一种用于人造板材和成品家具的真空加热除甲醛方法

技术领域

本发明涉及除甲醛技术领域，具体为一种用于人造板材和成品家具的真空加热除甲醛方法。

背景技术

甲醛通常为无色气体，有刺激性气味，易溶于水和乙醚，水溶液浓度最高可达55％，能与乙醇、丙酮等有机溶剂按任意比例混溶，不溶于石油醚，液体在较冷时久贮易混浊，在低温时则形成三聚甲醛沉淀。蒸发时有一部分甲醛溢出，但多数变成三聚甲醛。

现代生活环境中，因甲醛释放量过高而造成的污染和伤害已经被社会广泛关注，世界卫生组织国际癌症研究机构更是把甲醛放到了一类致癌物的清单中，室内装修和家具行业，大多使用甲醛类胶粘剂生产，产品会分解和释放甲醛，造成室内空气污染，影响人们身体健康，目前国内外各种去除甲醛的技术和方法层出不穷，现有技术如：通风、绿植、光触媒、活性炭、甲醛封闭剂，都是暂时性的功效，有些甚至会在处理甲醛中造成二次污染，目前发表的关于真空抽取甲醛的实验方面的论文和手段很单一，例如实验室进行的刨花板样块测试，欧松板样块测试，这些只能是作为学术类的参考资料，并不能给实际定制家具厂的生产和人们在装修时的应用带来任何直接的解决方案，另外现在市场上板式、实木家具，软体家具、布艺、服装方面在不破坏实物外形的基础上进行测定甲醛含量，和对如何降低甲醛的含量的技术方面还属于空白。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于人造板材和成品家具的真空加热除甲醛方法，解决了目前市面缺少降低上板式、实木家具、软体家具、布艺以及服装方面的甲醛含量的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于人造板材和成品家具的真空加热除甲醛方法，包括以下步骤：

S1.把板材、家具等放入前期样品处理箱内，打开负氧离子发生器，分解甲醛、苯、氨等有害气体，表面的游离甲醛处理后进行板内的甲醛浓度的释放和分解。

S2.将处理过表面游离甲醛的人造板材和成品家具和一些纺织品类产品运置于主体真空干燥箱内，板材用托架每层水平放置一张板，层与层之间不小于10mm,家具类可直接放入，纺织品类有挂架可垂直放置，件与件之间间距不小于100mm，然后将前主体真空干燥箱和箱盖通过锁扣扣合锁紧，保证主体真空干燥箱密闭，开启加热管和风机；

S3.开启真空泵进行抽真空，抽气主管上的抽气阀开启，抽气主管与主体真空干燥箱相通，抽气支管上的进气阀关闭，将主体真空干燥箱内气体抽出，被抽出气体经由真空泵进入排气管排出，一次抽气时间控制在10min，保持该压力15min；

S4.然后关闭真空泵，排气主管上的排气阀、排气支管上的通气阀同时开启，抽气主管上的抽气阀、抽气支管上的进气阀同时开启，主体真空干燥箱与大气连通，经过10min自然进气，不打压，使内外气体压力达到平衡，均为大气压力；

S5.重复步骤S3和步骤S4进行抽气和吸气操作，时间控制在40-80min。

优选的，所述步骤S2中主体真空干燥箱的热温度为20-40℃，真空度为 0.04-0.1MPa。

优选的，所述步骤S3中产生的废气通过连接管进入到废气处理排放箱内，废气经过过滤后排出。

优选的，一种用于人造板材和成品家具的真空加热除甲醛装置，包括前样品处理箱、主体真空干燥箱和废气处理排放箱，其特征在于：

所述前样品处理箱设置有前箱门和后箱门，所述前样品处理箱内设置有负氧离子发生器和甲醛数显检测仪；

所述主体真空干燥箱设置有前箱门和后箱门，所述主体真空干燥箱的外侧设置有真空泵、电源箱、温度调节控制仪、压力表和真空表，所述主体真空干燥箱的内部设置有加热管、温度传感器和风机，所述真空泵的排气口通过排气主管与主体真空干燥箱连通，所述主体真空干燥箱的一侧设置有排气支管，所述排气主管上设置有排气阀，所述排气支管上设置有排气阀，所述真空泵的进气口通过抽气主管与主体真空干燥箱连通，所述抽气主管上设置有抽气阀，所述抽气主管上连通有抽气支管，所述抽气支管上设置有进气阀；

所述废气处理排放箱内设置有180目活性炭，所述废气处理排放箱上设置有排气孔，所述废气处理排放箱的进气口通过连接管和主体真空干燥箱连通。

优选的，所述电源箱分别与真空泵、加热管和风机电性连接，所述温度调节控制仪分别和加热管、温度传感器电性连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种用于人造板材和成品家具的真空加热除甲醛方法。具备以下有益效果：

本发明通过将板材、整体家具、纺织品等放入前期样品处理箱内，打开负氧离子发生器，分解甲醛、苯、氨等有害气体，将处理过表面游离甲醛的人造板材和成品家具运置于主体真空干燥箱内，并让主体真空干燥箱密闭，同时开启加热管和风机，开启真空泵进行抽真空，抽气主管上的抽气阀开启，抽气主管与主体真空干燥箱相通，抽气支管上的进气阀关闭，将主体真空干燥箱内气体抽出，被抽出气体经由真空泵进入排气管排出，然后关闭真空泵，排气主管上的排气阀、排气支管上的通气阀同时开启，抽气主管上的抽气阀、抽气支管上的进气阀同时开启，让主体真空干燥箱与大气连通，抽取的废气通过废气处理排放箱处理后排放，如此重复抽气排气，实现降低板材和家具的甲醛含量的效果，避免板材或家具释放甲醛，造成室内空气污染，影响人们身体健康。

附图说明

图1为本发明的框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做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：

如图1所示，本发明实施例提供一种用于人造板材和成品家具的真空加热除甲醛方法，包括以下步骤：

S1.把板材、家具放入前期样品处理箱内，打开负氧离子发生器，负氧离子发生器功能效果：密闭空间内每分钟可释放负氧离子6000-8000万/cm

S2.将处理过表面游离甲醛的人造板材和成品家具运置于主体真空干燥箱内，板材用托架每层水平放置一张板，层与层之间不小于10mm,家具类可直接放入，件与件之间间距不小于100mm，然后将前主体真空干燥箱和箱盖通过锁扣扣合锁紧，保证主体真空干燥箱密闭，开启加热管和风机；

S3.开启真空泵进行抽真空，抽气主管上的抽气阀开启，抽气主管与主体真空干燥箱相通，抽气支管上的进气阀关闭，将主体真空干燥箱内气体抽出，被抽出气体经由真空泵进入排气管排出(此时排气主管上的排气阀关闭，使排气主管与主体真空干燥箱不相通，排气支管上的通气阀开启，将主体真空干燥箱内被抽出气体排出)，抽真空度至0.04-0.1MPa(为避免板内外气体压力差瞬间增大导致内部分层或开胶，抽气速度不可过快，可通过控制抽气阀调节抽气速度)，一次抽气时间控制在10min，保持该压力15min；

S4.然后关闭真空泵，排气主管上的排气阀、排气支管上的通气阀同时开启，抽气主管上的抽气阀、抽气支管上的进气阀同时开启，主体真空干燥箱与大气连通，经过10min，自然进气，不打压，使内外气体压力达到平衡，均为大气压力；

S5.重复步骤S3和步骤S4进行抽气和吸气操作，时间控制在40-80min。

步骤S2中主体真空干燥箱的热温度为20-40℃，真空度为0.04-0.1MPa。

步骤S3中产生的废气通过连接管进入到废气处理排放箱内，废气经过过滤后排出。

为了证明试验的结果准确率采用正交试验设计采用L9(34)正交试验设计以真空度、温度、抽真空时间3个参数为影响因素，每个因素设置3个水平开展试验研究：

正交试验因素与水平

甲醛释放量按照：

GB/T17657-2013中规定的穿孔萃取法、干燥器法进行检测；

GB18584-2001室内装饰装修材料木家具中有害物质限量；

GB18580-2001室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量。

甲醛释放量mg/100g(萃取法)

甲醛释放量mg/L(干燥器法)

甲醛释放量由表可知，甲醛释放量变化均为下降，各因素对甲醛的影响从大到小为：真空度>温度>时间，可以看出，随着真空度增加甲醛变化率绝对值增加，即除甲醛效果越好，这是因为真空度越大，内部游离甲醛越容易被抽出，这都是符合预期的。

一种用于人造板材和成品家具的真空加热除甲醛装置，包括前样品处理箱、主体真空干燥箱和废气处理排放箱；

前样品处理箱设置有前箱门和后箱门，前箱门与后箱门闭合时形成闭合密封空间，前样品处理箱内设置有负氧离子发生器和甲醛数显检测仪；

主体真空干燥箱设置有前箱门和后箱门，主体真空干燥箱的外侧设置有真空泵、电源箱、温度调节控制仪、压力表和真空表，主体真空干燥箱的内部设置有加热管、温度传感器和风机，真空泵的排气口通过排气主管与主体真空干燥箱连通，主体真空干燥箱的一侧设置有排气支管，排气主管上设置有排气阀，排气支管上设置有排气阀，真空泵的进气口通过抽气主管与主体真空干燥箱连通，抽气主管上设置有抽气阀，抽气主管上连通有抽气支管，抽气支管上设置有进气阀；

加热管，安装在前主体真空干燥箱内部空腔中，用于对主体真空干燥箱进行加热。

温度传感器，安装在前主体真空干燥箱内部空腔中，用于检测主体真空干燥箱内温度。

温度调节控制仪，置于主体真空干燥箱的上方，且与加热管和温度传感器分别连接，用于设定和控制主体真空干燥箱温度，温度传感器检测主体真空干燥箱内温度并将温度信号传递给温度调节控制仪，当主体真空干燥箱温度低于设定温度时，温度调节控制仪控制加热管开始加热，当主体真空干燥箱温度达到设定温度时，温度调节控制仪控制加热管停止加热。

风机，安装在后主体真空干燥箱上，加热管加热时，开启风机使主体真空干燥箱内空气流动，使欧松板受热均匀。

电源箱，安装在主体真空干燥箱外侧，电源箱内设有用于控制温度调节仪开启或关闭的温度调节控制仪电源开关、用于控制风机开启或关闭的风机电源开关以及用于控制真空泵开启或关闭的真空泵电源开关，温度调节控制仪电源开关与温度调节控制仪相连接，风机电源开关与风机相连接，真空泵电源开关与真空泵连接。

压力表，安装在前主体真空干燥箱，用于显示主体真空干燥箱内部压力值。

真空表，安装在前主体真空干燥箱，用于显示主体真空干燥箱内部的真空度。

废气处理排放箱内设置有180目活性炭，废气处理排放箱上设置有排气孔，废气处理排放箱的进气口通过连接管和主体真空干燥箱连通。

电源箱分别与真空泵、加热管和风机电性连接，温度调节控制仪分别和加热管、温度传感器电性连接。

实施例2：

不同面料(纺织品、布艺)除甲醛方法如下：

因为面料(纺织品、布艺)的甲醛含量大部分为游离态的表面甲醛，物品试件进行前期的样品处理，先去除表面的游离甲醛，显得更加有效果。

把面料(纺织品、布艺)放入试件处理箱内，打开负氧离子发生器，甲醛的分子直径是0.45纳米，可以被负氧离子大部分净化，负离子是通过负离子发生器的脉冲振荡电路，将低电压通过高压模块升压为直流负高压，经过碳素纤维尖端不断产生负直流高电晕，高速地发射出大量的电子(e-)而电子无法长久存在于空气当中(在空气中存在的电子寿命只有ns级)立刻会被空气中的氧分子(O

将处理过表面游离甲醛的面料(纺织品、布艺)运置于主体真空干燥箱内，挂在架上，然后将前主体真空干燥箱和箱盖通过锁扣扣合锁紧，保证主体真空干燥箱密闭，开启加热管和风机，通过温度调节控制仪将主体真空干燥箱温度加热到20-40℃；

开启真空泵进行抽真空，抽气主管上的抽气阀开启，抽气主管与主体真空干燥箱相通，抽气支管上的进气阀关闭，将主体真空干燥箱内气体抽出，被抽出气体经由真空泵进入排气管排出(此时排气主管上的排气阀关闭，使排气主管与主体真空干燥箱不相通，排气支管上的通气阀开启，将主体真空干燥箱内被抽出气体排出)，抽真空度至0.04-0.1MPa(为避免板内外气体压力差瞬间增大导致内部分层或开胶，抽气速度不可过快，可通过控制抽气阀调节抽气速度)，一次抽气时间控制在10min，保持该压力15min；

然后关闭真空泵，排气主管上的排气阀、排气支管上的通气阀同时开启，抽气主管上的抽气阀、抽气支管上的进气阀同时开启，主体真空干燥箱与大气连通，经过10min，自然进气，不打压，板内外气体压力达到平衡，均为大气压力；

为了证明试验的结果准确率的提升，面料(纺织品、布艺)试验样品，统一样品做成2个试样，正交试验设计采用L9(34)正交试验设计，以真空度、温度、抽真空时间3个参数为影响因素，每个因素设置3个水平开展试验研究：

正交试验因素与水平

GB/T2912.1—2009《纺织品甲醛的测定第1部分：游离水解的甲醛(水萃取法)》；GB/T2912的本部分规定了任何状态的纺织品在加速储存条件下用蒸汽吸收法测定释放甲醛含量的方法。

甲醛释放量20mg/kg(萃取法)

甲醛释放量由表可知，甲醛释放量变化均为下降，各因素对甲醛的影响从大到小为：真空度>温度>时间。可以看出，随着真空度增加甲醛变化率绝对值增加，即除甲醛效果越好，这是因为真空度越大，内部游离甲醛越容易被抽出，这都是符合预期的。

实施例3:

软体家具除甲醛方法如下：

任何物品试件都要先进行前期的样品处理，先去除表面的游离甲醛，如果不先除表面游离的甲醛，那么在真空箱里先加热再抽真空的效果会大打折扣，因为在密封的有限空间内，当进行加热时，表面的游离甲醛会快速挥发，箱内的甲醛气体会出现浓度的饱和，一旦表面的游离甲醛先释放其甲醛的话，那么板材里的甲醛就不会在释放出来了，只会在这个密闭空间里保持一定的浓度，实验数据证明主体真空干燥箱内的甲醛浓度达到饱和状态时，甲醛数值会在箱内的浓度增加，但是板材不会再释放甲醛。

《有机化学》里描述甲醛的物理性质是沸点－21℃

《兰氏化学手册》里：在一定的温度范围内，因为主体真空干燥箱内的密封状态，主体真空干燥箱内的各气体会迅速达到饱和状态，物质的饱和蒸汽压与温度的关系可以证明当气压到达－0.04MPa，温度达到20℃时，空气内的甲醛气体达到饱和状态，此时只会增加浓度，板内不会继续释放甲醛。

所以前期的试件处理表面的游离甲醛显得额外的重要

把板材、整体家具放入试件处理箱内，打开负氧离子发生器，甲醛的分子直径是0.45纳米，可以被负氧离子大部分净化，负离子是通过负离子发生器的脉冲振荡电路，将低电压通过高压模块升压为直流负高压，经过碳素纤维尖端不断产生负直流高电晕，高速地发射出大量的电子(e-)而电子无法长久存在于空气当中(在空气中存在的电子寿命只有ns级)立刻会被空气中的氧分子(O

将试件放入时间样品前期处理箱内，再打开负氧离子发生器，分别试验 5min、10min、15min、20min和25min后甲醛浓度的含量与初始甲醛浓度含量的对比，如下所示：

当试件放入样品前期处理箱时，打开负氧离子发生器，用甲醛测试仪观察甲醛的浓度，会发现甲醛浓度的数值会有个从快速降低到缓慢降低的过程，数值达到0.15以下时，进入到超缓慢降低的过程，说明表面游离甲醛数值进入到初期的甲醛释放浓度饱和状态，此时，可进行进入第二个过程，进入真空处理箱。

将处理过表面游离甲醛的人造板材和成品家具(实木、板式)运置于主体真空干燥箱内，板材用托架每层水平放置一张板，层与层之间不小于10mm, 家具类可直接放入，纺织品类有挂架可垂直放置，件与件之间间距不小于 100mm，然后将前主体真空干燥箱和箱盖通过锁扣扣合锁紧，保证主体真空干燥箱密闭，开启加热管和风机，通过温度调节控制仪将主体真空干燥箱温度加热到20-40℃；

开启真空泵进行抽真空，抽气主管上的抽气阀开启，抽气主管与主体真空干燥箱相通，抽气支管上的进气阀关闭，将主体真空干燥箱内气体抽出，被抽出气体经由真空泵进入排气管排出(此时排气主管上的排气阀关闭，使排气主管与主体真空干燥箱不相通，排气支管上的通气阀开启，将主体真空干燥箱内被抽出气体排出)，抽真空度至0.02-0.06MPa(为避免板内外气体压力差瞬间增大导致内部分层或开胶，抽气速度不可过快，可通过控制抽气阀调节抽气速度)，一次抽气时间控制在10min，保持该压力15min，然后关闭真空泵，排气主管上的排气阀、排气支管上的通气阀同时开启，抽气主管上的抽气阀、抽气支管上的进气阀同时开启，主体真空干燥箱与大气连通，经过10min，自然进气，不打压，板内外气体压力达到平衡，均为大气压力；

为了证明试验的结果准确率的提升，家具分别用同一种板材进行定制，板材由云米家提供和家具定制。

正交试验设计采用L9(34)正交试验设计，以真空度、温度、抽真空时间3个参数为影响因素，每个因素设置3个水平开展试验研究：

正交试验因素与水平

软体家具的标准并没有标示甲醛释放量(现行软体家具的标准没有整体甲醛释放量的标准，为了证明实验结果的可行性)，我们采用整体家具放入密封箱内，用数显版的甲醛测试仪来检测。

甲醛释放量mg/m3(数显检测)

甲醛释放量由表可知，甲醛释放量变化均为下降，各因素对甲醛的影响从大到小为：真空度>温度>时间，可以看出，随着真空度增加甲醛变化率绝对值增加，即除甲醛效果越好，这是因为真空度越大，内部游离甲醛越容易被抽出，这都是符合预期的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。