專利名稱：一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種消除甲醛的裝置，特別是關(guān)于一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置。
背景技術(shù)：
在室內(nèi)裝修過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生多種污染物，其中污染最嚴(yán)重的就是甲醛。甲醛是無色、具有強(qiáng)烈氣味的刺激性氣體，比重略大于空氣，易溶于水，是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物。甲醛是原漿毒物，能與蛋白質(zhì)結(jié)合，吸入高濃度甲醛會(huì)導(dǎo)致呼吸道嚴(yán)重刺激和水腫、眼刺痛、頭痛、支氣管哮喘等癥狀。皮膚直接接觸甲醛，可引起皮炎、色斑、壞死。長期接觸甲醛，會(huì)出現(xiàn)粘膜充血、頭痛、惡心、失眠、植物神經(jīng)紊亂等一系列的癥狀甚至造成鼻癌。若空氣中甲醛濃度達(dá)到30mg/m3時(shí)甚至?xí)⒓词谷酥滤馈?br> 人造板甲醛污染的成因及規(guī)律如下1、人造板的材料90％左右是木材，木材本身散發(fā)甲醛。用單板制造膠合板，用刨花和纖維制造刨花板和中密度纖維板，都需要對(duì)木材進(jìn)行剖解和分離并經(jīng)歷干燥，這就使木材本身產(chǎn)生的甲醛向外界逸出。在相同生產(chǎn)條件下，橡樹刨花板的甲醛釋放量明顯低于松木刨花板。樺木刨花板比云杉刨花板的甲醛釋放量高20％，云杉板比櫟木板的甲醛釋放量高10％。含大量樹皮的刨花板，其甲醛釋放量較低。云杉樹皮和松樹皮的刨花板，甲醛釋放量低于山毛櫸樹皮刨花板。刨花板中大而扁平的刨花占的比例越大，刨花板的甲醛釋放量就越低。在相同條件下，鋸屑板釋放的甲醛量比刨削刨花板高出10倍。另外，板材木質(zhì)含水率越高，板材甲醛釋放量越大。2、人造板在制造過程中要施膠，膠粘劑中有未參與反應(yīng)的游離狀甲醛。目前常用的膠為脲醛樹脂和三聚氰胺樹脂膠，這些膠在生產(chǎn)時(shí)由于所采用的配方不同或者制膠工藝不同，導(dǎo)致制成的樹脂膠中含有一定量的游離甲醛(通?？刂圃?.5％左右)。樹脂中甲醛與尿素的摩爾比(F/U)越大，游離甲醛含量越高。人造板在制造過程中施膠量越大，甲醛釋放越多。在其它條件相同的情況下，當(dāng)施膠量提高5％，板材的甲醛釋放量將增加20％。3、板材制造過程中要經(jīng)過熱壓，熱壓時(shí)未完全固化產(chǎn)生甲醛。使線型結(jié)構(gòu)的樹脂膠變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即固化反應(yīng)。但是由于在板坯加壓的過程中，通常在板坯厚度方向存在著從表面到芯層逐步降低的溫度梯度，使得這一過程通常很難進(jìn)行完全，造成板坯內(nèi)部，尤其是芯層，存在一些未發(fā)生固化反應(yīng)的線型結(jié)構(gòu)樹脂，很容易分解出甲醛向外界散發(fā)。人造板的甲醛釋放量隨固化劑(氯化銨)的用量增加而減少，不使用固化劑壓制的板子，其甲醛釋放量最大。但由于固化速度的限制，生產(chǎn)中氯化銨的加入量不能過多。固化組分中加入氨水和尿素，也可以降低甲醛釋放量，但是過多加入氨水會(huì)減緩固化速度。至于尿素，只可用于游離甲醛超過0.4％的樹脂，對(duì)于游離甲醛低于0.4％的樹脂，使用尿素會(huì)增大刨花板的膨脹率。板材制造過程中熱壓溫度越高，熱壓時(shí)間越長，板材在熱壓時(shí)釋放掉的甲醛越多，成品板材甲醛釋放量越低。4、人造板成品堆放一般有自熱壓機(jī)出來后立即堆放、自然冷卻后堆放和強(qiáng)制冷卻后堆放三種堆放方法。試驗(yàn)證明，冷卻后堆放的板材與未經(jīng)冷卻而直接堆放的板材相比，甲醛釋放量降低44％，而自然冷卻后堆放比強(qiáng)制冷卻后堆放的板材，甲醛釋放量減少5％。刨花板冷卻至60～70℃時(shí)再堆放，對(duì)降低板內(nèi)甲醛含量效果較好。5、人造板甲醛散發(fā)存在長期性和頑固性，人造板在各種不盡相同的使用條件下，往往會(huì)受到溫度、濕度、酸堿、風(fēng)化、光照等環(huán)境條件的影響，使板內(nèi)原先未百分之百固化的樹脂發(fā)生降解而釋放出甲醛，即使完全固化的樹脂也會(huì)因?yàn)槿站锰扉L的惡劣條件的磨難而分崩離析導(dǎo)致甲醛散發(fā)。這些原因造成使用過相當(dāng)長時(shí)間后的人造板，其甲醛散發(fā)量與剛剛熱壓后的同類板子的甲醛散發(fā)量相差無幾，有時(shí)甚至有所增加。使用環(huán)境的溫度和相對(duì)濕度越大，板材的甲醛釋放量越大。
在加工過程中減少人造板甲醛釋放量的現(xiàn)有技術(shù)方法，包括減小木材中的刨花含量，熱壓后自然冷卻，增加熱壓溫度，延長熱壓時(shí)間，添加甲醛捕捉劑或甲醛抑制劑，減少施膠量或者調(diào)低脲醛樹脂膠中甲醛的含量等。但這些方法或是增加了人造板的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期，或是在加工過程中增加了新的污染物，或是降低了人造板的粘合質(zhì)量，其結(jié)果并不理想，具有一定的局限性。而作為消費(fèi)者，人們在使用人造板時(shí)，不得不采取加強(qiáng)通風(fēng)、推遲新房入住時(shí)間、在成品家具上噴涂甲醛消除劑、在室內(nèi)使用空氣凈化器或者種植花草、或以實(shí)木家具代替人造板材家具等被動(dòng)方法來避免人造板甲醛釋放帶來的危害。但在寒冷季節(jié)采用加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)的方法有實(shí)際困難，板材裸露表面多存在于家具內(nèi)部，一般的通風(fēng)方法也沒有太好的效果。調(diào)查顯示，裝修且搬入家具，放置6個(gè)月后，室內(nèi)甲醛濃度會(huì)有明顯降低，此時(shí)人員再入住能顯著減少甲醛污染帶來的危害。這種方法雖然有效，但是周期太長，一般不具有實(shí)際意義。大量使用實(shí)木家具代替人造板材家具的方法，從木材資源緊缺和消費(fèi)能力有限來講，在我國都不具有推廣的意義。
甲醛消除劑的成分主要分三類一類為亞硫酸鹽、氨、有機(jī)胺等藥劑。噴涂在人造板表面后，能與人造板釋放出的甲醛起聚合反應(yīng)。缺點(diǎn)在于噴涂量有限，藥劑很快消耗完后，消除作用即失效。第二類為封閉劑。這類物質(zhì)并不能消除甲醛，其原理是在人造板表面形成一層致密保護(hù)膜。缺點(diǎn)對(duì)于粗燥表面使用效果差，對(duì)于有裝飾表面無法使用。第三類為能分解甲醛的生物活性酶。缺點(diǎn)在于價(jià)格昂貴，不宜推廣。由于人造板甲醛散發(fā)是一個(gè)漫長的過程，因此使用傳統(tǒng)意義上的空氣凈化方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且效果有限。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種反應(yīng)效率高、穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉、無新的有害物生成的、且基于高級(jí)氧化法原理的消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于它包括一密閉處理箱，一臭氧發(fā)生器，一加濕器和數(shù)支紫外燈；所述處理箱具有一可開啟的箱門，所述臭氧發(fā)生器通過管路分別連接所述處理箱的進(jìn)、出氣孔，所述加濕器通過管路連接所述處理箱的加濕孔，所述紫外燈安裝在所述處理箱內(nèi)。
所述處理箱內(nèi)設(shè)置有風(fēng)扇。
所述處理箱上設(shè)置有加濕器。
所述處理箱內(nèi)設(shè)置有加熱裝置。
所述加熱裝置為電加熱器。
所述加熱裝置為設(shè)置在所述處理箱中的水-氣型換熱器，所述換熱器通過進(jìn)、出水口與位于所述處理箱外部的加熱管路相連。
所述加熱裝置為設(shè)置在所述處理箱壁面上夾層水套，所述水套中的水通過進(jìn)、出水口與位于所述處理箱外部的加熱管路相連。
所述臭氧發(fā)生器和加濕器設(shè)置在所述處理箱內(nèi)。
本實(shí)用新型使用時(shí)，將人造板放在連續(xù)產(chǎn)生臭氧的密閉處理箱中，臭氧小時(shí)發(fā)生量平均到處理箱內(nèi)部凈空體積不小于1g/h·m3；(4)與步驟(3)同時(shí)用紫外光照射人造板的表面，紫外燈的總功率平均到所處理人造板的面積上不低于1W/m2；通過上述步驟使臭氧與潮濕的人造板表面接觸并溶解，當(dāng)臭氧被紫外光照射時(shí)，產(chǎn)生游離氧自由基(·O)，游離氧自由基(·O)與水分子反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(·OH)；與此同時(shí)在高濕材料表面產(chǎn)生過氧化氫(H2O2)，過氧化氫(H2O2)在紫外光的照射下分解生成·OH(羥基自由基)；隨著羥基自由基(·OH)向板材內(nèi)部滲透，將所滲透區(qū)域內(nèi)的游離甲醛氧化為二氧化碳和水，從而消除人造板內(nèi)的游離甲醛。
本實(shí)用新型方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和突出性效果1、本實(shí)用新型采用臭氧生成羥基自由基(·OH)來消除人造板材中的游離甲醛，羥基自由基(·OH)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為2.8V，氧化能力很強(qiáng)，因此凈化效率高。2、本實(shí)用新型將有害物質(zhì)最終氧化成二氧化碳和水，因此無二次污染。3、本實(shí)用新型與使用亞硫酸鹽、氨、尿素等甲醛消除劑處理人造板中游離甲醛的方法相比，成本低廉，無重新分解產(chǎn)生甲醛的可能或產(chǎn)生新有害物的危險(xiǎn)。4、本實(shí)用新型所使用的臭氧發(fā)生技術(shù)、紫外燈制造技術(shù)是較為成熟的現(xiàn)有技術(shù)，因此生成羥基自由基(·OH)的過程穩(wěn)定，人造板凈化效率穩(wěn)定。5、本實(shí)用新型流程簡單，所用組件都可以直接在市場上購買到，易于實(shí)現(xiàn)。6、本實(shí)用新型通過調(diào)節(jié)臭氧產(chǎn)量或紫外燈照射支數(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)羥基自由基(·OH)生成量的控制，可以很方便地調(diào)節(jié)裝置的凈化能力。


圖1是本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖2～圖7是本實(shí)用新型在臭氧發(fā)生量為3g，處理溫度分別為45℃、60℃時(shí)，將細(xì)木工板各自處理2h、4h、6h后，細(xì)木工板的甲醛濃度變化曲線圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型裝置包括一密閉處理箱1，在處理箱1表面安裝有數(shù)支紫外燈3、一臭氧發(fā)生器5，一加濕器6。臭氧發(fā)生器5通過管路分別與處理箱上的進(jìn)氣孔10、出氣孔11相連。加濕器6通過管路與處理箱1上的加濕孔12相連。
上述裝置中，處理箱1的尺寸可以根據(jù)計(jì)劃一次處理的人造板的數(shù)量和尺寸設(shè)計(jì)，如果處理箱1空間允許，可將臭氧發(fā)生器5和加濕器6設(shè)置在處理箱1內(nèi)部。處理箱1內(nèi)可以在底部或兩側(cè)設(shè)置人造板固定支架7，人造板可以間隔地垂向或水平方向夾設(shè)在固定支架7之間，固定支架7的數(shù)目由所處理人造板的數(shù)量決定。處理箱1的進(jìn)出口可以是處理箱1的頂蓋、某個(gè)側(cè)壁的全部或局部，最好是制作一活動(dòng)的箱門2，以方便人造板從打開的箱門2出入處理箱1。在處理箱1上還設(shè)置一采樣孔8，以進(jìn)行甲醛濃度測試。
臭氧發(fā)生器5的發(fā)生量、加濕器6的加濕量根據(jù)處理箱1的具體尺寸決定，一般臭氧發(fā)生器5的臭氧小時(shí)發(fā)生量平均到處理箱1內(nèi)部凈空體積不小于1g/h·m3，加濕器6的加濕量一般要能保證將處理箱1內(nèi)的空氣在通常處理溫度為30～60℃時(shí)，加濕至少達(dá)到80％的相對(duì)濕度，目的是防止人造板表面水分的過度蒸發(fā)。
紫外燈的紫外光波長可位于A、B、C三波段的任一范圍，其中A波段為320～400nm；B波段為275～320nm；C波段為200～275nm。紫外燈的總功率根據(jù)人造板的處理量決定，紫外燈的總功率平均到所處理人造板的總面積上應(yīng)不低于1W/m2。
可以在處理箱1內(nèi)裝有一部或兩部或更多風(fēng)扇4，風(fēng)扇4的位置可選擇，風(fēng)扇4的小時(shí)風(fēng)量應(yīng)大于等于處理箱內(nèi)部凈空體積，以達(dá)到促進(jìn)箱內(nèi)臭氧均勻分布的效果。
處理箱1可以設(shè)置一加熱裝置13，該加熱裝置可以采取各種不同的方式，比如第一種是將電加熱器直接放在處理箱1中；第二種是將水-氣型換熱器放在處理箱1中，換熱器中以水為換熱介質(zhì)，換熱器通過進(jìn)、出水口14、15與位于處理箱1外部的加熱管路相連；第三種是將處理箱1的各壁面或部分壁面設(shè)計(jì)為帶有夾層的水套，水套中的水通過進(jìn)、出水口與位于處理箱1外部的加熱管路相連。
實(shí)施例1購得同一廠家同一批次的三張人造板，分別鋸成兩半，然后測試這六張人造板試樣的甲醛散發(fā)量。測試結(jié)果表明，同一張人造板的兩個(gè)半塊板的甲醛散發(fā)量基本相等。從來源于同一張人造板的兩塊試樣中任選一張放在通風(fēng)處，讓其自然散發(fā)，并將另一張?jiān)嚇硬捎帽緦?shí)用新型方法進(jìn)行處理。處理過程如下(1)向含有5％過氧化氫的水溶液中通入臭氧，每公斤溶液所匹配的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生量為1200mg/h，通入時(shí)間10分鐘。
(2)將此溶液以10g/m2的密度噴涂在三張半塊的人造板試樣表面。
(3)預(yù)先將處理箱1內(nèi)的溫度加熱到45℃，打開處理箱1的箱門2，將人造板放入處理箱1中，固定在二個(gè)固定支架7上，將一電熱蒸汽加濕器6通過加濕孔將處理箱1內(nèi)相對(duì)濕度增加到80％。打開風(fēng)扇4，開啟紫外燈3，紫外光直接或通過反射照射在人造板的各個(gè)表面。同時(shí)啟動(dòng)臭氧發(fā)生器5向處理箱1中通入臭氧，臭氧發(fā)生量為3g/h，處理時(shí)間分別設(shè)定為2h、4h和6h。
(4)到設(shè)定時(shí)間后，關(guān)閉臭氧發(fā)生器5、紫外燈3、風(fēng)扇4，取出被處理的人造板試樣，放在與自然散發(fā)的另三張人造板試樣相同的通風(fēng)環(huán)境中干燥。
(5)72小時(shí)后，對(duì)采用本實(shí)用新型方法處理的三張人造板試樣和采用自然散發(fā)處理過的另三張人造板試樣進(jìn)行甲醛散發(fā)量比照測試。測試在處理箱1中進(jìn)行。分別將所測試樣放入處理箱1中密閉，開風(fēng)扇4，通過采樣孔8測取處理箱1中的甲醛濃度。各試樣在處理箱1中的甲醛濃度變化如圖2、圖3、圖4所示，圖中的“A”曲線為經(jīng)過處理的細(xì)木工板的甲醛濃度變化曲線，“B”曲線為不經(jīng)處理的用來對(duì)照的細(xì)木工板的甲醛濃度變化曲線。
如圖2所示，在臭氧發(fā)生量為3g/h，處理溫度45℃，處理時(shí)間2h的條件下，處理后試件的甲醛散發(fā)量與采用自然散發(fā)處理的試件相比大約減少了64％。
如圖3所示，在臭氧發(fā)生量為3g/h，處理溫度45℃，處理時(shí)間4h的條件下，處理后試件的甲醛散發(fā)量與采用自然散發(fā)處理的試件相比大約減少了73％。
如圖4所示，在臭氧發(fā)生量為3g/h，處理溫度45℃，處理時(shí)間6h的條件下，處理后試件的甲醛散發(fā)量與采用自然散發(fā)處理的試件相比大約減少了76％。
實(shí)施例2本實(shí)施例的步驟與實(shí)施例1相同。除了將處理溫度改為60℃外，其余處理參數(shù)相同，各試樣在處理箱1中的甲醛濃度變化如圖5、圖6、圖7所示，。圖中的“A”曲線為經(jīng)過處理的細(xì)木工板的甲醛濃度變化曲線，“B”曲線為不經(jīng)處理的用來對(duì)照的細(xì)木工板的甲醛濃度變化曲線。
如圖5所示，在臭氧發(fā)生量為3g/h，處理溫度60℃，處理時(shí)間2h的條件下，處理后試件的甲醛散發(fā)量與采用自然散發(fā)處理的試件相比大約減少了74％。
如圖6所示，在臭氧發(fā)生量為3g/h，處理溫度60℃，處理時(shí)間4h的條件下，處理后試件的甲醛散發(fā)量與采用自然散發(fā)處理的試件相比大約減少了74％。
如圖7所示，在臭氧發(fā)生量為3g/h，處理溫度60℃，處理時(shí)間6h的條件下，處理后試件的甲醛散發(fā)量與采用自然散發(fā)處理的試件相比大約減少了72％。
本實(shí)施例的比較結(jié)果表明采用本實(shí)用新型裝置消除人造板內(nèi)的游離甲醛，其處理效果由高級(jí)氧化效率、處理溫度、處理時(shí)間共同決定。當(dāng)處理溫度為60℃時(shí)，由于臭氧和自由羥基的還原速度加快，向人造板內(nèi)部進(jìn)行滲透的作用深度減少。所以隨著處理時(shí)間的延長，處理效果逐漸接近并低于45℃時(shí)的處理效果。
權(quán)利要求1.一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于它包括一密閉處理箱，一臭氧發(fā)生器，一加濕器和數(shù)支紫外燈；所述處理箱具有一可開啟的箱門，所述臭氧發(fā)生器通過管路分別連接所述處理箱的進(jìn)、出氣孔，所述加濕器通過管路連接所述處理箱的加濕孔，所述紫外燈安裝在所述處理箱內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于所述處理箱內(nèi)設(shè)置有風(fēng)扇。
3.如權(quán)利要求1所述的一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于在所述處理箱上設(shè)置有加濕器。
4.如權(quán)利要求2所述的一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于在所述處理箱上設(shè)置有加濕器。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于所述處理箱內(nèi)設(shè)置有加熱裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于所述加熱裝置為電加熱器。
7.如權(quán)利要求5所述的一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于所述加熱裝置為設(shè)置在所述處理箱中的水-氣型換熱器，所述換熱器通過進(jìn)、出水口與位于所述處理箱外部的加熱管路相連。
8.如權(quán)利要求5所述的一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于所述加熱裝置為設(shè)置在所述處理箱壁面上夾層水套，所述水套中的水通過進(jìn)、出水口與位于所述處理箱外部的加熱管路相連。
9.如權(quán)利要求1或2或3或4或6或7或8所述的一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于所述臭氧發(fā)生器和加濕器設(shè)置在所述處理箱內(nèi)。
10.如權(quán)利要求5所述的一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于所述臭氧發(fā)生器和加濕器設(shè)置在所述處理箱內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種消除人造板內(nèi)游離甲醛的裝置，其特征在于它包括一密閉處理箱，一臭氧發(fā)生器，一加濕器和數(shù)支紫外燈；所述臭氧發(fā)生器通過管路分別連接所述處理箱的進(jìn)、出氣孔，所述加濕器通過管路連接所述處理箱的加濕孔，所述紫外燈安裝在所述處理箱內(nèi)。本實(shí)用新型使臭氧與潮濕的人造板表面接觸并溶解，當(dāng)臭氧被紫外光照射時(shí)，產(chǎn)生游離氧自由基(·O)，游離氧自由基(·O)與水分子反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(·OH)；與此同時(shí)在高濕材料表面產(chǎn)生過氧化氫(H
文檔編號(hào)B27K5/00GK2889669SQ20052013343
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月22日
發(fā)明者宮麗虹, 韓旭, 袁代光 申請(qǐng)人:中國人民解放軍61517部隊(duì), 清華大學(xué)