CN103692536A - 一种清除人造板中甲醛的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清除人造板中甲醛的方法，该方法以成本低且对环境影响较小的有机酸或无机酸酸的水溶液为清除剂，将人造板在pH值为2～6的清除剂中浸泡处理后，再结合超声波空化效应，可以将人造板中的游离甲醛以及以羟甲基和不稳定亚甲基链形式存在的潜在甲醛彻底清除，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理。本发明操作简单、成本低、原料利用率高，而且不会影响人造板粘胶剂的作用，也不会影响板材的机械强度和物理化学性能。本发明在人造板使用前先除去其中的甲醛，避免了制成产品或家具后，再使用甲醛清除剂直接喷洒于产品或家具表面吸收捕获挥发出的游离甲醛这种被动预防，具有更广泛的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种人造板中甲醛的清除方法。
背景技术
甲醛能与蛋白质结合，形成甲醛-蛋白质复合物，使蛋白质变性，临床上出现眼睛刺痛、呼吸道严重刺激及头痛等症状。微量甲醛能与空气中氯化氢反应生成双氯甲基醚致癌物。高浓度甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害，并可引发白血病，是潜在强的致突变物之一。
人造板包括密度板、大芯板、胶合板等，密度板也称纤维板，是以木质纤维或其他植物纤维为原料，在水中浸泡后施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂，经热磨、铺装、热压而成的人造板材。板材中由于使用了脲醛树脂粘合剂，因而会释放出杂质气体甲醛。人造板释放的甲醛来源：（1）脲醛树脂合成中未参与反应的游离甲醛；（2）粘胶剂固化时释放的甲醛；（3）板材胶层受酸性湿气水解作用产生的甲醛，在脲醛树脂中，含有一定量的羟甲基和不稳定亚甲基链，缓慢地释放出甲醛。这也就是室内家具中的甲醛要完全释放需要近10年的原因。由此可见，甲醛是生成脲醛树脂之后残留的杂质，只要除去人造板粘胶剂中的杂质，就能有效抑制甲醛的挥发。
现有的净化甲醛的方法主要有：①室内通风；②植物吸附法，效果太慢，效果不明显；③物理吸附法，主要利用某些有吸附能力的物质吸附有害物质，达到消除室内污染的目的。常用高比表面的多孔材料如活性炭、分子筛做吸附剂。④光触媒法，常用的催化剂是TiO2，受到夜间无光的限制，使得实际条件下甲醛去除效率较低；⑤空气负离子技术，主要选用具有明显热效应的稀有矿物石为原料，加入到墙体材料中，与空气接触时，电离空气及空气中的水分，产生负离子，可发生极化，并向外放电，起到净化空气的作用；⑥化学法，是短期有效的方法，通过化学试剂如带有羟基、巯基或氨基基团的物质与甲醛发生亲核加成反应，达到去除空气中甲醛的目的，但反应所生成的物质本身具有一定的毒性，且生成物质以气溶胶颗粒的形式悬浮在空气中，吸入体内之后，对人体危害较大，且化学试剂本身不安全、成本高、只能一次使用，且可能会造成二次污染等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种操作简单、安全环保、成本小、除效率高的清除人造板中甲醛的方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：将人造板在pH值为2～6的酸性水溶液中先浸泡2～6小时，再超声处理2～4小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理2～3小时，取出晾干。
上述的酸性水溶液是无机酸或有机酸的水溶液，具体可以是盐酸、硫酸、碳酸、磷酸、硅酸、硝酸、亚硝酸、硼酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、水杨酸等酸的水溶液，优选盐酸、乙酸或硼酸的水溶液。
上述的酸性水溶液的pH值优选4～6，最佳为5。
本发明以成本低且对环境影响较小的酸性水溶液为清除剂，同时结合超声波空化效应，可以将人造板中的游离甲醛以及以羟甲基和不稳定亚甲基链形式存在的潜在甲醛彻底清除，该方法操作简单、成本低、原料利用率高，有效清除甲醛后，清除剂的pH值接近中性，可以作为水溶液配制清除剂循环使用，节约了水资源，避免了对环境的污染，而且不会影响人造板粘胶剂的作用，也不会影响板材的机械强度和物理化学性能。本发明在人造板使用前先除去其中的甲醛，避免了制成产品或家具后，再使用甲醛清除剂直接喷洒于产品或家具表面吸收捕获挥发出的游离甲醛这种被动预防，具有更广泛的市场前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
将人造板在pH值为5的盐酸水溶液中先浸泡3小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理2小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理2小时，取出晾干，采用乙酰丙酮分光光度法测定人造板中的甲醛浓度，结果显示甲醛浓度低于国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定。
实施例2
将人造板在pH值为5的乙酸水溶液中先浸泡3小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理2小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理2小时，取出晾干，采用乙酰丙酮分光光度法测定人造板中的甲醛浓度，结果显示甲醛浓度低于国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定。
实施例3
将人造板在pH值为5的硼酸水溶液中先浸泡3小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理2小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理2小时，取出晾干，采用乙酰丙酮分光光度法测定人造板中的甲醛浓度，结果显示甲醛浓度低于国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定。
实施例4
将人造板在pH值为2的硫酸水溶液中先浸泡6小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理4小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理2小时，取出晾干，采用乙酰丙酮分光光度法测定人造板中的甲醛浓度，结果显示甲醛浓度低于国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定。
实施例5
将人造板在pH值为3的柠檬酸水溶液中先浸泡6小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理2小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理3小时，取出晾干，采用乙酰丙酮分光光度法测定人造板中的甲醛浓度，结果显示甲醛浓度低于国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定。
实施例6
将人造板在pH值为4的甲酸水溶液中先浸泡5小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理3小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理3小时，取出晾干，采用乙酰丙酮分光光度法测定人造板中的甲醛浓度，结果显示甲醛浓度低于国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定。
实施例7
将人造板在pH值为5的硅酸水溶液中先浸泡3小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理3小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理3小时，取出晾干，采用乙酰丙酮分光光度法测定人造板中的甲醛浓度，结果显示甲醛浓度低于国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定。
实施例8
将人造板在pH值为6的亚硝酸水溶液中先浸泡2小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理2小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理2小时，取出晾干，采用乙酰丙酮分光光度法测定人造板中的甲醛浓度，结果显示甲醛浓度低于国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定。
实施例9
将人造板在pH值为5的苹果酸水溶液中先浸泡2小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理2小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理2小时，取出晾干，采用乙酰丙酮分光光度法测定人造板中的甲醛浓度，结果显示甲醛浓度低于国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定。
上述实施例中的酸性水溶液也可用pH值为2～6的碳酸水溶液、磷酸水溶液、硝酸水溶液、草酸水溶液或水杨酸水溶液等替换，以上列举的只是本发明的具体实施例子，本领域普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形均在本发明的保护范围内。
为了证明本发明的有益效果，发明人进行了大量的研究试验，具体试验情况如下：
试验1：以500mL不同pH值的乙酸水溶液作为清除剂，将一定质量的人造板在清除剂中浸泡3天，然后取出人造板，将清除剂常温减压蒸馏至馏出液体积为400mL，采用碘量法测定馏出液中甲醛的浓度，结果见表1。
试验2：以500mL不同pH值的乙酸水溶液作为清除剂，将一定质量的人造板在清除剂中浸泡3小时后，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理2小时，然后取出人造板，将清除剂常温减压蒸馏至馏出液体积为400mL，采用碘量法测定馏出液中甲醛的浓度，结果见表2。
表1试验1馏出液中的甲醛浓度
| 人造板质量（g） | 乙酸水溶液的pH值 | 甲醛浓度（mg/mL） | 人造板释放甲醛量（mg/100g） |
| 70.5440 | 7 | 0.198 | 140.34 |
| 70.5490 | 6 | 0.256 | 181.43 |
| 70.5418 | 5 | 0.327 | 231.78 |
| 70.5468 | 4 | 0.221 | 156.63 |
| 70.5471 | 3 | 0.192 | 136.08 |
| 70.5420 | 2 | 0.176 | 124.75 |
表2试验2馏出液中的甲醛浓度
| 人造板质量（g） | 乙酸水溶液的pH值 | 甲醛浓度（mg/mL） | 人造板释放甲醛量（mg/100g） |
| 70.5440 | 7 | 0.478 | 338.80 |
| 70.5490 | 6 | 0.519 | 367.83 |
| 70.5418 | 5 | 0.572 | 405.43 |
| 70.5468 | 4 | 0.506 | 358.63 |
| 70.5471 | 3 | 0.570 | 403.10 |
| 70.5420 | 2 | 0.438 | 310.45 |
由表1和表2可见，在pH值为2～7的条件下，馏出液中都能检测到一定量的甲醛，但是采用试验1的方法，馏出液中甲醛的浓度均较低，说明甲醛的释放量较小，而采用试验2的方法，馏出液中的甲醛浓度是试验1中甲醛浓度的2倍左右，其中，在pH值为5的情况下，馏出液中甲醛的浓度最大，即甲醛的释放量最大。通过对比发现，采用试验1的方法，人造板中仍有大量的甲醛未除去，这部分未除去的甲醛已远远超出国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定，而试验2中采用超声处理可以更有效地去除人造板中的甲醛。
为了验证碘量法测定结果的准确性，发明人采用乙酰丙酮分光光度法对试验2中pH值为5和6的乙酸水溶液作为清除剂时，馏出液中甲醛的浓度进行了测定，试验结果显示，以pH值为5的乙酸水溶液作为清除剂时，馏出液中甲醛的浓度为0.571mg/mL，以pH值为6的乙酸水溶液作为清除剂时，馏出液中甲醛的浓度为0.518mg/mL，与碘量法测定结果基本吻合。
发明人将试验2中分别在500mL pH值为5和6的乙酸水溶液中处理后的人造板再分别在500mL pH值为5和6的乙酸水溶液中先浸泡3小时，再用频率为40kHz的超声波清洗机在功率为600W下超声处理2小时，然后取出人造板，将清除剂常温减压蒸馏至馏出液体积为400mL，并采用乙酰丙酮分光光度法测定馏出液中甲醛的浓度，结果见表3（试验结果未3次试验的平均值）。
表3馏出液中的甲醛浓度
| 人造板质量（g） | 乙酸水溶液的pH值 | 甲醛浓度（mg/mL） | 人造板释放甲醛量（mg/100g） |
| 70.5230 | 5 | 0.005 | 3.5 |
| 70.1060 | 6 | 0.031 | 22.1 |
由表3可见，采用试验2的方法处理后的人造板释放的甲醛浓度已达到国家标准中甲醛释放量不超过40mg/100g的规定，说明本发明方法可以有效地除去人造板中的甲醛。
为了进一步证明本发明的有益效果，发明人采用万能材料试验机对实施例1～3中处理后的人造板的机械强度（抗拉强度）进行检测，结果见表4。
表4人造板的机械强度（抗拉强度）
| 板材 | 面积（mm×mm） | 夹距（cm） | 抗拉强度（kgJ） |
| 人造板 | 20.000×3.000 | 18 | 0.6114 |
| 实施例1 | 20.000×3.000 | 18 | 0.6099 |
| 实施例2 | 20.000×3.000 | 18 | 0.6108 |
| 实施例3 | 20.000×3.000 | 18 | 0.6110 |
由表4可见，采用本发明方法除甲醛后人造板的机械强度没有变化，说明本发明方法不会影响粘胶的作用。
Claims (5)
1.一种清除人造板中甲醛的方法，其特征在于：将人造板在pH值为2～6的酸性水溶液中先浸泡2～6小时，再超声处理2～4小时，然后用自来水冲洗人造板，再在自来水中超声处理2～3小时，取出晾干；
上述的酸性水溶液是无机酸或有机酸的水溶液。
2.根据权利要求1所述的清除人造板中甲醛的方法，其特征在于：所述的酸性水溶液是盐酸、硫酸、碳酸、磷酸、硅酸、硝酸、亚硝酸、硼酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸或水杨酸的水溶液。
3.根据权利要求1所述的清除人造板中甲醛的方法，其特征在于：所述的酸性水溶液是盐酸、乙酸或硼酸的水溶液。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的清除人造板中甲醛的方法，其特征在于：所述的酸性水溶液的pH值为4～6。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的清除人造板中甲醛的方法，其特征在于：所述的酸性水溶液的pH值为5。
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