“家裝污染成為多種疾病的致病源”“近七成住宅甲醛超標(biāo)”“1/3白血病緣于裝修”“我國(guó)每年11萬(wàn)人死于室內(nèi)污染”……互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，類似報(bào)道已屢見不鮮，均指向同一個(gè)社會(huì)問題——家裝材料甲醛超標(biāo)。

甲醛無色，聞起來卻很上頭，具有強(qiáng)烈刺激性氣味，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)將其列為一類致癌物，可誘導(dǎo)和引發(fā)癌癥。它的危害到底有多大？當(dāng)它在室內(nèi)的濃度達(dá)到每立方米0.06～0.07毫克時(shí)，兒童就會(huì)發(fā)生輕微氣喘。而含有甲醛膠黏劑的木制品用于室內(nèi)，甲醛釋放期長(zhǎng)達(dá)3～15年。

“但裝修界都說‘無醛不成膠’?！?月22日，省林科院范友華研究員告訴記者，因?yàn)榧兹┦且环N重要的化工原料，主要用于生產(chǎn)木材膠黏劑，用于人造板產(chǎn)業(yè)，還可作為棉織物染色助劑，使面料固色持久、防皺防縮……可以說，甲醛除去致癌性，其他都是優(yōu)點(diǎn)。

范友華研究員是一名化學(xué)博士，也是“無醛阻燃木竹材人造板制造關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人，該項(xiàng)目在今年2月底榮獲2021年度湖南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。他告訴記者，說起無醛阻燃木竹材人造板研究，還得與當(dāng)時(shí)他去醫(yī)院看望一位患病朋友的經(jīng)歷有關(guān)。

醫(yī)院探友，下決心研發(fā)人造板無醛膠黏劑

2010年夏天，范友華去湘雅附一醫(yī)院看望一位患紫癜的朋友。

“到醫(yī)院才知，朋友是產(chǎn)后不久便住進(jìn)了新裝修的房子，醫(yī)院診斷結(jié)論是因產(chǎn)后免疫力低、居住在不良環(huán)境中導(dǎo)致凝血功能減低?！笨粗贞?yáng)光快樂愛笑的女孩，如今躺在病床上臉色蒼白，范友華內(nèi)心很不是滋味。

回到單位，他不時(shí)想起因室內(nèi)裝修材料引起的室內(nèi)空氣污染問題，心中暗暗下定決心攻關(guān)人造板用無醛膠黏劑。

早在4年前，有機(jī)化學(xué)專業(yè)碩士畢業(yè)的范友華，放棄去中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所工作的機(jī)會(huì)，回到湖南省林業(yè)科學(xué)院從事林業(yè)科研工作。

“我報(bào)到上班后不久，就加入了院課題組的一個(gè)重大專項(xiàng)研究，在院課題組老專家的指導(dǎo)下，從林業(yè)理論、實(shí)驗(yàn)技能到項(xiàng)目申報(bào)等，從頭學(xué)起，每天都是辛苦又充實(shí)的兩點(diǎn)一線生活。”范友華告訴記者，經(jīng)過400多個(gè)日夜的拼搏，最終他與課題組一道圓滿完成重大專項(xiàng)的任務(wù)指標(biāo)，自主研發(fā)出大徑級(jí)速生材真空——疊壓浸漬改良工藝及技術(shù)，解決了木材缺乏橫向通道導(dǎo)致浸注深度不夠、速生材密度低易壓潰的技術(shù)瓶頸，開發(fā)出密實(shí)化防腐改性木材，延長(zhǎng)了木材的使用壽命。

而這也為范友華接下來攻關(guān)無醛阻燃木竹材人造板制造關(guān)鍵技術(shù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

潛心專研，突破人造板甲醛污染技術(shù)瓶頸

數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)人造板年產(chǎn)3.37億立方米，占全球總量近七成。

人造板主要包括膠合板、刨花板、細(xì)木工板和纖維板等。板材在生產(chǎn)過程中需要用膠水粘合，據(jù)記者了解，用膠量最低的三合板，每一張標(biāo)準(zhǔn)板用膠量約為1公斤。

我國(guó)每年使用的木材膠黏劑總量近2000萬(wàn)噸，且主要是以甲醛為基本原材料的“三醛”膠，占整個(gè)木材加工行業(yè)用膠量的90%以上。市場(chǎng)占比不足10%的大豆膠、淀粉膠、異氰酸酯膠等無醛膠，雖然實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保，但卻因存在性能不穩(wěn)定、成本過高等問題，難以推廣開來。

受小時(shí)候依稀記得農(nóng)村的木工師傅熬骨膠用于粘合木家具的啟發(fā)，范友華決定將富含植物蛋白成分的農(nóng)林加工剩余物中的蛋白質(zhì)提取出來，以此為原料開發(fā)無醛膠黏劑。

通過查閱資料、咨詢前輩，范友華選擇以油茶餅粕及大豆餅粕為原料，提取其中的植物蛋白，經(jīng)化學(xué)改性后得到了植物蛋白基膠黏劑。經(jīng)過上百次實(shí)驗(yàn)，終于解決了蛋白膠黏劑干態(tài)膠合強(qiáng)度的問題。

然而，植物蛋白膠黏劑存在耐水性差、易發(fā)霉的問題。范友華研究員團(tuán)隊(duì)又通過對(duì)植物蛋白分子定向重構(gòu)—共混交聯(lián)耦合技術(shù)，解決了植物蛋白膠黏劑耐水性差的問題；并采取生物滅活抑菌方法，改善了植物膠黏劑易霉變的問題，延長(zhǎng)了植物蛋白質(zhì)室溫存放期。

范友華研究員（左二）指導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)。

最終，經(jīng)過近6年的攻關(guān)，范友華研究員團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制了耐水防霉植物蛋白基膠黏劑制造技術(shù)，解決了人造板甲醛釋放污染環(huán)境的產(chǎn)業(yè)瓶頸，人造板甲醛釋放量?jī)H為0.008 毫克/立方米，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《人造板及其制品甲醛釋放量分級(jí)》（GB/T 39600-2021）ENF級(jí)0.025毫克/立方米的限量。項(xiàng)目組研制的膠合板，產(chǎn)品主要力學(xué)性能也符合《普通膠合板》（GB/T 9846-2015）標(biāo)準(zhǔn)要求。

強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，構(gòu)建無醛阻燃人造板制造體系

人造板業(yè)面臨兩大共性難題——甲醛污染和易燃發(fā)煙。

無醛膠黏劑能解決人造板甲醛污染問題，但人造板還須進(jìn)行阻燃抑煙等處理，以解決易燃多煙難題。

由公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50222-2017），自2018年4月1日起實(shí)施，要求公共場(chǎng)合木制人造板等墻面材料燃燒性能等級(jí)須達(dá)到B2級(jí)。

新需求催生新突破。范友華研究員團(tuán)隊(duì)根據(jù)新形勢(shì)及時(shí)調(diào)整研究方向，聯(lián)合中南林業(yè)科技大學(xué)袁利萍副教授團(tuán)隊(duì)，開啟無醛阻燃人造板的研究。

經(jīng)過近4年的研究，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)明了環(huán)境友好型無鹵生物質(zhì)固體阻燃劑制備技術(shù)，提出人造板阻燃劑催化成炭協(xié)同煙霧毒氣吸附捕集與催化轉(zhuǎn)化的阻燃減毒理論，創(chuàng)建了催化成炭和煙霧轉(zhuǎn)化減毒協(xié)效理論。該體系可將總熱釋放量減少55%，總煙產(chǎn)生量減少50%，有毒煙霧產(chǎn)生量減少30%。

在人造板催化成炭減毒理論基礎(chǔ)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)明了適用于實(shí)木細(xì)胞深度浸漬液相功能型阻燃劑，創(chuàng)新實(shí)木細(xì)胞深度浸漬改性技術(shù)，攻克木材難以深度浸透和浸漬效率低的技術(shù)難題。

同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還攻克木竹人造板制造過程中能耗高和效率低的技術(shù)難題，構(gòu)建了完整的無醛阻燃人造板綠色生產(chǎn)技術(shù)體系。采用大體積冷鍋混料技術(shù)使混料速率提高5倍，單位產(chǎn)品節(jié)能8%。

2020年8月，項(xiàng)目組研制的阻燃膠合板，經(jīng)檢測(cè)，燃燒性能符合B1(B)級(jí)要求，為難燃材料。同年12月，項(xiàng)目組研制的磺化炭/竹木纖維集成墻板的檢測(cè)結(jié)果顯示，燃燒性能達(dá)到B1（C-s2，d0）級(jí)要求，為難燃材料。

項(xiàng)目合作單位生產(chǎn)的ENF級(jí)無醛飾面阻燃膠合板。

“我們公司生產(chǎn)的無醛阻燃膠合板，甲醛釋放量達(dá)ENF級(jí)，雖然每張標(biāo)準(zhǔn)板成本增加了10%左右，但售價(jià)提高了10～15元，單張板利潤(rùn)高一些不說，銷售額還翻了番?！?月30日，湖南閩新新材料股份有限公司總經(jīng)理周向東告訴記者，他們公司自2018年跟范友華研究員團(tuán)隊(duì)合作以來，利用新技術(shù)生產(chǎn)的無醛阻燃膠合板，深受酒店、賓館、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所裝修青睞，市場(chǎng)走貨快。

湖南恒信新型建材有限公司是全國(guó)竹木纖維行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè)，公司在該細(xì)分領(lǐng)域國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)21%。該公司副總經(jīng)理王杰超告訴記者，公司自2016年與項(xiàng)目組合作至今，利用無醛膠黏劑和一體成型技術(shù)生產(chǎn)的竹木纖維集成墻板，防水、阻燃、硬度及彎弧度等指標(biāo)性能優(yōu)異，產(chǎn)品市場(chǎng)反響好，還出口到東南亞、歐盟及中東阿拉伯等地的22個(gè)國(guó)家，近5年出口創(chuàng)匯800萬(wàn)余元。

初審：向莉莉

復(fù)審：傅仁斌

終審：袁萬(wàn)茂