我國(guó)無(wú)醛膠黏劑技術(shù)及無(wú)醛添加人造板的發(fā)展思考

＊沈仁杰 胡睿 陳之善

（1.廣東木森態(tài)新材料科技有限公司 廣東 511500 2.清遠(yuǎn)高新華園科技協(xié)同創(chuàng)新研究院有限公司 廣東 511500）

近年來(lái)，隨著市場(chǎng)消費(fèi)者對(duì)家具、地板及家裝材料等健康環(huán)保問題的日益重視，以及國(guó)家相關(guān)部門對(duì)膠黏劑生產(chǎn)工廠及其產(chǎn)品中以游離甲醛為主的高毒性VOCs釋放量方面的管控標(biāo)準(zhǔn)愈發(fā)嚴(yán)格[1]，同時(shí)對(duì)人造板低碳環(huán)保和綠色加工方面也有所關(guān)注。作為人造板生產(chǎn)中關(guān)鍵性核心原材料—樹脂膠黏劑，被認(rèn)為是長(zhǎng)期以來(lái)造成板材甲醛污染的最主要來(lái)源，且對(duì)人造板的各項(xiàng)機(jī)械力學(xué)性能和生產(chǎn)成本及能耗也具有至關(guān)重要的影響。隨著我國(guó)對(duì)“無(wú)醛”膠黏劑的市場(chǎng)需求及生產(chǎn)技術(shù)要求的日益增加，“無(wú)醛”膠黏劑的技術(shù)研發(fā)及其推廣與關(guān)鍵應(yīng)用已引起行業(yè)及相關(guān)高校院所、企業(yè)的高度重視。

傳統(tǒng)人造板用膠黏劑主要包括：脲醛樹脂、酚醛樹脂以及三聚氰胺甲醛樹脂及其改性的相關(guān)膠黏劑產(chǎn)品（簡(jiǎn)稱“三醛膠”），在三醛膠的生產(chǎn)中絕大部分要采用甲醛等作為原材料，在膠黏劑樹脂合成反應(yīng)過(guò)程中均會(huì)存在未反應(yīng)完全的游離狀甲醛物質(zhì)，即使通過(guò)人造板熱壓固化后仍難以反應(yīng)完全，導(dǎo)致人造板在生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中未反應(yīng)完全的甲醛緩慢釋放。有關(guān)專家評(píng)估認(rèn)為人造板甲醛釋放周期可達(dá)10～30年，給人居環(huán)境造成了長(zhǎng)期的健康隱患。目前，為適應(yīng)我國(guó)部分貧窮地區(qū)（如農(nóng)村等）或特殊消費(fèi)群體需求，人造板市場(chǎng)中出現(xiàn)大量廉價(jià)的三醛板材產(chǎn)品，均含有高濃度的甲醛釋放量，而這部分消費(fèi)人群對(duì)環(huán)保意識(shí)不夠重視，對(duì)甲醛的危害也沒有基本的了解，但這部分的消費(fèi)市場(chǎng)卻較大。多年以來(lái)，相關(guān)人造板生產(chǎn)企業(yè)的板材產(chǎn)品主要按照國(guó)家GB 18584-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料木家具中有害物質(zhì)限量》（目前已廢止）進(jìn)行產(chǎn)品合格檢測(cè)和評(píng)估。隨著國(guó)家、行業(yè)及市場(chǎng)對(duì)甲醛危害意識(shí)的不斷提高，我國(guó)于2021年推出最新的《人造板及其制品甲醛釋放量分級(jí)》（GB/T 39600-2021）標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人造板材的甲醛釋放量嚴(yán)格限制，市場(chǎng)也推崇高端健康的環(huán)保板材，預(yù)計(jì)在未來(lái)十年市場(chǎng)占有率將會(huì)逐年增高，越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。

1.人造板產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

作為全世界人造板進(jìn)出口及生產(chǎn)、消費(fèi)的第一大國(guó)，我國(guó)2019年人造板總產(chǎn)量已達(dá)30859.19萬(wàn)立方米，相較2018年同比增長(zhǎng)3.18%。膠合板占人造板總產(chǎn)量的58.35%，其次為纖維板的20.09%，刨花板僅占9.66%。以“低醛”“無(wú)醛”為主打的高端健康板材市場(chǎng)將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)的“三醛”低端板材市場(chǎng)，在消費(fèi)者群體引起極大關(guān)注[2]。2018年我國(guó)新設(shè)立的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是參考?xì)W盟標(biāo)準(zhǔn)的氣候箱法檢測(cè)進(jìn)行完善的新標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也將E1標(biāo)準(zhǔn)提升到國(guó)際水準(zhǔn)。與此同時(shí)，未達(dá)E1標(biāo)準(zhǔn)的人造板將不允許在國(guó)內(nèi)售賣，這一要求將進(jìn)一步壓榨了“三醛”膠低端板材的生存空間[3]。我國(guó)2021年3月9日正式發(fā)布，并于2021年10月1日開始實(shí)行的《人造板及其制品甲醛釋放量分級(jí)》（GB/T 39600-2021）標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步將室內(nèi)人造板制品的甲醛釋放量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格限制為E1級(jí)（限量值≤0.124）、E0級(jí)（限量值≤0.050），同時(shí)也在我國(guó)首次提出了無(wú)醛人造板的技術(shù)限制要求：ENF級(jí)（限量值≤0.025）[4]。ENF級(jí)標(biāo)準(zhǔn)甚至超越了美國(guó)加州Carb NAF和日本F4星最高標(biāo)準(zhǔn)，成為全球甲醛限量值中最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)之一，進(jìn)一步提升了我國(guó)人造板市場(chǎng)對(duì)高端“無(wú)醛添加”人造板材的發(fā)展前景，并能加速其在家具、地板、裝飾等領(lǐng)域的市場(chǎng)應(yīng)用。

近年來(lái)，中低端板材由于游離甲醛含量過(guò)高、持續(xù)釋放時(shí)間持久（10～30年），健康危害事件（如癌癥、白血病等）層出不窮，對(duì)不少家庭帶來(lái)了毀滅性的打擊。市場(chǎng)上出現(xiàn)諸多的甲醛等VOCs預(yù)處理解決方案，可以在短時(shí)間內(nèi)去除甲醛等危害氣體，但一般認(rèn)為若徹底根除甲醛隱患，反而造成“假健康”新隱患！因家裝長(zhǎng)周期甲醛、苯酚等空氣污染造成“白血病、癌癥”等健康危害事件多次被報(bào)道，政府環(huán)境部門對(duì)板材生產(chǎn)企業(yè)的氣態(tài)污染排放監(jiān)管日益嚴(yán)控，消費(fèi)者對(duì)板材的安全健康生產(chǎn)及使用提出了更高的要求，各地方及企業(yè)也相繼出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并承諾研發(fā)生產(chǎn)環(huán)保要求更高的人造板產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)及機(jī)構(gòu)相繼研發(fā)出大豆蛋白基膠黏劑、淀粉基膠黏劑、熱塑性膠黏劑等無(wú)醛膠黏劑并應(yīng)用于“無(wú)醛”人造板生產(chǎn)，如索菲亞家居公司就聯(lián)合廣西三威木業(yè)有限公司、廣西豐林人造板集團(tuán)公司、廣州華洲木業(yè)有限公司生產(chǎn)使用異氰酸酯為膠黏劑的“無(wú)醛”刨花板[5]。

2.無(wú)醛膠黏劑技術(shù)專利及發(fā)展現(xiàn)狀

甲醛廣泛存在于紡織品、室內(nèi)空氣、化學(xué)用品、汽車、空氣污染和食品中，市面上常見的“無(wú)醛”家具板材基本無(wú)法做到真正的“零”甲醛，只能通過(guò)使用不含甲醛的原料生產(chǎn)制作、或者后期加工防止家具中所含甲醛釋放于空氣中，使甲醛釋放量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的E1級(jí)（限量值≤0.124）、E0級(jí)（限量值≤0.050）甚至ENF級(jí)（限量值≤0.025），將釋放于空氣中的游離甲醛對(duì)人體造成的危害降至最低。目前有基于傳統(tǒng)“三醛”膠板材工藝的改性技術(shù)，可將游離甲醛釋放量降至最低，但仍未能從根本上消除游離甲醛等VOCs釋放的風(fēng)險(xiǎn)。使用不含甲醛的原料生產(chǎn)制作的“無(wú)醛”家具板材擁有更好的安全性，市面上常見的“無(wú)醛”家具板材所用到的膠黏劑主要為異氰酸酯膠黏劑、大豆蛋白基膠黏劑、熱塑性樹脂膠黏劑、淀粉基膠黏劑、木質(zhì)素基木材膠黏劑等。

(1)異氰酸酯膠黏劑

異氰酸酯膠黏劑技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)無(wú)醛人造板生產(chǎn)。由于其成本較高，人造板生產(chǎn)中需通過(guò)改進(jìn)工藝和設(shè)備在降低施膠量的同時(shí)保證產(chǎn)品性能。市面上的異氰酸酯主要為二苯甲烷二異氰酸酯（MDI），實(shí)際生產(chǎn)中使用的多為聚合PMDI。由于異氰酸酯分子中的異氰酸基可與木材中羥基發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)品的耐水性能和膠合性能非常優(yōu)異，但由于異氰酸酯膠黏劑活性高、反應(yīng)快、對(duì)水分敏感，存在一定的易粘板、粘接膠輥等關(guān)鍵技術(shù)難題，對(duì)生產(chǎn)工藝要求較高。為解決以上技術(shù)難題，各大公司以及高校都有發(fā)布相關(guān)專利改性異氰酸酯膠黏劑，如萬(wàn)華集團(tuán)的專利CN113845651A就研發(fā)了一種新型的聚酯多元醇，力圖解決專利CN107583100A所存在的殘留過(guò)大、清洗不便等難題。在實(shí)際生產(chǎn)中，異氰酸酯膠黏劑的優(yōu)勢(shì)為適用于無(wú)醛OSB刨花板、顆粒板生產(chǎn)，安全性高且產(chǎn)品性能穩(wěn)定；其劣勢(shì)為價(jià)格昂貴且對(duì)生產(chǎn)工藝要求高，生產(chǎn)成本受原材料市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)很大，難以應(yīng)用于膠合板領(lǐng)域，前期投資大且需進(jìn)口連續(xù)化纖維板和刨花板生產(chǎn)線配套生產(chǎn)。目前全球的MDI生產(chǎn)技術(shù)僅掌握在中、美、德、日四國(guó)的8家公司（煙臺(tái)萬(wàn)華-中國(guó)，拜爾、巴斯夫-德國(guó)，陶氏、亨斯邁-美國(guó)，日本三井、日本NPU，錦湖三井-韓國(guó)（日本三井旗下））。

(2)大豆蛋白基膠黏劑

大豆蛋白基膠黏劑是以大豆或豆粉分離的蛋白為原料制備而成的生物質(zhì)膠黏劑及其改性產(chǎn)品，適用于加工無(wú)醛添加的人造板產(chǎn)品，產(chǎn)品生態(tài)環(huán)保、價(jià)格低廉，以及生態(tài)經(jīng)濟(jì)，發(fā)展前景廣闊，但在產(chǎn)品耐水性、抗霉變、抗蟲性、膠合穩(wěn)定性及工藝適應(yīng)性方面還有一些提升的空間。技術(shù)專利方面，北京林業(yè)大學(xué)的專利CN113637159A受節(jié)肢動(dòng)物角質(zhì)層強(qiáng)化機(jī)制的啟發(fā)，結(jié)合超支化結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)構(gòu)建超支化酚胺交聯(lián)結(jié)構(gòu)協(xié)同礦物強(qiáng)化，制備出一種強(qiáng)韌、防霉、阻燃的大豆蛋白膠黏劑；廈門大學(xué)的專利CN110205090A則通過(guò)用尿素對(duì)大豆蛋白進(jìn)行化學(xué)改性，然后將微改性后的大豆蛋白做超高壓處理，之后再加入交聯(lián)劑六次甲基四胺，制備無(wú)醛耐水性優(yōu)良的大豆蛋白膠。雖然技術(shù)改性可解決大豆蛋白基膠黏劑所存在的缺陷，但由于改性技術(shù)的工藝較為復(fù)雜，成本的壓力仍較大。目前大豆蛋白基膠黏劑已在纖維板和刨花板領(lǐng)域均獲得一些應(yīng)用，而在膠合板應(yīng)用領(lǐng)域則多數(shù)采用連續(xù)的整張膠合板生產(chǎn)工藝和裝備，對(duì)設(shè)備及工藝路線要求也相對(duì)較高。

(3)熱塑性樹脂膠黏劑

熱塑性樹脂膠黏劑于20世紀(jì)90年代起應(yīng)用于木塑復(fù)合材料，21世紀(jì)初開始應(yīng)用于膠合板生產(chǎn)。2009年，國(guó)家林業(yè)局發(fā)布實(shí)施了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《非甲醛類熱塑性樹脂膠合板》（LY/T 1860-2009），對(duì)以木質(zhì)單板為原料，以聚乙烯、聚丙烯等非醛類熱塑性樹脂為膠黏劑制備的普通膠合板進(jìn)行了定義和規(guī)范。熱塑性樹脂膠膜主要用于替代傳統(tǒng)脲醛樹脂或酚醛樹脂膠黏劑，其穩(wěn)定性、耐水性和環(huán)保性明顯優(yōu)于后者。目前適用的熱塑性樹脂主要有聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸和相關(guān)改性樹脂等。在復(fù)合人造板的生產(chǎn)過(guò)程中，也可用回收聚乙烯和聚丙烯作為熱塑性樹脂膠黏劑[6]。由于高成本以及一體化設(shè)備等因素，熱塑性樹脂膠黏劑在國(guó)內(nèi)很少應(yīng)用于人造板生產(chǎn)，相關(guān)專利也較少。

(4)淀粉基膠黏劑

淀粉基膠黏劑則是采用自然界的淀粉作為原材料，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，綠色環(huán)保，是可再生的天然高分子材料。由于淀粉分子鏈上有大量的糖苷鍵和羥基，可以與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，淀粉本身又可作為膠黏劑使用，且具有悠久歷史，是最具研發(fā)價(jià)值的天然膠黏劑之一。目前淀粉基膠黏劑主要應(yīng)用于木材加工、卷煙膠、標(biāo)簽?zāi)z和瓦楞紙粘接等領(lǐng)域[7]。其缺點(diǎn)主要為易霉變，所需溫度及通風(fēng)條件要求高，干燥速度慢，黏度偏低及耐水性不佳等。專利方面，浙江大勝達(dá)包裝股份有限公司聯(lián)合浙江科技學(xué)院發(fā)布的專利CN111286286B使用一氯甲烷與羥基反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)甲基醚化封端，從而避免羥基與水反應(yīng)，并使用外循環(huán)噴霧式反應(yīng)器，制備出一種不易霉變，耐水性能好的淀粉膠黏劑。該類淀粉基膠黏劑因其耐水性和膠合穩(wěn)定性方面仍有不少技術(shù)問題需要克服，因此，在人造板行業(yè)中應(yīng)用較少。

(5)木質(zhì)素基木材膠黏劑

木質(zhì)素基木材膠黏劑：木質(zhì)素為目前儲(chǔ)量第二的植物基生物質(zhì)資源，是由苯丙烷結(jié)構(gòu)單元通過(guò)碳碳鍵和醚鍵等連接而成的無(wú)定形三維網(wǎng)狀芳香族化合物。木質(zhì)素具有可降解、可再生、來(lái)源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，存在于植物的細(xì)胞壁內(nèi)，將纖維素和半纖維素有機(jī)融合，為植物體提供良好的耐水性能和機(jī)械性能，被視為新一代的環(huán)保膠黏劑[8]。通過(guò)木質(zhì)素替代部分苯酚原材料，與甲醛通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)制備價(jià)格成本更低且膠合強(qiáng)度相當(dāng)?shù)臉渲w系，并通過(guò)反應(yīng)過(guò)程中消減大部分未反應(yīng)完全的甲醛，產(chǎn)生甲醛釋放量極低的樹脂膠黏劑，被視為一種有發(fā)展前景的無(wú)醛膠黏劑產(chǎn)品。由于木質(zhì)素結(jié)構(gòu)復(fù)雜且分子量難以精確控制，仍需要進(jìn)一步關(guān)注樹脂體系中殘存的一定量苯酚對(duì)室內(nèi)使用安全性的要求；木質(zhì)素基木材膠黏劑對(duì)熱壓要求條件較高，生產(chǎn)工藝要求較為嚴(yán)格。目前木質(zhì)基木材膠黏劑在國(guó)內(nèi)的研究開發(fā)與利用也引起了廣泛的關(guān)注，東北林業(yè)大學(xué)發(fā)布的專利CN107286905B就利用無(wú)毒、不揮發(fā)的乙二醛（毒性：LD50mouse＞1280mg/kg）替代甲醛（LD50mouse＞42mg/kg）、苯酚（LD50mouse＞270mg/kg）等有毒揮發(fā)性小分子對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行改性，在木質(zhì)素分子中引入一定量羥基和醛基等活性官能團(tuán)，從而達(dá)到提高木質(zhì)素反應(yīng)活性的目的。

3.我國(guó)無(wú)醛人造板發(fā)展現(xiàn)狀

(1)膠合板

我國(guó)膠合板生產(chǎn)量占人造板總產(chǎn)量的50%以上，其廣泛應(yīng)用于家居和家具材料中。國(guó)內(nèi)膠合板使用的膠黏劑主要以“三醛”膠（即脲醛樹脂、酚醛樹脂和三聚氰胺樹脂）為主，其甲醛釋放量嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)人體健康有極大危害。隨著國(guó)家新標(biāo)的不斷制定，對(duì)游離甲醛釋放量的標(biāo)準(zhǔn)愈發(fā)嚴(yán)格，膠合板市場(chǎng)由“三醛”膠合板到“無(wú)醛”膠合板的轉(zhuǎn)型勢(shì)在必得。目前在膠合板生產(chǎn)中可產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的無(wú)醛膠黏劑主要有大豆蛋白基膠黏劑、異氰酸酯膠黏劑及其復(fù)合膠黏劑、熱塑性樹脂膜膠黏劑等。

①大豆蛋白基膠黏劑

以生物質(zhì)資源為原料、水為分散介質(zhì)的大豆質(zhì)蛋白基膠黏劑，作為一種環(huán)?？稍偕臒o(wú)醛膠黏劑具有非常大的發(fā)展?jié)摿Γ淠退?、膠合強(qiáng)度差等問題仍制約其應(yīng)用于規(guī)模化生產(chǎn)。為提升大豆蛋白基膠黏劑各方面性能，各機(jī)構(gòu)及研究團(tuán)隊(duì)對(duì)大豆蛋白基膠黏劑的改性進(jìn)行了諸多研究和嘗試，主要改性機(jī)制為蛋白質(zhì)變性、接枝改性、酶改性、交聯(lián)改性、大豆多糖改性、仿生改性、納米材料改性、復(fù)合改性等，解決了大豆蛋白基膠黏劑膠合輕度差、黏度大、易霉變等問題，并投入無(wú)醛膠合板的規(guī)?；a(chǎn)，但其仍存在初黏性差、脆性大、開口期短、預(yù)壓性差、成本高、熱壓時(shí)間長(zhǎng)、耐久性差等缺點(diǎn)，限制了大豆蛋白基膠黏劑在人造板行業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用[9]。

②異氰酸酯膠黏劑

異氰酸酯及其復(fù)合膠黏劑主要用于制造結(jié)構(gòu)膠合板和高強(qiáng)度膠合板等領(lǐng)域。在生產(chǎn)應(yīng)用中，操作人員在施膠和膠合環(huán)節(jié)下應(yīng)注意做好安全防護(hù)工作。國(guó)外的亨斯邁等公司已具有成熟穩(wěn)定的規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)，并與國(guó)內(nèi)眾多一線板材廠家合作，致力于膠合板行業(yè)的綠色健康發(fā)展[10]。

③熱塑性樹脂膜膠黏劑

該膠黏劑通過(guò)單板與固態(tài)樹脂膜交替鋪裝，利用熱塑性樹脂的熱粘性和冷固強(qiáng)度起到膠黏效果，為中國(guó)林科院木材工業(yè)研究所的專利發(fā)明技術(shù)。該類膠合板無(wú)危害物生成、無(wú)廢氣廢水生成，是一種環(huán)保且清潔的新型無(wú)醛膠合板。目前在福建頤山木業(yè)有限責(zé)任公司和河南興旺木業(yè)有限責(zé)任公司都已投入規(guī)模化生產(chǎn)。

(2)纖維板

受限于纖維板的形態(tài)與施膠特點(diǎn)，目前無(wú)醛纖維板主要集中在MDI無(wú)醛膠添加與應(yīng)用；因其較為復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，其他類型的無(wú)醛膠黏劑在纖維板中的應(yīng)用大多數(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室和試產(chǎn)階段，距離大批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模水平仍有不少距離。參考近年來(lái)無(wú)醛纖維板相關(guān)專利，部分公司研發(fā)出一種可用于纖維板的大豆無(wú)醛膠黏劑，通過(guò)使用增塑劑解決了大豆膠和纖維間塑化作用差以及黏結(jié)能力弱的問題，使纖維板各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；采用液體和粉體組分單獨(dú)施加的方式解決大豆膠黏度太大所導(dǎo)致的噴涂施加困難問題[11]。采用PMDI和木質(zhì)素膠黏劑作為無(wú)醛膠黏劑時(shí)，可制備滿足能制備滿足LY/T 1611-2011要求的纖維板[12]。

當(dāng)前在國(guó)內(nèi)外以MDI異氰酸酯為無(wú)醛膠黏劑制備普通纖維板的技術(shù)已經(jīng)成熟，但超薄高密度纖維板的工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)仍舊不夠成熟。德國(guó)迪芬巴赫公司和瑞典維美德公司等已熟練掌握高密度超薄型纖維板合成技術(shù)，并于2021年7月1日與廣西林業(yè)集團(tuán)合作在廣西壯族自治區(qū)上思縣投資建設(shè)廣西區(qū)的第一條低密度超厚、高密度超薄行纖維板連續(xù)平壓生產(chǎn)線[13]。2021年7月8日，萬(wàn)華化學(xué)、寧豐集團(tuán)和中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院三方合作項(xiàng)目“無(wú)醛添加超薄高密纖維板制備關(guān)鍵技術(shù)研究”在萬(wàn)華化學(xué)磁山總部舉行項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)，致力于研發(fā)自己的無(wú)醛添加超薄高密度纖維板。

(3)刨花板

近年來(lái)，刨花板在定制家具中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，刨花板產(chǎn)品的質(zhì)量也在不斷提升，據(jù)質(zhì)量監(jiān)督抽查或全國(guó)聯(lián)動(dòng)監(jiān)督抽查結(jié)果顯示，我國(guó)刨花板的年度產(chǎn)品合格率為57%～95%，其中不合格項(xiàng)目主要為甲醛釋放量偏高?，F(xiàn)今刨花板市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，甲醛含量超標(biāo)的低端刨花板淘汰將進(jìn)一步加快。而更加優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、綠色的無(wú)醛刨花板順勢(shì)成為了行業(yè)趨勢(shì)。無(wú)醛刨花板生產(chǎn)所需無(wú)醛膠黏劑主要為異氰酸酯膠黏劑、大豆蛋白基膠黏劑和淀粉基膠黏劑[14]。

①異氰酸酯膠黏劑（MDI膠）

異氰酸酯膠黏劑廣泛應(yīng)用于刨花板，被認(rèn)為是當(dāng)前制造無(wú)醛刨花板的首選膠黏劑。其分子鏈中的異氰酸基（-NCO）和少量氨酯基（-NHCOO）具有很高的極性和活性，可與木材中羥基反應(yīng)生成氨基甲酸酯共價(jià)鍵，同時(shí)與木材中水分反應(yīng)生成聚脲。所制刨花板具有高耐水性和高膠結(jié)強(qiáng)度，在產(chǎn)品各項(xiàng)性能遠(yuǎn)高于脲醛樹脂膠黏劑的同時(shí)解決了甲醛釋放量問題。

但同時(shí)，異氰酸酯膠黏劑生產(chǎn)成本也遠(yuǎn)高于脲醛樹脂膠黏劑，2019—2020年，進(jìn)口MDI膠售價(jià)約為16500～35000元/噸，國(guó)產(chǎn)MDI膠售價(jià)約為14000～22000元/噸；此外，異氰酸酯膠黏劑極強(qiáng)的反應(yīng)活性和黏結(jié)性使其易與金屬熱壓鋼帶和鋼板粘結(jié)，生產(chǎn)過(guò)程中須配套使用脫模劑；由于異氰酸酯膠黏劑施膠后的板坯沒有初黏性，需要使用增黏劑調(diào)節(jié)黏性，防止輸送過(guò)程中出現(xiàn)表層刨花散落導(dǎo)致板面缺陷和內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞。

目前國(guó)內(nèi)部分企業(yè)如萬(wàn)華生態(tài)板業(yè)股份有限公司、廣東始興縣華洲木業(yè)有限公司、湖北寶源木業(yè)、廣西豐林木業(yè)集團(tuán)股份有限公司等，均已克服工藝方面難關(guān)，將異氰酸酯膠黏劑批量化投入無(wú)醛刨花板生產(chǎn)。

②大豆蛋白基膠黏劑

由于大豆蛋白膠黏劑的固含量低、黏度大、熱壓溫度高等缺點(diǎn)，易導(dǎo)致膠合不均和鼓泡等缺陷，制約了其在刨花板生產(chǎn)中的應(yīng)用，且大豆蛋白基膠黏劑所制人造板存在膠合強(qiáng)度低和耐水性差等缺點(diǎn)，需進(jìn)行改性處理后才能投入規(guī)模化生產(chǎn)。2017年由寧波中科朝露新材料有限公司、福人集團(tuán)有限責(zé)任公司和林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院共同組成專家團(tuán)隊(duì)，對(duì)大豆蛋白基膠黏劑進(jìn)行改性優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了大豆蛋白膠黏劑制無(wú)醛刨花板的規(guī)?；a(chǎn)。

③淀粉基膠黏劑

淀粉基膠黏劑通常用于制品膠接和一般辦公等，由于其濕膠合強(qiáng)度較低、耐水性差、乳液不穩(wěn)定、易霉變等缺陷，無(wú)法直接用于人造板膠黏劑，需對(duì)其改性優(yōu)化處理。改性主要方向?yàn)轷セ?、醚化、氧化、共混、交?lián)、物理處理等，并應(yīng)用于無(wú)醛刨花板生產(chǎn)，但由于改性所需工藝復(fù)雜，大幅度提升了生產(chǎn)成本，限制了改性淀粉基膠黏劑的大規(guī)模應(yīng)用[15]。當(dāng)前部分企業(yè)在淀粉基膠黏劑引入異氰酸酯，研發(fā)了淀粉—異氰酸酯復(fù)合膠黏劑制無(wú)醛刨花板，但其生產(chǎn)工藝復(fù)雜且熱壓工藝要求極高，仍有很大優(yōu)化空間。

4.發(fā)展思考

由于價(jià)格成本及工藝適應(yīng)性等優(yōu)勢(shì)，脲醛樹脂膠黏劑在未來(lái)一定時(shí)期仍是木材膠黏劑的主流膠種。但可以預(yù)見，無(wú)醛膠黏劑在人造板生產(chǎn)中的應(yīng)用與需求將逐步提升，并逐漸取代傳統(tǒng)含低甲醛或苯酚的膠黏劑。而制約無(wú)醛膠黏劑快速發(fā)展的主要因素包括：高成本、不同板材生產(chǎn)工藝適應(yīng)性、膠黏劑穩(wěn)定性以及市場(chǎng)認(rèn)可度等。不斷解決和攻克現(xiàn)有無(wú)醛膠黏劑所存在成本與工藝技術(shù)適配性的共性技術(shù)難題，探索無(wú)醛膠黏劑合成的基本新理論與新方法，已成為我國(guó)各大企業(yè)與團(tuán)隊(duì)主要研究方向之一[16]。同時(shí)，基于木材纖維素分子結(jié)構(gòu)與物理特性，發(fā)展低碳環(huán)保的水性高端無(wú)醛膠黏劑，已推動(dòng)傳統(tǒng)低端的人造板制品在一些先進(jìn)的軍民領(lǐng)域（高鐵、艦艇、航空航天、酒店）的高端應(yīng)用將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。隨著我國(guó)實(shí)施的“碳中和”“碳達(dá)峰”的重大發(fā)展戰(zhàn)略，且對(duì)人們呼吸健康問題的日益重視，人造板作為一種綠色可再生的生物質(zhì)資源綜合利用產(chǎn)業(yè)，將會(huì)在未來(lái)減碳減排方面做出更大的貢獻(xiàn)，特別是發(fā)展更加健康環(huán)保的無(wú)醛添加人造板，將會(huì)取代部分塑料制品及金屬、無(wú)機(jī)材料在人居環(huán)境及工業(yè)領(lǐng)域獲得更為廣闊的應(yīng)用前景。