無醛膠黏劑 科學(xué)還是謊言

??記得幾年前在地板行業(yè)的時候，幫實木地板企業(yè)形象做銷售話術(shù)和培訓(xùn)教材，針對多層復(fù)合地板和強化復(fù)合地板這兩大類主要競品，要突出實木地板最大的產(chǎn)品優(yōu)勢，就是純天然、無甲醛、所以更安全環(huán)保。在話術(shù)和教材中，有這樣一句堪稱“金科玉律”般的話：無醛不成膠，有膠必有醛。是說膠黏劑是人造板的甲醛釋放之源，只要你是人造板，就會用到膠黏劑，而只要用到膠黏劑，就一定存在甲醛。所以，無論多層復(fù)合地板與強化復(fù)合地板號稱自己有多環(huán)保，無論是E1還是E0，因為他們所使用的基材分別是人造板(膠合板和中密度纖維板)，就一定會有甲醛釋放，在環(huán)保性能上一定比不過純實木地板。

??幾年后的今天，無論是地板行業(yè)還是全屋定制行業(yè)，使用人造板材作為基材的品牌們，都響亮地喊出了“無醛”的口號，直接否定了“無醛不成膠，有膠必有醛”這一曾經(jīng)的金科玉律，理直氣壯地表示：我們所使用的人造板材，使用的是“無醛膠”，所以，我們的產(chǎn)品是無醛的!還有說法是，我們所使用的人造板，生活過程中根本不用膠!

??那么，今天我們就在這里掰一掰，人造板生產(chǎn)用膠那些事兒。

??本文主要回答以下問題：

??1、人造板生產(chǎn)所用到的膠有哪些種?

??2、有真正的“無醛膠”存在嗎?

??3、MDI膠到底是何方神圣，好在哪里?

??4、不用膠生產(chǎn)人造板，你信不信?

??01

??先從最基礎(chǔ)的問題說起，人造板生產(chǎn)所用到的膠有哪些種?

??加工人造板使用的膠黏劑主要有：脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠、三聚氰胺膠，都是以甲醛為原料而制成的。

??脲醛樹脂膠 UF

??以甲醛和尿素為主要原料全稱為脲醛樹脂粘合劑，簡稱脲醛膠、脲甲醛樹脂，制成品為不溶、不熔化的半透明固體，顏色比較淺。脲醛樹脂膠是一種性能好、價格低廉、制造簡便、應(yīng)用廣泛的膠黏劑，特點是：耐弱酸弱堿、絕緣性能好，主要缺點是不耐水，遇潮遇熱就容易分解，同時初粘差、收縮大、脆性大、耐侯性(指對溫濕度壓力變化下的穩(wěn)定性)較差。脲醛樹脂膠主要用于中(高)密度纖維板生產(chǎn)

??酚醛樹脂膠 PF

??是由苯類與醛類在催化劑存在下經(jīng)縮聚反應(yīng)制得，制成品可以為液體、粉狀及膠膜三種。酚醛樹脂膠的特點是化學(xué)穩(wěn)定性高、膠合強度高、耐水、耐油、耐磨、耐腐蝕、耐老化、耐熱性好(長期使用情況下可耐120度高溫)、絕緣性能好，強度高。

??三聚氰胺樹脂膠(MF)

??是由三聚氰胺和甲醛縮聚而成，液體三聚氰胺膠為乳白色均勻粘性物，固化后的三聚氰胺膠為無色透明、富有光色。三聚氰胺的特點是化學(xué)活性高、熱穩(wěn)定性好、耐沸水性，耐化學(xué)藥品性和電絕緣性好。其中在耐熱性和耐水性方面，均優(yōu)于酚醛樹脂膠和脲醛樹脂膠。三聚氰胺主要用于膠合板生產(chǎn)。

??這三種膠黏劑中，脲醛樹脂膠(UF)的用量最大。隨著人們安全環(huán)保意識的增強，甲醛釋放所帶來的危害越來越受到人們的關(guān)注，膠粘劑的無醛革新是零醛釋放的核心，開發(fā)無甲醛或低游離甲醛型膠粘劑成為大家居行業(yè)的發(fā)展趨勢。

??02

??那么，有真正的無醛膠存在嗎?

??有。無醛膠黏劑，即不以甲醛及分解產(chǎn)生甲醛的物質(zhì)為直接原料制備的膠黏劑。

??在現(xiàn)代人造板工業(yè)中，MDI技術(shù)正迅速成為“無甲醛添加”的一種解決方案。MDI膠，可謂當(dāng)前人造板行業(yè)最主流、技術(shù)最成熟、使用最廣泛的無醛膠。(詳見本文第3部分)。

??除了MDI膠外，見于技術(shù)文獻的其它無醛膠還有：

??1、生物質(zhì)膠黏劑

??非糧淀粉基膠黏劑。淀粉是一種天然膠黏劑，早在中國古代就有了廣泛的應(yīng)用。淀粉廣泛分布于植物中，來源廣泛，價格低廉，是生產(chǎn)膠黏劑的理想原料。但淀粉基木材膠黏劑的膠合強度比較低，耐水性不足;淀粉乳液不穩(wěn)定、易凝沉、易結(jié)晶，且在使用過程中易霉變，不能直接應(yīng)用于人造板生產(chǎn)。這就要求在淀粉膠黏劑的制備中對淀粉進行改性，改性后的淀粉具有良好的黏合性能，并且無毒環(huán)保。

??目前人造板行業(yè)使用的都是與聚乙烯醇、丙烯酸及異氰酸酯復(fù)配后的淀粉基膠黏劑。

??2、改性大豆蛋白基膠黏劑

??大豆蛋白基無甲醛膠黏劑最早由美國研制成功，但其膠合強度不高，尤其是耐水性能較差、且成本較高。目前使用的大豆蛋白基膠黏劑大多經(jīng)過物理、化學(xué)或生物改性，提高耐水解性、改善膠合強度及防霉變。

??3、木質(zhì)素基環(huán)保膠黏劑

??目前木質(zhì)素在膠黏劑中的應(yīng)用主要有2種方式：一種是木質(zhì)素直接作為膠黏劑;另一種是木質(zhì)素改性膠黏劑。在眾多植物基生物質(zhì)資源中，木質(zhì)素儲量僅次于纖維素。資源豐富、綠色環(huán)保是木質(zhì)素能夠應(yīng)用于膠黏劑行業(yè)的巨大優(yōu)勢，但同時木質(zhì)素分子量大、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。

??說到無醛板，必然會說到MDI無甲醛膠。的確，相對于上述這些“無醛膠”，MDI是技術(shù)最成熟的一種，為眾多人造板企業(yè)的無甲高端產(chǎn)品生產(chǎn)所使用。

??03

??MDI膠，這個人造板第一網(wǎng)紅，到底好在哪里呢?

??MDI的化學(xué)名稱是二苯基甲烷二異氰酸酯。MDI分類較多，主要有：

??(1)異氰酸酯(MDI)，指單一的異氰酸酯。

??(2)可聚合異氰酸酯(PMDI)，指一定比例二苯基甲烷二異氰酸酯與多苯基多亞甲基多異氰酸酯的混合物，PMDI，就是人造板生產(chǎn)使用的膠粘劑，也有人直接稱之為MDI膠。

??(3)可乳化異氰酸酯(EMDI)。

??異氰酸酯膠黏劑除了不含甲醛的優(yōu)勢外，由于本身結(jié)構(gòu)具有很強的極性和活潑性，可以與木材發(fā)生反應(yīng)，從而在木材和膠層間形成化學(xué)鍵，并且能夠與木材中的水分反應(yīng)。因此，用異氰酸酯制得的板材膠接強度高，且耐水性好。

??與傳統(tǒng)的膠黏劑相比，MDI膠用于人造板生產(chǎn)，除了無甲醛添加外，優(yōu)點在于：耐水、耐候性能優(yōu)良，尤其是在隔熱、隔音、耐磨、耐油、彈性等方面有其它合成材料無法比擬的優(yōu)點，化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，不易揮發(fā)變質(zhì)，具有很強的穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)膠黏劑相比，要取得同樣的膠黏效果，MDI膠的施膠量更少、并可以覆蓋定向結(jié)構(gòu)板OSB/1~OSB/4全等級的板材生產(chǎn)，同時，苯、TVOC的釋放量也趨于零。

??MDI膠看似是建材界的“新面孔”，但實際上它在國防、生化、航天、輕工、化工、石油、紡織、交通、汽車、醫(yī)療等各個高精尖領(lǐng)域都有十分廣泛的應(yīng)用，例如潛艇的外殼、航天器材重要部件、萊卡纖維、甚至植入人體的藥物載體等，都有MDI膠的身影。因其優(yōu)異的安全性和穩(wěn)定性，MDI甚至被應(yīng)用在人造血管、心臟瓣膜這類人造制造方面。

??04

??不用膠生產(chǎn)人造板，你信不信?

??既然大眾談醛色變，關(guān)于無醛，便有了很多傳說。我曾看到過一篇關(guān)于不用膠生產(chǎn)人造板、從而避免甲醛釋放的文章，解釋了所謂的“無膠膠合原理”。怎么做的呢?言曰：通過特殊的處理方法使植物纖維表面發(fā)生活化，這種活化包括木素和碳水化合物一系列的反應(yīng)，如氧化、硝化、水解、縮聚、降解以及自由基引發(fā)等……

??不太懂誒!能否舉例說明?

??比如，天然物質(zhì)轉(zhuǎn)化法。就是利用某些天然物質(zhì)本身所固有的或外加的某些天然成分，在特定工藝下經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化而生成的具有膠黏劑作用的一些新物質(zhì)，從而在熱壓條件下實現(xiàn)自身膠接。

??比如，氧化結(jié)合法。即加入硝酸、硝酸鹽、次氯酸鹽等氧化劑使原料表面經(jīng)過氧化處理發(fā)生活化，整個表面層被潤張和塑化，三大素經(jīng)過反應(yīng)形成了一個具有良好的疏松性、塑性和多種反應(yīng)官能基的活性層，在加熱加壓條件下即可膠接成板。

??比如，漆酶活化法。通過漆酶這種氧化還原酶，催化木質(zhì)材料中含有的酚羥基，迅速產(chǎn)生具有膠合性能的聚合物，從而使木質(zhì)材料產(chǎn)生膠合作用。

??比如，酸催化縮聚法。通過硫酸降解纖維素和半纖維素，產(chǎn)生醛類物質(zhì)并在熱壓條件下聚合成類似膠黏劑的聚合物，木素也能被酸降解從而引起木素的縮合反應(yīng)。

??比如，堿溶液活化法。有了酸怎么能漏掉堿，有研究證實，薄的木板經(jīng)過3M氫氧化鈉在熱壓條件下制成的板材，其剪切強度和耐水效果與傳統(tǒng)的酚醛樹脂膠黏劑不分上下!

??……

??看到這里，反正我是笑了。我們這些人造板廠，做好產(chǎn)品的本事沒有，編故事的本事可是一等一。這些神話，您信嗎?再者，用了這些奇奇怪怪高深莫測的辦法，甲醛我姑且相信是沒有了，那些酸啊、堿啊、酶啊，就能確保是安全無害的嗎。

??又看到資料說，近幾年，中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所研發(fā)出一款非醛類熱塑性樹脂膠合板制造技術(shù)，這是木材與高分子學(xué)科交叉的研究成果，打破了膠合板用液體膠黏劑涂膠、淋膠技術(shù)制造膠合板的傳統(tǒng)方式，以不含甲醛的熱塑性樹脂薄膜替代常規(guī)液態(tài)膠黏劑。這個聽起來似乎還有些靠譜。

??05

??下面，靈魂拷問來了

??“天下無醛”是眾望所歸，為什么不都用無醛膠?

??制約無醛膠推廣使用的最根本問題，是成本和工藝兩大問題。

??成本方面，前面提到的脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠、三聚氰胺膠這三醛膠，技術(shù)成熟，價格便宜而被廣泛應(yīng)用。然而，無醛膠不一樣，無醛膠的生產(chǎn)成本大概在6500元/噸左右，相當(dāng)于脲醛膠的三倍。生產(chǎn)成本高了，必然導(dǎo)致了板材的價格貴，地板、木門、全屋定制產(chǎn)品的價格都會跟著貴，所以，無醛人造板是作為“高端”產(chǎn)品存在的。不是所有人都有高端產(chǎn)品消費能力，有醛產(chǎn)品就一定會同時并存。

??工藝方面，PMDI膠技術(shù)已經(jīng)成熟，但因其反應(yīng)能力強、易與金屬等反應(yīng)，也存在著易造成“粘鋼帶”現(xiàn)象、板坯表面難成型、不易貯存等難題，不是所有的人造板生產(chǎn)企業(yè)都能輕松駕馭。至于其他所謂大豆、淀粉類的無醛膠，都存在各種各樣的技術(shù)缺陷，根本不具備大規(guī)模生產(chǎn)和使用的條件。

??人造板的甲醛污染一直是消費者關(guān)注的熱點問題，純天然、無甲醛，純實木類的家居制品當(dāng)然更好，也是首選。然而，因為資源有限、性能缺陷、價格高企等各方面的因素，絕大多數(shù)的消費者，還是會選用以人造板為基材的木制家居產(chǎn)品。怎么樣既享受人造板產(chǎn)品優(yōu)于實木的性能與價格，又能避免甲醛的危害，無醛膠黏劑與人造板材的結(jié)合是大勢所趨。我們看到，人造板行業(yè)在持續(xù)不斷地探索價格低廉、工藝簡單的無醛膠黏劑生產(chǎn)之路，我們也希望，顛覆性的革新不斷發(fā)生，讓環(huán)保材料越來越多元化，讓人們的家居生產(chǎn)更加安全、環(huán)保。