我國已經(jīng)成為世界上較大的木器家具出口國,人造木工板的年產(chǎn)量超過1億立方米,其中MDF(中密度纖維板)年產(chǎn)量為3000萬一方米,若按厚度16mm規(guī)格計算,MDF有18億平方米左右。由于人造木工板是利用木纖維和含甲醛膠粘合劑復(fù)合而成。
由于人造板空隙率較大,用普通的油漆涂裝后,木纖維毛細(xì)孔影響家具成型后使用過程中甲醛的揮發(fā),給聚聚與辦公環(huán)境帶來一定的危害,國際癌癥研究機(jī)構(gòu)與2004年將甲醛列入一類致癌物質(zhì)。在此之前我國生產(chǎn)的人造木工板超出該標(biāo)準(zhǔn)8倍居多。因此木材涂裝存在優(yōu)級廢氣VOCS環(huán)境污染與家具甲醛揮發(fā)對居住或辦公環(huán)境的污染問題,給環(huán)境中的人們帶來很大的健康隱患。也是人造板加工行業(yè)亟待解決的問題。
人造木工板采用粉末涂裝碳纖維發(fā)熱管紅外輻射加熱快速固化涂層,可以使成品達(dá)到零甲醛、零VOCS廢氣排放,這是五源科技院士工作站光電工程研究室的專項技術(shù)。在目前使用碳纖維發(fā)熱管紅外線輻射對表面涂料進(jìn)行干燥固化還存在以下兩個問題,仍需科研人員整改完善。
第一,人造板表面導(dǎo)電性能主要影響因素有含水率、密度和溫度,還有其各向異性特征,在室溫情況下飽濕的電阻率為103Ω*m,干燥后的表面電阻率大于1012Ω*m,因此人造木工板處于半絕緣與絕緣體之間,所以要解決表面電阻改善導(dǎo)電問題,才能進(jìn)行經(jīng)典粉末涂裝。
第二,木質(zhì)材料屬于熱敏材料,導(dǎo)熱性與金屬材質(zhì)差異較大,所以對粉末涂層固化影響很大,高溫固化時會產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。
以上兩個問題如徹底改善,對于木工板加工行業(yè)來說將是一種技術(shù)性的革命。
我們先了解一下木材質(zhì)的電學(xué)性能。干的木材在生活中一直是被當(dāng)作絕緣體的,實際上只有理論上絕對干燥的木材才屬于絕緣體,其他的均是半絕緣體。但木材中的水分為導(dǎo)體,根據(jù)其含水量不同其電導(dǎo)率也不同,濕潤的木材是導(dǎo)體,干燥后的木材在220V電壓下是絕緣體,但在10000V的時候就是導(dǎo)體。
1)木材的導(dǎo)電性,木材中沒有自由電子,他的導(dǎo)電性能非常微弱。絕干木材的這種微弱導(dǎo)電性主要源于木材中少量能移動的離子。這些離子來源于木材細(xì)胞壁成分中的離子基或木材中含量很少的無機(jī)成分。木材在水分作用的情況下具有導(dǎo)電性能也可以理解為木材中的離子基和無機(jī)成分與水分子結(jié)合形成導(dǎo)電界面。這個機(jī)制很復(fù)雜,水分含量少的時候自由離子數(shù)起到主要作用,而在高含水率情況下,離子遷移率起主要作用。由于木材的電傳導(dǎo)率依靠木材中的離子,所以離子的濃度和分布如果發(fā)生變化的時,木材的電導(dǎo)率也會隨著發(fā)生變化。
2)木材的介電常數(shù),介電常數(shù)是表明木材在交變電場下介質(zhì)計劃和儲存電能能力的一個量。木材的介電常數(shù)是在交變電場中,以木材為介質(zhì)所得電容量和再相同條件下以真空為介質(zhì)所得的電容量之比。由于空氣介質(zhì)和真空介質(zhì)兩者相差甚微,科研領(lǐng)域里常以空氣的電容量來代替真空電容。全干木材的介電常數(shù)約為2,水的介電常數(shù)為81,介電常數(shù)越小,電絕緣性能越好。