打破“无醛不成胶”!山东大学研发无醛胶开启产业化应用
“装修界都说‘无醛不成胶’,可我们自主研发和生产的,就是真正的无醛胶,原料和加工过程没有任何甲醛添加!”1月17日,年关临近,山东大学环境科学与工程学院教授王曙光和他的同事们,仍在位于青岛蓝谷海科创业中心的实验室忙碌着。
这间面积仅30余平方米的实验室,正在生产一种被命名为“ENF-JH”的黄色液体,日产量约100公斤。春节后,这些无醛胶黏剂将被运往一家南方品牌地板企业,应用于高档胶合板的生产。
“中国市场上胶合板、刨花板、纤维板等的人造板材的年消费总量约3亿立方米,其中胶合板是最主要品种,占比超过60%。”王曙光认为,“ENF-JH”无醛胶黏剂在板材头部企业的产业化应用,将推动中国胶合板市场开启无醛环保新篇章。
难题:
有醛胶市场占比超七成,现有无醛胶难推广
甲醛(HCHO),被国际癌症研究中心(IARC)确定为致畸、致癌物质。数据显示,我国每年使用的胶黏剂总量为6000万吨以上,其中脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺甲醛胶等有醛胶的市场份额超过70%,大豆胶、淀粉胶、异氰酸酯胶等无醛胶的市场份额不足30%。这些无醛胶虽然实现了绿色环保,但却因存在性能不稳定、成本过高等问题,在推广使用方面存在困难。
围绕无醛胶黏剂的研发和生产,山东大学环境科学与工程学院于2016年组建了由王曙光、于伟、张根成、吕祥兴、张伟等科研人员组成的研发团队。历经数年探索,该团队在实验室完成了产品配方、设计出了成套生产装备、实现了自动化控制,为该技术的产业化奠定了基础。
2021年,该团队与山东佰世达集团合作研制的AFF无醛胶黏剂及人造无醛纤维板产品,通过了国家装饰装修材料质量监督检验中心的检测,达到了国家标准**等级ENF级(甲醛释放量≤0.025mg/m³)。目前,1至18mm的新一代无醛绿色纤维板已相继在山东佰世达集团下线,填补了国内新一代超薄无醛绿色纤维板的是空白。
攻克了纤维板用无醛胶黏剂后,该团队又向着市场消费用**的胶合板用无醛胶黏剂发起了“冲锋”。
突破:
研发新一代无醛胶,实现对有醛胶的完全可替代
据团队成员于伟介绍,胶合板使用的胶黏剂,对初黏性、防水性等要求更高。“初黏性不好的话,板材叠放后容易滑落,影响企业生产进度;防水性不好的话,家具就会出现裂缝、鼓包等问题。”于伟介绍说,由于市面上现有无醛胶在这两个关键性能上表现不够理想,所以胶合板生产过程中使用的大多仍是有醛胶。此外,这些有醛胶在使用时需要按照约1:0.5的比例加入面粉进行混兑,按照目前胶合板的市场消费体量,其生产过程每年大约要消耗掉至少2000万吨面粉。
如何让胶合板用无醛胶性能更强,使用过程更环保、更低碳?研发团队在实验室内反复调整配方和工艺、反复试错,最终取得了关键技术突破,“ENF-JH”成功面世。“它的防水性能,达到了**等级防潮板的水准;它的初黏性,一点儿都不输于有醛胶;更重要的是,它在使用时无需添加面粉,而是添加团队具有自主产权的一种矿物型无机添料,不会浪费一粒粮食。”于伟表示,在胶合板生产过程中,“ENF-JH”可以实现对有醛胶的完全替代。
更值得一提的是,“ENF-JH”无醛胶黏剂的生产全程绿色环保清洁,无“三废”排放。这得益于科研团队的另一项技术突破:在国内**将电磁加热技术应用于精细化工。据科研团队成员吕祥兴介绍,电磁加热技术长期以来难以应用在精细化工领域,难点就在于精准控温,科研团队在这方面进行了大量研究和突破,最终将其成功应用于无醛胶黏剂的生产工艺,替代了传统锅炉蒸汽加热,实现了生产过程的绿色低碳。目前,该科研团队围绕电磁加热技术已成功申报了4项专利。
前景:
高校做“链长”拉起产业链,推动无醛胶大规模应用
对于胶合板生产企业来说,以“ENF-JH”无醛胶黏剂代替有醛胶,无需增加新投资,无需引入新设备,也不用改变原有生产工艺流程,不会降低产能。目前,地板、家装领域的多家头部品牌企业已与研发团队洽谈合作,部分企业的试生产已经展开。
于伟表示,山大研发团队已与济南一家化工企业达成合作,正在搭建一条“ENF-JH”无醛胶黏剂生产线,日产10至20吨,预计2022年2月投入生产。围绕无醛胶黏剂的生产,研发团队已以“链长”角色拉起一条由国内5家企业参与的产业链,可以提供从产品配方到设备安装到生产培训的整体解决方案,以“交钥匙工程”的形式面向企业进行输出,无醛胶黏剂在胶合板行业实现大规模应用指日可待。
事实上,“ENF-JH”无醛胶黏剂已经不是山东大学(青岛)在蓝谷的**产业化项目。落地以来,山东大学(青岛)充分利用整合学校在智慧资本、科技成果等方面的优势,构建创新服务平台,在科学研究、产学研对接、人才引进、创新创业项目落地等方面与青岛蓝谷建立全面合作关系,一批由山大主导的项目落户蓝谷,为地方经济社会发展作出了贡献。
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