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新闻动态

新型环保脲醛胶粘合剂


(一)环保型脲醛胶发展现状及预测

随着人造板产量的增长和品种结构的变化,人造板胶粘剂得到了迅速的发展。据联合国粮农组织预测,2000年世界人造板的产量将达到1.54亿m3,需耗用370万吨胶粘剂(以固体含量100%),其中脲醛树脂胶(UF)为主导产品,用量将超过250万吨。脲醛与酚醛(PF)树脂胶、三聚氰胺-甲醛(MF)树脂胶并称为人造板工业三大胶。

近年来,由于人们生活水平的提高,对室内居住环境的要求也越来越高。如何解决由于购买家具及装修给室内带来的空气污染(甲醛),越来越受到关注。由于人造板是家具和室内装修的主要材料,游离甲醛含量超标的脲醛胶是造成室内装修污染的根本原因,因此生产和使用性能好,低毒(甲醛释放量低)或无毒的胶粘剂生产出的人造板才有可能达到新颁国家标准。国家质量监督检验总局、国家标准化管理委员会已于20011210批准发布了室内装饰装修材料和建筑材料的10项标准,并于200211正式实施。这10项标准涉及到人造板、内墙涂料、木器涂料、胶粘剂、地毯、壁纸、家具、地板革、混凝土外加剂、有放射性的建筑材料等产品。这一系列强制性国家标准的实施将对规范我国民用建筑工程室内环境控制,推动我国住宅建设绿色化进程起到积极作用,同时也将进一步促进我国人造板工业的发展,为低毒性、环保型的低甲醛释放木材胶粘剂的发展提供良好的市场机遇。

我国人造板工业用胶种类及其构成同世界上大多数国家基本相同,主要也是以脲醛胶为主,其次是酚醛胶和三聚氰胺-甲醛树脂胶。这主要是因为脲醛胶的生产工艺简单,原料来源广、成本低和使用方便等优点,因此在今后相当长的一段时间内,脲醛胶的统治地位不会改变。在我国80%以上的木材胶粘剂为脲醛胶,年消耗量达数百万吨,绝大部分是液体胶,基本上依靠国内生产。进口脲醛胶主要是粉状胶,数量少。我国大约80%的脲醛较是由木材加工企业自产自用,只有大约20%是由化工企业生产再销售给木材加工企业。我国木材加工企业多达3000家,木材加工企业比较集中的地区是广东省、浙江嘉善、山东的临沂和菏泽、河北的文安以及吉林、黑龙江等老林业基地。

根据我国人造板行业和合成胶粘剂行业的发展规划,预计到2005年我国人造板材产量将达到3100万立方米,脲醛胶消费量将超过350万吨。脲醛胶行业的发展将呈现两大特点,即环保化和商品化。预计到2005年国内脲醛胶将基本上实现环保化,商品率将由目前的大约20%提高到35%

() 国内技术情况

由于我国人造板行业的发展参差不齐,技术水平不一。尤其是众多中小企业基本上没有技术力量,所生产的脲醛胶质量低,游离甲醛含量高,用这样的胶所生产的人造板甲醛释放量大,有些产品甚至高于国际标准的4-5倍,污染严重,对消费者身心危害极大。

在新标准实施以前,国内环保型脲醛胶占总胶量的比例不超过20%,主要是由三资企业生产,如芬兰太尔公司、德国巴斯夫、英国ICI公司等。

在实施新标准之后,环保型脲醛胶的生产和消费量有所增长,但主要是通过调整脲醛胶的配方,大量使用甲醛捕捉剂来降低脲醛胶的游离甲醛含量。在脲醛胶生产过程中,为保证反应的进行,需要甲醛过量,国内普通脲醛胶生产过程中,甲醛:尿素的摩尔比高达1.51。国外先进技术通过尿素分批添加,使用特殊助剂等方法可使甲醛:尿素的摩尔比降低到1.051,生产出游离甲醛含量低,可达E1级标准。环保型脲醛胶的生产技术可分为两类:一是主要通过改进反应条件来提高尿素与甲醛的反应程度,减少甲醛的过量,从而减少脲醛胶中游离甲醛的含量;二是在甲醛过量很多的情况下,通过大量使用甲醛捕捉剂来与过量的甲醛反应,降低脲醛胶中的游离甲醛含量。第一种方法是国际主流的环保型脲醛胶生产技术,其特点是不需要大量使用甲醛捕捉剂,生产的原料成本低,但目前国内科研机构不掌握用这种方法生产E1级脲醛胶的技术,只能生产E2级产品。因为使用第一种方法生产E1级产品需要引进技术和关键设备,一次性投资较高。第二种方法的特点是不需要对现有脲醛胶生产设备进行大的改动,技术转让费也低,但由于大量使用甲醛捕捉剂,生产的原料成本较高,企业负担较重,主要是应急措施。

()本技术的特点

      研究出的新型环保脲醛胶生产技术,主要是针对我国生产企业技术落后和经济负担能力差的现状,开发出了一套不同于国内现有技术路线而且适合国内企业的技术。也就是说通过对脲醛胶胶粘剂的传统合成工艺进行了改进,不需要加入大量甲醛捕捉剂,采用适当低的甲醛和尿素摩尔比(低于1.4),并与适当的改性剂相混合,从而生产出胶粘性能好、甲醛含量低的脲醛树脂胶,其产品的性能指标均达到或超过国标。我们研制出的这种环保型脲醛胶预压性能好,胶和强度高,根据企业的需要,适当调整配方,所生产出的脲醛胶粘合剂完全可以满足企业生产出E2 E1级的胶合板。

此种粘合剂的性能指标为:

固含量约为:40-50%

粘度:250~400cps

固化时间:约50s

预压时间约:60min;

活性期:大于3小时

贮存期:大于15

四.经济效益分析

1)生产设备投入:

如果年产20万张标准三合板,需要粘合剂约200吨;

如果年产100万张标准三合板,需要粘合剂约1000吨。

则需要蒸汽锅炉一台(0.5吨即可),普通1-2吨的反应釜一台。

设备投资根据设备来源而定,如用二手设备一台反应釜仅几千元;如用新的设备则因材质不同而定(一般不超过10万元)。

2)成本和效益分析(参照浙江嘉善县的价格)

对于胶合板厂而言,购买生产E2级或E1级胶合板的脲醛胶价格为(元/吨):           E2               E1

购买价:           1400-1600             1700-2100

自己生产成本:     1200-1400             1300-1600

吨平均节约:       200                450

    如果一年用胶1000吨则为企业节约:20-45万元,如果只生产E1级脲醛胶,节约的费用更高(E1级胶每吨的利润大于500元)。

注:以上效益分析可能根据原料价格变化有所浮动。