本发明涉及家具制造材料以及整装领域，主要是通过一定的制备方法，使普通刨花板具备自吸附及分解甲醛及有害挥发性有机物(tvoc)的能力。
背景技术：
刨花板就是以木材边角废料或其他非木材植物加工成刨花或碎料，施加胶黏剂和其他添加剂热压而成的板材。按板材结构分单层、三层、渐变结构刨花板，它又叫做微粒板、蔗渣板。其大幅度提高了木材的的循环利用，克服解决了产品质量问题，在家具制造及室内装修领域得到了广泛的应用。目前我国刨花板使用占比远低于其他国家地区，正处于起步阶段。我国人造板在全球中的占比达到50%，但刨花板在我国人造板中的占比不足10%，而在欧洲、东南亚和北美等地区刨花板的占比均超过50%。随着国民经济的快速发展和对自然自然资源需求量的增加，刨花板的安全性和环保性问题也越来越引起人们的重视，也促进了相关刨花板功能性产品的研发。
制作刨花板所用的胶粘剂一般可分两大类：蛋白质胶和合成树脂胶。蛋白质胶目前已经基本不再使用，合成树脂胶有脲醛树脂胶和酚醛树脂胶两类，但以脲醛树脂胶为主。用其制成的刨花板质量好，强度高，耐水、耐热性，化学稳定性好。一般采用的树脂胶用量为：单层板8－12％，三层结构板芯层，施胶量为6－8％，表层为10－12％，渐变结构板平均用胶量为8－10％。
脲醛树脂虽然具有粘合强度高，对热对光稳定性高，价格低廉等优点，但其突出缺点是游离甲醛含量高，也是刨花板甲醛释放超标的主要来源。其中测定脲醛胶游离甲醛释放量(ffe)可分为3个指标：e1为<9mg/100g，e2为<30mg/l00g，e3为<60mg/100g，目前我国主要使用的是e3级产品，环保型脉醛胶是指el和e2级脉醛胶。el和e2级的用量不足20%。大部分企业所生产的刨花板都存在甲醛过量释放的问题。另外，在刨花板热压成型制造过程中，由于树脂中通过聚合反应生成的稳定性较差的羟甲基和二亚甲基醚键受外界影响时容易断裂分解，会分解产生大量的游离甲醛及有毒气体，另外在使用过程中脲醛树脂胶会在一定的温度及湿度下持续分解释放至外部的空间中，再者木材自身的半纤维素分解、木素中的甲氧基键断裂，也会释放出少量的甲醛，这3种甲醛来源使刨花板在长期的使用过程中持续释放低量的甲醛，通常释放作用可以持续3-15年。通过外部方法几乎无法彻底解决其长期释放甲醛的问题。
目前清除甲醛比较可靠的处理方法主要有光催化氧化法，金属氧化剂法，活性炭吸附法及臭氧吸附法等等，这些在一定程度上和短时间内能够解决室内甲醛及有害挥发性有机物(tvoc)过量的问题，但是这些方法效果存在差异，越是有效的方法成本越高，给消费者带来了一定的经济负担，不能从根本上解决板材型家具所产生的持久性甲醛释放问题。本发明在以上发明的基础上，从制备刨花板的工艺出发，按照研究配方，加入一定比例的甲醛吸附及分解组分，在不影响刨花板使用性能的基础上，较大幅度减少刨花板生产及使用过程中所产生的甲醛长期释放问题，从产品制备源头解决甲醛所带来的一系列问题，是一种高效，低成本的解决板材生产使用过程中甲醛危害的方法，具有良好的使用价值和推广前景。
技术实现要素：
本发明提出了一种环保型甲醛吸附刨花板的制备方法，在刨花板的加工过程中，使用天然高分子可降解物质和可产生自由基的化合物按照一定比例进行复配，再通过一定的特定工艺制备具有自吸附及分解甲醛及各类tvoc污染物的刨花板材。
实现本发明的技术方案是：一种环保型甲醛吸附刨花板的制备方法，步骤如下：
（1）缩合类鞣质的复配与初加工：将缩合类鞣质粉碎至200-500目之间；
（2）粘合剂的准备：将含有甲醛的粘合剂与水混合，使用氢氧化钠溶液将其ph值调节至7.5-9.0之间；
（3）自吸附甲醛刨花板的制备：将缩合类鞣质与木刨花搅拌均匀，搅拌过程中喷入粘合剂，加入过氧化钙和增强纤维，搅拌均匀得到热压原料；
（4）将步骤（3）得到的热压原料在热压机中进行热压成型，得到甲醛吸附刨花板。
所述步骤（1）中缩合类鞣质为落叶松鞣质，荆树皮鞣制，坚木鞣质，山槐树皮鞣质或柚柑树皮鞣质中的任意一种。
所述步骤（2）中含有甲醛的粘合剂为酚醛树脂、脲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂中的任意一种。
所述步骤（2）中含有甲醛的粘合剂与水的质量比为1：（1-3）。
所述步骤（3）以热压原料的总质量为基准，缩合类鞣质、过氧化钙和增强纤维的加入量分别为2.5-5.5%，0.2-0.5%，0.1-0.3%。
所述步骤（3）中缩合类鞣质与木刨花以400-600转/min的转速搅拌10-15min，加入过氧化钙和增强纤维后在转速600-800转/min的条件下搅拌5-8min。
所述步骤（4）中热压温度为180℃，压强10-15mpa，热压时间10-15min。
所述甲醛吸附刨花板的板密度为0.8-1.1g/cm3。
所述步骤（3）中的增强纤维为芳纶浆粕、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维或聚酯纤维短纤维中的任意一种。
所述步骤（3）中粘合剂的加入量为热压原料质量的10-12%。
本发明将甲醛吸附物质缩合类鞣质：落叶松鞣质，荆树皮鞣制，坚木鞣质，山槐树皮鞣质，柚柑树皮鞣质，作为甲醛吸附的主要成分，将其粉碎到粒度范围为200-500目之间。这些鞣质为缩合类鞣质，分子量范围在1000-3000之间，其是一种天然高分子材料。这些鞣质的主要成分为儿茶素+儿茶素五聚体+儿茶素七聚体+儿茶素多聚体等。一定细度的缩合类鞣质一方面具有较大的比表面积和天然孔径，其能够吸附和捕获刨花板所产生甲醛及其他有害气体。
另一方面缩合类鞣质在高温，水分的作用下会逐渐降解，降解为儿茶素及表儿茶素单体。这类缩合类鞣质的降解作用会持续进行，可以在刨花板的使用过程中持续发挥吸附甲醛的作用。其吸附原理为：儿茶素、表儿茶素总存在的间苯二酚和间苯三酚a环上有一强亲核反应中心即a环6位和8位，具体见下式：
在碱性条件下，甲醛作为亲电试剂可以与上述亲核反应中心发生反应，形成高分子聚合物，
由甲醛交联反应的鞣质分子见下式：
经过降解的鞣质分子可以与甲醛发生交联反应，形成经过稳定亚甲基桥联接的高分子物质，此种高分子物质的活性基团相比较交联前大大减少，可以稳定存在，并且不会再继续分解释放有害物质，并且所形成的聚合物是一种高分子物质，对刨花板的强力影响较小。
本发明在使用缩合类鞣质为主要吸附甲醛的成分的同时，还加入了一定量的过氧化钙（加入量为刨花板总质量的0.2-0.5%）作为辅助分解甲醛及tvoc的成分。过氧化钙又称二氧化钙，为白色或淡黄色结晶粉末，无臭无味，难溶于水，不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，加热至315℃时开始分解，温度达到400～425℃完全分解，常温干燥的条件下非常稳定，在制备刨花板180℃左右的高温不会发生分解。将其作为辅助添加成分的原理是：其在常温下，或者遇到微量水分子时会非常缓慢的分解产生羟基自由基（·oh）和超氧离子自由基（·o2-），此种自由基可以将刨花板中的游离甲醛及氧化为挥发性有机物(tvoc)氧化为无害的co2和水，同时过氧化钙产生的自由基又可以将缩合类鞣质氧化生成的深色醌类物质氧化，防止了刨花板颜色变深对外观质量造成的影响。过氧化钙的加入放到刨花与缩合类鞣质加入搅拌步骤之后，转速600-800转/min的条件下搅拌5-8min。
本发明的有益效果是：本发明在刨花板成分中添加了增强型纤维，其目的是减少缩合类鞣质的添加对刨花板力学性能所带来的不利影响，起到增强刨花板结合强度的作用，同时因为纤维的存在，其毛细管作用可以作为水汽及气体运送的通道，提高了甲醛吸附及分解成分的工作面积及效率，其添加量控制在刨花板总质量的0.1-0.3%之间，可用的增强型纤维主要包括芳纶浆粕，聚丙烯纤维，聚丙烯腈纤维，聚酯纤维短纤维。
本发明利用落叶松鞣质，荆树皮鞣制，坚木鞣质，山槐树皮鞣质，柚柑树皮鞣质为刨花板的甲醛吸附成分，具有效果良好，不易降解的特点，可以在刨花板的使用过程当中持续吸附甲醛。
从刨花板的加工成分的改变入手，从根本上解决了刨花板加工工艺带来的甲醛长期释放问题。而相比较其它方法都是从刨花板外部解决甲醛释放问题，不能从源头及根本上解决甲醛释放问题。是一种有效且成本低廉的处理刨花板甲醛释放问题的方法，具有良好的市场前景和应用范围。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种环保型甲醛吸附刨花板的制备方法，可以分为以下几个步骤：
1.缩合类鞣质的复配与初加工：将甲醛吸附物质缩合类鞣质落叶松鞣质，荆树皮鞣制，坚木鞣质按照1:1:1的比例混合，混合后使用粉碎机将其继续粉碎到粒度200目。
2.粘合剂的准备：将脲醛树脂粘合剂与水按照1:1的比例范围进行混合，使用氢氧化钠溶液将其ph值调节至8.0备用。
3.自吸附甲醛刨花板的制备：设置喷胶量占到总质量的10%。吸甲醛成分缩合类鞣质加入量占到刨花板总质量的2.5%，板密度为0.8g/cm3，使用搅拌机将木刨花与缩合类鞣质混合,在转速400转/min的条件下搅拌10min，加入一定量的过氧化钙（加入量为刨花板总质量的0.2%），加入0.1的增强纤维芳纶浆粕短纤维，在转速600转/min的条件下搅拌5min。
4.热压成型：将配制好的原料加入热压机中进行热压，热压工艺参数设置如下：温度180℃，压强10mpa,热压时间10min。
实施例2
一种环保型甲醛吸附刨花板的制备方法，可以分为以下几个步骤：
1.缩合类鞣质的复配与初加工：将甲醛吸附物质缩合类鞣质坚木鞣质，山槐树皮鞣质，柚柑树皮鞣质按照2:1:1比例混合，混合后使用粉碎机将其继续粉碎到粒度300目。
2.粘合剂的准备：将脲醛树脂粘合剂与水按照1:2的比例范围进行混合，使用氢氧化钠溶液将其ph值调节至7.5备用。
3.自吸附甲醛刨花板的制备：设置喷胶量（粘合剂）占到总质量的11%。吸甲醛成分缩合类鞣质加入量占到刨花板总质量的3%，板密度为0.9g/cm3，使用搅拌机将木刨花与缩合类鞣质混合,在转速500转/min的条件下搅拌12min，加入一定量的过氧化钙（加入量为刨花板总质量的0.3%），加入0.2%的一种增强纤维聚丙烯纤维，在转速700转/min的条件下搅拌6min。
4.热压成型：将配制好的原料加入热压机中进行热压，热压工艺参数设置如下：温度180℃，压强12mpa,热压时间12min。
实施例3
一种环保型甲醛吸附刨花板的制备方法，可以分为以下几个步骤：
1.缩合类鞣质的复配与初加工：将甲醛吸附物质缩合类鞣质：落叶松鞣质，坚木鞣质按照1:1比例混合，混合后使用粉碎机将其继续粉碎到粒度400目。
2.粘合剂的准备：将三聚氰胺粘合剂与水按照1:3的比例范围进行混合，使用氢氧化钠溶液将其ph值调节至8.5。
3.自吸附甲醛刨花板的制备：设置喷胶量（粘合剂）到总质量的12%。吸甲醛成分缩合类鞣质加入量占到刨花板总质量的4%，板密度为1.0g/cm3，使用搅拌机将木刨花与缩合类鞣质混合,在转速550转/min的条件下搅拌13min，加入一定量的过氧化钙（加入量为刨花板总质量的0.4%），加入0.25%的增强纤维聚丙烯腈纤维短纤维，在转速750转/min的条件下搅拌7min。
4.热压成型：将配制好的原料加入热压机中进行热压，热压工艺参数设置如下：温度180℃，压强13.5mpa,热压时间13min。
实施例4
一种环保型甲醛吸附刨花板的制备方法，可以分为以下几个步骤：
1.缩合类鞣质的复配与初加工：将甲醛吸附物质缩合类鞣质荆树皮鞣制，坚木鞣质，山槐树皮鞣质按照5:3:1混合，混合后使用粉碎机将其继续粉碎到粒度500目。
2.粘合剂的准备：将脲醛树脂粘合剂与水按照1:2的比例范围进行混合，使用氢氧化钠溶液将其ph值调节至9.0备用。
3.自吸附甲醛刨花板的制备：设置喷胶量（粘合剂）占到总质量的12%。吸甲醛成分缩合类鞣质加入量占到刨花板总质量的5.5%，板密度为1.1g/cm3，使用搅拌机将木刨花与缩合类鞣质混合,在转速600转/min的条件下搅拌15min，加入一定量的过氧化钙（加入量为刨花板总质量的0.5%），加入0.25%的一种增强纤维：聚酯纤维短纤维，在转速800转/min的条件下搅拌8min。
4.热压成型：将配制好的原料加入热压机中进行热压，热压工艺参数设置如下：温度180℃，压强15mpa,热压时间15min。
通过对以上刨花板制备实施例的吸甲醛及力学性能测定（10天），结果如下：
*代表差异显著
同时对其出厂后30-180天进行游离甲醛释放量检测，结果如下：
*代表差异显著
通过以上测试结果可以看出，实施例对照空白样甲醛释放量大大降低（10天），并且在长期的时间里（30-180天）甲醛释放量很低，大大低于空白对照的甲醛释放量。并且其力学性能和指标对比空白样没有太大改变甚至个别性能还得到了提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。