地采暖用木质地板甲醛释放量检测方法探讨

地采暖用木质地板甲醛释放量检测方法探讨

周禄平

湖州市检验检测中心   浙江省湖州市

摘要：随着地暖辐射供暖技术的广泛应用，地采暖用木质地板游离甲醛释放的检测与无醛胶黏剂的研发越来越受到重视。通过对木地板甲醛释放量检测方法的分析，以期为制造出更绿色的地采暖用木质地板提供思路，为未来实现地采暖用木质地板的无醛化提供参考。文章重点就地采暖用木质地板甲醛释放量检测方法进行研究分析，以供参考和借鉴。

关键字：地采暖用；木质地板；甲醛释放量；检测方法

引言

随着人民生活水平不断提高，科学技术不断进步，地面辐射供暖技术被广泛用于新建住宅。据不完全统计，装有地暖的民用住宅中，约80%的卧室地面铺装的是木地板，地采暖用木质地板的应用市场十分广阔。地面供暖系统是通过地面辐射层中的热媒在加热管内循环流动，均匀加热整个地面，利用地面自身蓄热和热量辐射的规律，由下至上传导热量，传热均匀，效率高，但也会增加地面铺设材料的VOC释放。现有标准中，甲醛释放量检测方法按规定进行，其甲醛释放限量及检测方法仅适用于常温使用状态的木质地板，随着地面供暖系统应用地域的不断扩大，需要研讨适用于地采暖木质地板的甲醛释放限量的检测方法。

1地采暖用木质地板概述

地采暖是以加热的热介质由下而上辐射和对流的传热方式均衡加热整个地面，配合地面的储热功能使得整个地面发散热量，最终实现提升温度的效果。地热的取暖方式因符合人们头凉脚热的环境感觉，且不占用生活空间等原因备受人们推崇。现今冬天利用地采暖形式的地区不仅局限于我国北部，也逐渐在我国中南部普遍延展。随着地热取暖方式在我国的普及，地热系统附属产品之一的地热木质地板的质量安全等问题也备受重视。简单来说，地采暖用木质地板是用于地采暖系统上，并依据地热环境变化对木质地板各项性能进行改良的一类地板产品。

2木制品的甲醛检测及定量分析方法

第一，气体分析法。该方法的缺点是测试温度较高，且相对湿度较低，高温低湿的测试环境与地板的实际使用环境相悖，必然导致测试结果出现偏差；第二，干燥器法。该方法使用的干燥器是一个密闭的空间，无空气交换，且空间较小，严重偏离地板的实际使用条件。此外，测定的只是24h内试件的甲醛散发量，而不是总可散发量；第三，穿孔萃取法。通过高温和萃取的方式，可将板材中所含的甲醛全部测定出来，因此该方法测定的是人造板内游离甲醛的总含量，而人造板中的游离甲醛不可能全部散发出来，两者不存在对应关系，用于评价地板的甲醛释放量有欠客观，高温检测环境可影响板材的理化性能；第四，气候箱法。气候箱法测试空间大，设置空气换气率（1.0±0.05）h－1、试件表面空气流速（0.1～0.3m/s）及承载率（1.0±0.02）m2/m3。室内通风换气是建筑正常使用的必要条件，欧洲、美国标准和民用建筑工程室内环境污染控制规范均规定，模拟室内环境测试舱测定人造板等挥发有机化合物时，标准舱内换气次数为1.0次/h；现行行业标准规定，居住建筑冬季采暖和夏季空调室内换气次数为1.0次/h，并以此来设计确定室内温度和其他指标。

3地采暖用木质地板甲醛释放量检测方法

3.1温、湿度的影响研究

在研究温度对板材甲醛释放的影响时发现，升高温度将促进板材甲酸释放，尤其是初始阶段的甲醛释放速率，8h内释放量就可达到释放总量的80%以上，说明该阶段的甲醛释放对外界温度变化最敏感。随着时间的延长，甲醛释放速率逐渐减慢并趋于平缓，达到动态平衡。其原因是温度升高尤其是超过30℃时，会造成板材中已固化的脲醛树脂分解并释放出甲醛，且随着温度上升其分解力度加大，甲醛释放量增多。相对湿度升高也会促进甲醛释放，因为在湿度大的环境中，胶黏剂逐步发生水解并释放出甲醛，即使已经固化的胶黏剂，在高湿条件下也会发生水解反应。已有研究发现，当湿度低于50%时，随着湿度增加，胶合板释放的甲醛量仅小幅上升，但当相对湿度超过50%时，甲酸释放量随湿度的增大而明显加大。

3.2检测方法研究

相关规范标准规定，地板甲醛释放量检测方法采用气候箱法，甲醛释放量指标参照GB 18580的限定，试验温度为（23±1）℃，甲醛限量值（E1≤0.124mg/m3），没有考虑环境温度对地板甲醛释放量的影响，也没有规定地采暖地板在较高温使用状态下的限量，不能准确评价地采暖状态下地板的甲醛释放量。已有的地采暖用地板甲醛释放变化规律的研究，较多采用的是干燥器法，并在干燥器下面增加加热装置，但加热方式不同。有些研究完全按照地采暖铺装的方式进行加热，将粒径为5～12mm的豆石混凝土铺设于烘箱电热管之上，厚度为50mm，电热管首先加热混凝土，混凝土再将热量传递给地板试样；恒温恒湿处理在烘箱内完成，用40L的干燥器置于40℃的烘箱内收集甲醛。该方法的问题是：1）恒温恒湿处理过程仅考虑了温度因素，没有考虑湿度因素；2）干燥器置于烘箱内整体加热，与地采暖加热的实际情况有差距，因为地采暖加热时，由下至上存在温度梯度；3）干燥器法与地板的真实使用环境也相差较远。也有采用恒温水浴加热方式模拟地暖加热，即将干燥器置于恒温水浴之上，对干燥器底部进行加热。该方法的问题同样是采用了整体加热法，且干燥器内相对湿度不可调。在研究环境因素对人造板VOC释放的影响时，很多学者采用了气候箱法。如研究温度对VOC释放影响时，通常是先加热箱内空气，再通过热空气加热人造板试样。该方法用于模拟地采暖环境时，也是整体均匀加热，而不是梯度加热，因此亦不适用于地采暖环境下地板甲醛释放规律的研究。目前国内对地采暖用木质地板甲醛释放量检测方法的研究，主要采用加热干燥器和气候箱内加热法模拟地采暖环境。两者均为均匀加热环境温度的方式，检测结果可用于模拟室内有供暖散热器加热时的状态，但不适用于地面辐射供暖方式的地暖环境。

3.3今后研究重点

通过对比国内外人造板甲醛释放量的检测方法标准，分析各种方法的优缺点及适用情况，地采暖用木质地板的甲醛释放量检测方法应着重研究：1）地板试样在检测之前要进行恒温恒湿处理，箱内相对湿度和温度的变化，将影响试件质量达到恒定的时间和甲醛释放量，因此地采暖用木地板的恒温恒湿处理不宜简单套用GB 18580-2017的处理方法，即（23±1）℃、相对湿度（50±3）%条件下放置（15±2）d。有待通过研究，设置地采暖用地板试件适宜恒温恒湿处理参数。2）地采暖用木地板在地热环境中的甲醛扩散过程，是一种非平衡扩散过程，地板上下表面存在温度梯度，因此应在气候箱内加入模拟的地热装置。例如以水为热媒的加热板放置在地板下面，将加热板温度控制在30℃，同时将箱内气体温度控制在23℃，考察地板甲醛释放量。

结束语

综上所述，建立特有的地采暖用木质地板的甲醛释放量检测方法，例如在气候箱内加装模拟地热的装置，该方法应能准确客观地模拟地采暖环境，检测地板在地采暖环境下的真实甲醛释放量。用气候箱法测试地采暖用木质地板在地热环境下甲醛释放量时，需根据具体测试环境参数确定恒温恒湿处理条件，采用更为灵敏、精确的分析方法进行甲醛定量分析。

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