性能,保障用户的安全和健康。

人造板材及其特点

人造板材是以木材或非木材植物纤维材料为主要材料,经过一定的机械加工工序,施加(或不施加)胶黏剂,组坯胶合而成的板材或成型制品。不同的人造板材的使用材料和添加剂等不同,并且加压成型等工艺不同,使得人造板的种类和性质特点也有较大的不同之处。人造板材具有一定的优势,在相同材料条件下,人造板材能够制成面积更大的板材,并且整体结构性能较为良好,能够适应室内装饰装修、室外建筑施工需求,还可做各种功能性处理如防腐、阻燃、防水、隔音等,使其能够应用于更多的场所。

人造板材因其木材利用率高、物理性质稳定,生产原料来源广泛,使用效果好等优点,在家具领域得到广泛运用。人造板主要包括胶合板、纤维板及刨花板三大板种,主要应用于家具制造、装饰贴面板生产、木结构建筑用板材及车厢、船舶、包装箱、集装箱用板材制造等领域。2019年,我国人造板产量为3.0859亿立方米,同比增长3.2%,连续两年小幅回升,创历史新高。刨花板类产品产量同比增长9.1%,是推动中国人造板产量增长的主要因素。过去10年中国人造板产量年均增速接近10.3%,增速继续放缓。

2019年,我国人造板材消费量约2.9376亿立方米,比上年增长1.2%,创出历史新高,过去10年我国人造板材消费量年均增速接近10.6%,消费量平均增速高于产量增速。胶合板类产品和刨花板类产品消费量小幅增长,纤维板类产品消费量连续两年下滑。

经过多年的落后产能淘汰,转型升级,我国人造板材年产量相对平稳,行业逐步步入高质量发展阶段。但是,依旧存在产品结构不合理、同质化严重、产品附加值不高等问题。针对这些问题,要从源头阻止不良基材的生产,提高材料的利用效率,减少生产过程中的浪费,使人造板生产向健康化和绿色环保化发展。

人造板生产过程中应注意的问题

绿色环保型人造板材是一种新型的、利用先进技术生产的板材,其利用可再生的材料,如秸秆、竹子等植物作为主要材料,使用树脂等不含甲醛类或游离苯酚等物质制作胶黏剂,最后进行压板,形成相应形状的人造板材。绿色环保人造板材具有普通板材的优势,且其内部不含对人体和环境有害的物质,整体的生产标准更高,适用性更强,同时板材能够循环利用。新型绿色环保人造板材的性能更加健全,使用的范围更加广泛。

绿色环保人造板材在生产的过程中,应注意以下几点影响因素。

原材料的选择。为实现绿色环保,在选择人造板材使用材料的过程中,应尽量选择可再生、可降解,并在降解过程中不对环境产生不良影响的材料。目前我国的资源和环境的形势较为严峻,在此情况下,生产人造板材时,应减少浪费,使用可再生的材料。在使用植物材料的过程中,应避免材料发生霉变或受到污染,以免影响整体的质量或者对人体的健康产生不利影响。

胶黏剂的选用。在板材加工生产的过程中,需要使用胶黏剂,对板材进行黏合,使其具有较强的硬度和质量。如何解决使用普通胶黏剂生产的人造板及其制品的甲醛释放量,是人造板材生产企业面临最大的问题。所以生产绿色环保人造板应选用无醛胶黏剂或生物质基胶,在保证产品质量的同时从源头杜绝甲醛。

生产设备的调整。我国现如今较为先进的刨花板和纤维板都历经了多层压机热系统到连续压机热系统过渡,是人造板装备制作技术升级的结果。胶合板产业在绿色环保生产理念的影响下,自动化程度有所提高。未来在生产绿色环保型人造板材的过程中,调整生产工艺使其能够减少有害物质的挥发,生产设备也需随着不同原料及制备技术的选用,不断进行升级更新。

绿色环保型人造板材的类型

无胶人造板。无胶人造板的生产机理是不添加传统胶黏剂,经过特殊方法等使植物纤维发生活化反应,活化反应包含木素与碳水化合物发生的氧化、硝化反应等,反应过程中产生与胶粘剂及其类似的物质,在热压条件下可以胶合成板。无胶人造板具有无毒、防腐、保温等性能特点,因其不使用胶剂来进行黏合,进而能减少甲醛等有害物质的加入,使板材整体质量更加绿色环保。多年来,国内外研究无胶人造板的主要技术为化学试剂添加法和天然物质转化法。化学试剂添加法是采用化学助剂对植物纤维(蔗渣、稻草)等进行预处理,以提高表面活性,进而实现无胶胶合;天然物质转化法可以避免添加化学药剂造成二次污染,例如大豆须热磨后具有一定粘性并能与木材纤维有机结合,可制备无胶纤维板。目前无胶人造板还未形成规模化生产,但其具有不污染环境、降低生产成本、简化生产程序、提高人造板的使用性能等突出优点,符合人造板行业绿色发展理念。

木塑复合板材。木塑复合材料是以木本植物及其加工剩余物等可再生生物质资源为主要原料,配混一定比例的高分子聚合物基料及无机填料,加工成型的新型材料。用该种材料压制成型的人造板质量较为优异。一方面,木塑复合材料是可逆性循环利用的多用途材料,不会造成资源浪费及环境污染,具有良好的绿色环保性能。另一方面,木塑复合板材的质量和性能既具备塑料的耐腐蚀性又兼顾木材的加工可塑性,能够根据使用者的需求进行生产和加工,包括其颜色和形状等,并且具有较强的稳定性和硬度,整体的使用价值较高。

秸秆人造板。秸秆人造板是以全部秸秆或将木材和秸秆按一定比例混合为原料,经铺装、预压、热压制作而成的板材。具有轻质高强、保温隔热等性能,是一种环境友好型材料。目前采用异氰酸酯或改性脲醛树脂为胶黏剂,以稻、麦秸秆为原料制造绿色环保型人造板的技术已经成熟,产品性能达到国家标准,经过生产设备和工艺的不断研究和推广,该项技术已经实现产业化。秸秆人造板的开发利用不仅有效缓解了人造板行业对木材资源的依赖,以草代木,还可大幅增加秸秆的附加值,维护生态平衡。以辽宁盘锦的芦苇刨花板为例,项目生产以当地资源丰富的芦苇资源为原料,采用连续平压热压工艺生产零醛添加高档芦苇刨花板。芦苇刨花板由于物理力学性能优于普通刨花板,接近甚至超过胶合板,具有强度均匀、尺寸稳定性好的优点,未来随着人们消费水平的提高,在定制家居、包装、装饰装修等行业对芦苇刨花板的需求将增大。

我国人造板行业生产、消费和国际贸易量连年稳居世界首位,在全球人造板产销格局中具有重大影响力。面对复杂多变的国际贸易形势及国内社会主要矛盾变化带来的消费需求的转变,我国人造板产业必须深入贯彻新发展理念,落实高质量发展要求,以供给侧结构性改革为主线,着力深化绿色发展,坚持产品的优化创新,加快转型升级的步伐,实现由高速增长向高质量发展的转变。随着人造板产业的进一步发展,产品环保性能将得到消费者和生产商的愈发重视,绿色环保型人造板产品在环境敏感区域将得到规模化应用,产品比例将快速提升,绿色环保型人造板产品品种将进一步丰富,无醛胶黏剂在人造板产业中的使用量将不断提高,绿色发展是引领中国人造板产业的主要未来方向。