一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法.pdf

一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法，分别于机加工完成后的家具板材分件、喷漆完成后的组装件、装配前的皮料、纺织纤维物、塑料、泡沫填料等各表面喷涂经雾化后的对应型号的消除剂，分开放置并经自然干燥二十四小时以上，经检测合格后组装；消除剂主要从植物的树杆、茎、花、果实中提取，经处理后，家具中残留有机物去除率高：甲醛去除率达95％以上，苯及其衍生物去除率93％以上，总挥发有机物(TVOC)去除率98％以上；且安全性好、针对性强、不会造成家具及环境的二次污染。

1.  一种消除家具中甲醛和苯及总挥发有机物的方法，其特征在于：分别于机加工完成后的家具板材分件、喷漆完成后的组装件、装配前的皮料、纺织纤维物、塑料、泡沫填料等各表面喷涂经雾化后的对应型号的消除剂，分开放置并经自然干燥二十四小时以上，经抽检合格后再进行组装。

2.  根据权利要求1所述的一种消除家具中甲醛和苯及总挥发有机物的方法，其特征在于：其工艺设备包括空气压缩机(21)，储液灌(22)、输气管道(23)、输液管道(24)、工作台(25)、排风机(26)及喷枪；储存在储液灌(22)中的消除剂经输液管道(24)传输到各组工作台，在输液管道(24)上设有消除液接头(28)；同时空气压缩机(21)将高压空气经输气管道(23)输送到各组工作台(25)，在输气管道(23)上设有压缩空气接头(27)；利用喷枪将经高压空气雾化后的对应型号的消除剂，喷涂到机加工完成后的家具板材分件、喷漆完成后的组装件、装配前的皮料、纺织纤维物、塑料、泡沫填料等各表面，然后分开放置于静置车间进行自然干燥二十四小时以上，经抽检合格后再进行组装。

3.  按照权利要求1所述的一种消除家具中甲醛和苯及总挥发有机物的方法，其特征在于：所述的消除剂有效成份主要从植物的树杆、茎、花、果实中提取，如板蓝根、鱼醒草，金荞麦，薄荷醇等提取。

一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法
技术领域
本发明涉及一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高和对健康及环保意识的加强，人们对家具中残留的有害物质要求越来越高，而在家具制造中需大量使用胶合板、细木工板、中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板等人造板，而这些板材在生产过程中需使用以脲醛树脂为主的胶粘剂，板材中残留或反应不存的甲醛就会逐渐向周围环境释放；同时，家具在连接固定及组装工序中普遍使用粘合剂，而这种粘合工序至少留下了苯、二甲苯、甲醛等低沸点易挥发VOC物质；另外，喷漆工序通常使油漆，包括光敏树脂、氨基树脂漆、天然漆、丙烯酸、不饱和聚酯漆、聚氨酯漆、硝基漆、醇酸漆等，这类家具漆以有机溶剂为稀释剂，与合成树脂(如聚酯、环氧、有机硅等)、颜料、填料、助剂等配合使用，分底漆、固化漆、面漆等多道工序。其中稀释剂、助剂为多种有机混合物，残存在喷涂面的物质有苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酸丁酯、丙酮、乙醚、丁醇、环已酮、TDI(甲苯二异氰酸酯)、醋酸丁酯、甲醛、乙醛、甲酸等50多种有机物，这些物质在喷漆过程或施工完毕后一段时间内可向空气大量释放；还有，家具中的皮料、纺织纤维物、塑料、泡沫填料等也不可避免残留有甲醛和苯等挥发有机物。所以，如何消除这些有害残留物质对家具制造业尤为迫切。目前，现有的消除方法普遍采用物理吸附技术如活性碳吸附和化学吸附中和技术，物理吸附技术时间长、效率低和消除效果不理想；而化学吸附中和技术一般采用络合技术与甲醛发生反应，破坏甲醛、苯等有害气体分子结构，从而达到降低甲醛等的浓度，使用这类产品的缺点是效果受饱合性限制，一般须多次使用并且不能在漆面和皮料、纺织纤维物、塑料、泡沫填料等上直接使用，且控制不好容易造成二次污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种效率高、效果好、针对性强、不会造成二次污染、能消除家具各组件中甲醛和苯等挥发有机物的方法。
为解决上述问题，本发明的一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法是：分别于机加工完成后的家具板材分件、喷漆完成后的组装件、装配前的皮料、纺织纤维物、塑料、泡沫填料等各表面喷涂经雾化后的对应型号的消除剂，分开放置并经自然干燥二十四小时以上，经抽检合格后再进行组装。
本发明的一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法，其工艺设备包括空气压缩机，储液灌、输气管道、输液管道、工作台、排风机及喷枪。储存在储液灌中的消除剂经输液管道传输到各组工作台，在输液管道上设有消除液接头；同时空气压缩机将高压空气经输气管道输送到各组工作台上，在输气管道上设有压缩空气接头；利用喷枪将经高压空气雾化后的对应型号的消除剂，喷涂到机加工完成后的家具板材分件、喷漆完成后的组装件、装配前的皮料、纺织纤维物、塑料、泡沫填料等各表面，然后分开放置于静置车间进行自然干燥二十四小时以上，经抽检合格后再进行组装。
本发明所述的用于消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的消除剂，主要从植物的树杆、茎、花、果实中提取。提取的液体中存在有气味的化合物，这些有气味的化合物会有大量复杂的化合物，其功能之一是渗透、扩散作用，这种物质坚负起携带消除剂有效成分进入施工材料里层的作用，它们绝大多数是植物油或植物汁的主要组成成分，目前可以分成四大类：
(1)萜类，这些天然存在的化合物是植物油中最重要的成分。它们都有共同的分子式C₁₀H₁₆、例如：蒎烷、薄荷烷等。
(2)直链化合物，组成这一部分的化合物有醛、醇和酮。广泛存在于由果实提取的可挥发的油中，例如：葵醇、月桂醇等。
(3)苯的衍生物，从玫瑰油中提取到苯乙醇，从水仙汁中可提取到苯甲醛、苯甲酸甲酯等。这类化合物与从苯、特别是从丙苯衍生出来的化合物有相同的分子式。
(4)其它化合物，如：香草醛、肉桂酸和甲酸香叶酯等都是从植物油或汁液中提取。
根据消除物中残留成份的不同，选配不同的植物提取液，分别配制成消除甲醛的1#消除剂、消除苯及其衍生物的2#消除剂、消除总挥发有机物的3#消除剂。
由于选配的消除剂含多种有效成分，经系统雾化后均地散布在家具材料(如人造板材、皮质材料、化纤纺织物以及家具填充物等)表面，有效成分迅速深入家具材料里层与相对应的物质(如甲醛等)发生反应，使残存在家具材料里的有机污染物得到彻底清除。
消除剂中的醇类不但可以与家具材料中的醛发生反应，生成不严格的半缩醛分子，而且能与有机酸发生反应。有机酸是家具材料中的臭气的组成之一，尤其是家具软性基材异味的主要组成部分，所以醇类的除味贡献最大。
消除剂的作用机理：
1.“动能作用”理论
经配制的消除剂经系统雾化后，在空间扩散液滴的半径≤0.04mm，液滴在强大的气动状态下，快速接触基材(主要指家具软性材料)表面并迅速向里层扩散。滴液具有很大的表面能，平均每摩尔约为几十千卡，这个数量级的能量已是许多元素中键能的三分之一至二分之一。滴液的表面不仅能有效吸附基材的有机异味分子，同时也能使被吸附的异味分子的主体构型发生改变，削弱了异味分子中的化合健，使异味分子的不稳定性增加，容易与其它分子进行化学反应。称为“动能作用”理论。
2、“移动活性”理论
由于消除剂的有效成分来源于植物，故此它们当中大多数含有多个共轭双健体系，有提供较强电子对能力，这样又增加它与异味分子的反应活性。
3、“催化反应“理论
被消除剂吸附的有机污染物与空气中的氧接触，此时的污染物因上述两种原因使得它的反应活性增大，改变了与氧气反应的机理，从而可以在常温常压下与氧发生催化氧化反应，并生成无毒无味分子，如：水、氧、硫酸根离子等。
消除剂有效成分与相对应的有机污染可存在以下几种反应：
a)酸碱反应
消除剂中含有生物碱，它可以与硫化氢等酸性物质反应。与一般酸碱反应不同的是，一般酸碱反应是有毒的，不可食用，不能生物降解。而消除剂可生物降解、无毒。
b)催化氧化反应
又如硫化氢在一般情况下不能与皮具表层中的氧气进行反应，但在消除剂的催化作用下，则可以与氧反应。
c)路易斯酸碱反应
例如，苯硫醚与消除剂的反应就属于这一类，苯硫醚是一个路易斯酸，而在其中的含氮化合物属路易碱。两者都可以反应。
d)从热力学的角度来讨论，经过雾化的消除剂液滴，其半径≤0.04mm。在这种情况下，足以破坏有机污染分子中的健，使之不稳定、易分解。
e)氧化还原反应
例如：甲醛具有氧化性，消除剂中的有效成分具有还原性。它们可以直接进行反应。所以无论是什么性质的材料，除醛效果都十分理想。
利用本发明的一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法，家具中残留有机物去除率高：甲醛去除率达95％以上，苯及其衍生物去除率93％以上，总挥发有机物(TVOC)去除率98％以上；且安全性好、针对性强、不会造成家具及环境的二次污染。
附图说明
图1为本发明的一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法的工艺布置图。
图2为本发明的一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法的产品检测系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法，其工艺设备包括空气压缩机21，储液灌22、输气管道23、输液管道24、工作台25、排风机26及喷枪。储存在储液灌22中的消除剂经输液管道24传输到各组工作台25，在输液管道24上设有消除液接头28；同时空气压缩机21将高压空气经输气管道23输送到各组工作台25上，在输气管道23上设有压缩空气接头27；利用喷枪将经高压空气雾化后的对应型号的消除剂，喷涂到机加工完成后的家具板材分件、喷漆完成后的组装件、装配前的皮料、纺织纤维物、塑料、泡沫填料等各表面，然后分开放置于静置车间进行自然干燥二十四小时以上，经抽检合格后再进行组装。
其具体的工艺流程为：
一.胶合板件(家具板材分件)残留有机物的消除
1.取一定数量的胶合板件(家具板材分件)在其机加工完成后组装前即进入残留有机物的消除工序：
a、查看加工后胶合板件原始资料，如甲醛含量指标、板材类别、供货商提供第三方环保性能检测报告。经确认该批次胶合板材的级别为无级别胶合板(见胶合板处理后甲醛检测结果表)。
b、确认该胶合板件甲醛含量级别之后，将储存在储液灌22中的1#消除剂，按40ml/m²的施液量，经压缩空气加压雾化，利用喷枪对板材分件各表面进行喷涂，喷液的先后次序为分件正面→背面→侧面→头尾端面→洞孔、铆眼。
具体操作方法：操作工人右手把握好已经调节雾化半径的喷枪，枪口与板材分件的距离保持在20-30cm间喷雾，左手移动板材分件，边喷涂边移动板材分件，总之要均匀全面，不要留下空白，死角。根据板材的类别和甲醛的含量决定施液量及喷涂次数。
c、施液量：正面、背面用量相同；端面是正、背面两倍量；洞孔、铆眼为端面两倍量，各分件材料的施液量见下表：
不同级别的板材施液量表

2、同批次板材分件必须在4小时内喷完。贴上标签，统一存放在指定的环境内。
3、处理件存放周期，根据气候变化规律，一般地，春夏天存放时间为21天，秋冬天存放时间为14天，各种分件材料存放时间见下表：
分件存放时间表

4、处理件存放期满的检测，检测系统如图2所示，其包括空气进气口1、空气过滤器2、空气温湿度调节系统3、空气流速调节器4、空气流量调节器5、密封舱6、气流流速和空气循环的控制装置7、温湿度传感器8、温度和湿度的监测系统9、排气口10、空气取样集气管11、直读式甲醛检测仪12、直读式苯及TVOC检测仪13。凡经处理的分件存放期满后立即进入抽检环节，经抽检确认符合要求后方可下线，对于达不到要求的分件则重复上述的工序。样品的检测：
(1)取样
从每批次分件中随机抽取5％的样品，并将抽取的样品包裹在预先准备好的铝箔或气密性聚乙烯袋内，每个袋只袋一个样品，从选择样品到装进袋内，不应超1小时，并立即放进密封舱6内进行测试。样品外包装应注明：分件名称、处理系统型号、工作液型号，处理日期，存放周期等，平衡2h后进行检测。
(2)检测
①密封舱6的准备
A、密封舱6的建设容积为40m³(4×4×2.5)m；
B、密封舱6的内壁村料应采用不锈钢、铝(磨沙或打边先)、玻璃等情性材料。
C、密封舱的运行条件应符合下列规定：
①湿度：23+1℃；②相对湿度：45％±5％；③空气交换率：1±0.05次/h；④被测样品表面符近空气流速：0.1～0.3m/s；⑤测定分件游离甲醛、苯、甲苯、二甲苯及TVOC释放前，测试舱内洁净空气中甲醛、苯、甲苯、二甲苯及TVOC含量应处在“低于检出限”或“未检出水平”。
D、在检测前应做好净化、调湿、调温测试本底值等工作，首先用碱性清洗剂清洗舱内壁，再用去离子水成蒸馏水擦洗两次，然后进行干燥净化。净化清洁的空气应在符合条件通入，调节温度、湿度，空气流速、气密性等，将测试舱参数调至稳定的测试条件，在上述条件下，平衡2h，用直读式甲醛检测仪12、直读式苯及TVOC检测仪13测定舱内甲醛、苯、甲苯、二甲苯及TVOC的本底浓度，然后开启测试舱放入样品，受检样品面向上，平铺在舱底，使空气流速均匀地从受检样品表面通过，平衡2h后进行检测。
②甲醛和苯及TVOC检测仪实时监测
使用：直读式甲醛检测仪12的型号为INTERSCAN-4160-2型；直读式苯及TVOC检测仪13的型号为PGM-7240或PGM-7600手持式挥发性有机物检测仪。
检测前应检查仪器是否检定，是否较准，能否正常工作，得到确认后进仪器调零，调零后将仪器探头插入测试舱采样口进行检测，先测舱内本底值，作好记录；
密封舱6内放入样品后，需连续监测甲醛、苯、甲苯、二甲苯及TVOC浓度，每15min观察各测定仪上的读数，观察并记录分件甲醛、苯、甲苯、二甲苯及TVOC释放量变化，直到连续4次测量结果都在均值的±5％范围内，并未显示上升或下降的趋势，所获得的结果即为甲醛、苯、甲苯、二甲苯及TVOC的平均浓度。
检测结果如下表：
胶合板处理后甲醛检测结果：

二.喷漆完成后的家具组装件残留苯及其衍生有机物的消除
1.喷漆完成后的家具组装件在第二道面漆干燥后即进入残留有机物的消除工序：
a、查看漆板的原始记示：板材类别、底色漆、封闭漆、第一道底漆、第二道底漆、第一道面漆、灰尘漆、第二道面漆；以及颜料、填料、助剂、油漆稀释剂等有害物质量的含量、成分。每种材料是否附有第三方环保性能检测报告。
b、确认漆板含有的苯及其衍生有机物的主要成分后，利用2#消除剂，按10ml/m²的施液量喷涂，经压缩空气加压雾化，利用喷枪对家具组装件漆板各表面进行喷涂，这一环节只喷油漆面，具体操作方法与消除家具板材分件的操作方法相同。
c、施液剂量说明：10ml/m²。
2、同批次分件必须4小时处理完毕，若同批次分件数量较大，可分多次，采取4小时一次的办法处理，分件处理完毕按要求存放，不可堆沓在一起。
3、漆板处理件存放周期：不超6天。
4、漆板处理件期满后的环保性能检测：检测系统如图2所示。凡经处理的组件存放期满后立即进入抽检环节，抽检确认符合要求后方可下线，对于达不到要求的组件则重复上述的工序，检测结果如下表。
漆板处理后苯及TVOC检测结果：

三.家具皮料、纺织纤维物、塑料、泡沫填料等残留有机物的消除
这一类的软性物料以常见的挥发性有机物为主要消除对象，利用3#消除剂，选择消除剂的施液量及喷涂次数，经压缩空气加压雾化，利用喷枪对其进行喷涂。
其他工序与上述喷漆完成后的家具组装件的消除工序相同。
四.对比实验检测结果
抽取规格、型号、批次均相同的A、B两组样品，其中A组样品是经过利用本发明的一种消除家具中甲醛和苯等挥发有机物的方法进行污染物消除处理，而B组样品则不经过对污染物的消除处理，其对比实验检测结果如下表：
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