無醛人造板市場(chǎng)份額持續(xù)擴(kuò)大

在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，我國(guó)人造板產(chǎn)業(yè)迎來了歷史性發(fā)展機(jī)遇，增長(zhǎng)內(nèi)生動(dòng)力不斷增強(qiáng)，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革不斷推進(jìn)，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品供給能力持續(xù)提高，落后產(chǎn)能淘汰加速，整體步入高質(zhì)量發(fā)展階段。2021年，我國(guó)人造板產(chǎn)量為3.367 3億m3，同比增長(zhǎng)8.3%，連續(xù)4年增長(zhǎng)，被廣泛應(yīng)用于地板、家具、木門、木制玩具和工藝品、室內(nèi)裝飾等與人民生活息息相關(guān)的領(lǐng)域。隨著人民生活水平的提高，居室環(huán)境健康成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，無醛人造板產(chǎn)品的需求逐步提高。

1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

無醛人造板亦稱無甲醛添加人造板，是以木材或非木材植物纖維材料為主要原料，加工成各種材料單元，施加無甲醛膠黏劑或不施加膠黏劑，且不添加含有甲醛成分的其他添加劑生產(chǎn)，滿足團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CNFPIA3002—2018《無醛人造板及其制品》指標(biāo)限制要求的人造板。隨著人造板產(chǎn)業(yè)綠色升級(jí)，無醛人造板產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)步增長(zhǎng)，產(chǎn)品比例顯著提升，市場(chǎng)份額持續(xù)擴(kuò)大，2022年無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量約為810萬m3（無醛膠合板160萬m3，無醛纖維板20萬m3，無醛刨花板630萬m3），同比增長(zhǎng)36.36%，見圖1。

圖1  2020—2022年度無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量

我國(guó)無醛膠合板類產(chǎn)品產(chǎn)量近幾年保持穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2020年，我國(guó)無醛膠合板類產(chǎn)品產(chǎn)量約為125萬m3，占無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量的28.74%，占膠合板類產(chǎn)品總產(chǎn)量0.6%。2021年，無醛膠合板類產(chǎn)品產(chǎn)量約135萬m3，同比增長(zhǎng)8.00%，占無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量的22.73%，占膠合板類產(chǎn)品總產(chǎn)量0.6%。2022年，無醛膠合板類產(chǎn)品產(chǎn)量約160萬m3，同比增長(zhǎng)18.52%，占無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量的19.75%。產(chǎn)品種類進(jìn)一步豐富，主要生產(chǎn)用膠黏劑包括水性聚氨酯類膠黏劑（EPI）、豆基蛋白膠黏劑、木質(zhì)素膠黏劑、熱塑性樹脂膠膜等，不同膠黏劑制備的無醛膠合板產(chǎn)量見圖2。

圖2  2020—2022年度各類無醛膠合板產(chǎn)品產(chǎn)量

2020年，我國(guó)無醛纖維板類產(chǎn)品產(chǎn)量約為60萬m3，占無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量的13.79%，占纖維板類產(chǎn)品總產(chǎn)量的1.0%。2021年，無醛纖維板類產(chǎn)品產(chǎn)量約為89萬m3，同比增長(zhǎng)48.33%，占無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量的14.98%，占纖維板類產(chǎn)品總產(chǎn)量的1.4%。2022年，無醛纖維板類產(chǎn)品產(chǎn)量約為20萬m3，同比降低77.53%，占無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量的2.47%。無醛纖維板類產(chǎn)品生產(chǎn)用膠黏劑主要包括聚氨酯類膠黏劑、豆基蛋白膠黏劑等，不同膠黏劑制備的無醛纖維板產(chǎn)量具體見圖3。

圖3  2020—2022年度各類無醛纖維板產(chǎn)品產(chǎn)量

無醛刨花板類產(chǎn)品產(chǎn)量及應(yīng)用呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，2020年，我國(guó)無醛刨花板類產(chǎn)品產(chǎn)量約為250萬m3，占無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量的57.47%，占刨花板類產(chǎn)品總產(chǎn)量的8.3%。2021年，無醛刨花板類產(chǎn)品產(chǎn)量約為370萬m3，同比增長(zhǎng)48.00%，占無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量的62.29%，占刨花板類產(chǎn)品總產(chǎn)量的9.3%。2022年，無醛刨花板類產(chǎn)品產(chǎn)量約為630萬m3，同比增長(zhǎng)70.27%，占無醛人造板產(chǎn)品產(chǎn)量的77.78%。主要生產(chǎn)用膠黏劑包括聚氨酯類（MDI）膠黏劑、水性聚氨酯類膠黏劑、豆基蛋白膠黏劑及其他類膠黏劑，不同膠黏劑制備的無醛刨花板產(chǎn)量具體見圖4。

圖4  2020—2022年度各類無醛刨花板產(chǎn)品產(chǎn)量

2 技術(shù)研究

無醛人造板技術(shù)研究主要集中在無醛膠黏劑研發(fā)及其膠合工藝技術(shù)研究，人造板用無醛膠黏劑主要包括聚氨酯類膠黏劑、豆基蛋白類膠黏劑、淀粉類膠黏劑、熱塑性樹脂膠黏劑、木質(zhì)素膠黏劑等。國(guó)外無醛膠黏劑研究開始于20世紀(jì)50年代，到90年代末，無醛膠黏劑技術(shù)仍處于研發(fā)萌芽期，自1997年后進(jìn)入技術(shù)增長(zhǎng)期，目前國(guó)外無醛膠黏劑技術(shù)研究處于平穩(wěn)成熟階段。我國(guó)無醛膠黏劑技術(shù)研究2008年之前仍處于萌芽期，相關(guān)專利申請(qǐng)量較少，隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng)，無醛膠黏劑技術(shù)研究蓬勃發(fā)展，2012年之后，國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)量超越國(guó)外整體申請(qǐng)量，無醛膠黏劑研發(fā)種類進(jìn)一步豐富。

聚氨酯類膠黏劑富含異氰酸基及少量氨酯基，極性和活性較高，與木材中羥基反應(yīng)，使無醛產(chǎn)品具有優(yōu)異的膠合性和耐水性，聚氨酯類膠黏劑在我國(guó)無醛人造板生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。聚氨酯類膠黏劑人造板產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中安全防護(hù)要求較高，產(chǎn)品硬度高而影響其后續(xù)加工性能，穩(wěn)定狀態(tài)變形等問題也需進(jìn)一步探索和解決。姚周開展生物質(zhì)改性水性聚氨酯復(fù)合木材膠黏劑制備，對(duì)膠黏劑各組分結(jié)構(gòu)、耐水性能、耐熱性能等理化性能進(jìn)行了研究，并探究了木材膠黏劑的粘接性能。呂城龍等人開展不同施膠量下的異氰酸酯膠黏劑與木刨花的界面結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能分析。

豆基蛋白類膠黏劑是以豆粉或大豆分離蛋白等為原料制備的天然生物質(zhì)膠黏劑，價(jià)格低廉，黏貼力強(qiáng)，但豆基蛋白類膠黏劑人造板產(chǎn)品耐水性、抗霉變、抗蟲性、膠合穩(wěn)定性及工藝適應(yīng)性等方面需進(jìn)一步改進(jìn)。羅晶采用環(huán)氧化物增強(qiáng)大豆蛋白膠黏劑，利用交聯(lián)劑調(diào)控膠黏劑的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，改善大豆蛋白膠黏劑耐水膠結(jié)性能差、黏度高等問題。閆高陽(yáng)開展大豆基木材環(huán)保膠黏劑的結(jié)構(gòu)與性能分析，利用木質(zhì)素磺酸鈉、羧甲基纖維素鈉、蛋白酶對(duì)大豆蛋白質(zhì)進(jìn)行改性處理。

淀粉類膠黏劑是以淀粉為主要原料制備的天然高分子材料，天然環(huán)保，價(jià)格低廉，但存在濕膠合強(qiáng)度較低、耐水性不足、易霉變、黏度偏低等問題，作為人造板膠黏劑使用較少。邵卓峰等人對(duì)淀粉酯化-氧化改性、膠乳共混等復(fù)合改性，并加入交聯(lián)劑復(fù)配制備耐水性能優(yōu)異的高溫固化型木材用淀粉膠黏劑。陳磊以微細(xì)化玉米淀粉為原料，采用酸解、糊化、接枝聚合等多種淀粉改性方法，研究制備高性能淀粉基木材膠黏劑。

熱塑性樹脂膠黏劑是通過受熱和冷卻可反復(fù)被軟化和硬化的線形或支鏈形結(jié)構(gòu)聚合物，可替代傳統(tǒng)脲醛樹脂和酚醛樹脂膠黏劑，以溶體形式進(jìn)行黏結(jié)，黏結(jié)性好，耐水性優(yōu)良，但樹脂與木材的極性相差較大，界面相容性較差，熱壓溫度較高，且無法預(yù)壓，導(dǎo)致板坯固定和修整成本較高。于培靜利用等離子體處理技術(shù)對(duì)樹脂薄膜進(jìn)行表面改性，提高與楊木單板的界面相容性，研究制備力學(xué)性能良好和環(huán)保性的膠合板。劉曉輝對(duì)影響熱塑性樹脂膠合板制作過程中板坯溫度變化的主要因素進(jìn)行研究，以便更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量。

木質(zhì)素膠黏劑是基于木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元上羥基、羧基以及苯環(huán)等官能團(tuán)，參與多種化學(xué)反應(yīng)，制備人造板用無醛膠黏劑。木質(zhì)素膠黏劑多作為部分替代異氰酸酯膠黏劑使用，價(jià)格成本相對(duì)較低且膠合強(qiáng)度相當(dāng)，但存在固化溫度高、顏色過重等缺點(diǎn)。潘氏瑛對(duì)木質(zhì)素基膠黏劑的熱固化性能及膠結(jié)機(jī)理進(jìn)行研究。王麗等人探討了木質(zhì)素膠黏劑施加量、PMDI施加量、熱壓溫度、熱壓時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)纖維板性能的影響。

3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

甲醛釋放量是評(píng)價(jià)人造板及其制品環(huán)保性能重要指標(biāo)，我國(guó)現(xiàn)行人造板甲醛釋放限量標(biāo)準(zhǔn)有7項(xiàng)，其中，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)，環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)（見表1）。標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)和檢測(cè)方法已與國(guó)際接軌，其中GB/T 39600—2021《人造板及其制品甲醛釋放量分級(jí)》中的ENF級(jí)（≤0.025 mg/m3）是目前國(guó)際上對(duì)人造板及其制品甲醛釋放限量最嚴(yán)格的要求，ENF級(jí)在業(yè)內(nèi)俗稱無醛級(jí)，主要規(guī)定了消費(fèi)者最關(guān)心的甲醛限量指標(biāo)。團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CNFPIA 3002—2018《無醛人造板及其制品》給出了無醛人造板定義，從使用膠黏劑、甲醛釋放限量（≤0.03 mg/m3）和TVOC釋放率不得超過0.50 mg/（m2·h）（72 h）給出了要求，色漆飾面無醛人造板制品的可溶性重金屬含量同時(shí)應(yīng)符合GB 18584—2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 木家具中有害物質(zhì)限量》的要求。無醛和低醛產(chǎn)品是未來的發(fā)展方向，我國(guó)無醛人造板產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂研究持續(xù)推進(jìn)，促進(jìn)了人造板及其制品產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。

表1  我國(guó)現(xiàn)行人造板甲醛釋放限量標(biāo)準(zhǔn)

4 產(chǎn)品應(yīng)用情況

我國(guó)無醛人造板主要應(yīng)用于家具、地板等領(lǐng)域，其中家具領(lǐng)域的使用量占下游消費(fèi)市場(chǎng)的75%～80%，建筑領(lǐng)域的使用量占下游消費(fèi)市場(chǎng)的5%～10%，包裝領(lǐng)域的使用量占下游消費(fèi)市場(chǎng)的3%～5%，地板領(lǐng)域的使用量占下游消費(fèi)市場(chǎng)的2%～5%，其他領(lǐng)域的使用量占比5%～10%（見圖5）。95%以上無醛人造板經(jīng)二次飾面后應(yīng)用，主要飾面方式包括浸漬膠膜紙飾面、HPL（high-pressure laminates）飾面、聚丙烯（PP）飾面、油漆飾面、聚氯乙烯（PVC）薄膜飾面、CPL（continuous pressure laminate）飾面等。

圖5  我國(guó)無醛人造板應(yīng)用領(lǐng)域比例

對(duì)于人造板室內(nèi)使用限量，GB/T 39598—2021《基于極限甲醛量的人造板室內(nèi)承載限量指南》，給出了基于極限甲醛釋放量的人造板室內(nèi)承載限量計(jì)算方法和需考慮的要點(diǎn)等信息，適用于室內(nèi)家具、櫥柜、木質(zhì)門、木質(zhì)墻板、木質(zhì)地板等木質(zhì)制品使用的人造板承載限量。根據(jù)使用場(chǎng)景，消費(fèi)者可以理性選擇E1、E0和ENF級(jí)或無醛人造板產(chǎn)品，ENF級(jí)和無醛人造板產(chǎn)品更適合使用在人造板及其制品用量較大的空間，敏感人群使用空間，醫(yī)院、養(yǎng)老院和幼兒園等特殊場(chǎng)所以及特殊消費(fèi)群體等。

5 展望

未來無醛人造板產(chǎn)品的比例將持續(xù)提升，生產(chǎn)過程中及使用中的VOC釋放、游離酚等對(duì)人體健康有影響的其他物質(zhì)將逐步受到消費(fèi)者關(guān)注；無醛人造板產(chǎn)品的品種將進(jìn)一步豐富，生產(chǎn)效率和質(zhì)量要求將進(jìn)一步提高；無醛與人造板產(chǎn)品功能性需求將逐步結(jié)合，根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)所配置超薄、異型、阻燃、防潮、抗菌、防蟲、防靜電、低氣味等功能性無醛產(chǎn)品將成為主要發(fā)展方向之一；工藝及性能更加成熟的無醛飾面材料開發(fā)需求將更加迫切。

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