人造板材甲醛测试方法与释放限量的国内外标准对比

王继梅 冀志江 王晓燕 侯国艳 王 静

（中国建筑材料科学研究总院 绿色建筑材料国家重点实验室，北京 100024）

人造板材在制造加工过程中，采用脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛等树脂作为胶黏剂，其中脲醛树脂使用最多，在板材的生产过程、使用过程，树脂会持续散发大量的化学污染物甲醛。且散发周期长达数十年，进而严重的降低建筑室内空气质量，危害人体健康。建筑室内高居不下的甲醛污染，70%以上来自于人造板材。早在2004年，甲醛被国际癌症研究机构（IARC）确定为1类致癌物。2010年世卫组织（WHO）提出室内空气中甲醛含量的安全标准为0.1mg/m3，超量会伤害肺部功能，严重超量可导致鼻咽癌和白血病。因此，世界各国先后制定人造板材的甲醛测试方法与限量标准。

木制品是我国重要出口商品，2016年出口额超过300亿美元，其中人造板材商品出口额达70亿美元。近来，随着国外大幅度提高人造板等进口木制品的甲醛释放量标准，致使我国人造板及木质家具出口难度增大。如，2015年由于出口产品没有达到美国甲醛释放量的强制性标准要求，引发中国出口美国的“有毒地板”事件，严重影响国内相关行业的生产和销售。

降低人造板材的甲醛释放量，对改善人居环境化学污染具有重要意义。从而要求产品出口检验需严格符合产品输入国和地区的产品甲醛散发标准与法规。我国是人造板材生产和使用大国，为了提高产品质量，增大产品的出口量，本文详细介绍国外、国内甲醛测试方法与释放限量要求标准，对比各标准方法的区别；为我国企业找到合适、对应出口的检测方法，从而提高产品质量具有指导意义。

1 测试方法标准

人造板材被广泛应用到建筑室内环境装饰装修中，其散发的甲醛含量超标时将严重危害人体健康。因此，欧美、日本、中国等都制定了相关测试方法标准和限量标准。常用测试方法主要有四类：干燥器法、穿孔法、气候箱法和气体分析法。

表1 干燥器法参数对比

表2 穿孔法参数对比

1.1 干燥器法

干燥器法是在一定温度下，把已知表面积样品放于干燥器，用蒸馏水吸收样品散发的甲醛，通过分析蒸馏水中的甲醛浓度，得出样品的甲醛浓度。美国ASTM D 5582、日本JIS A 1460、ISO 12460-4和GB/T 17657都是参照干燥器法制定的标准[1-5]，具体参数见表1。

从表1可以看出，四项标准的干燥器容积基本相同，JIS A 1460、ISO 12460-4和GB/T 17657三项标准，都是将尺寸为115mm×60mm、总表面积为1800cm2的样品，放置于直径为240mm、容积为11L的玻璃干燥器中。在20℃条件下，将300ml蒸馏水于干燥器中放置24h，吸收从样品中散发的甲醛。三项标准对样品没有进行封边处理，但在样品平衡处理方面，都要求平衡至恒重再进行测试。

对比其它三项标准，ASTM D 5582标准在温湿度、样品尺寸、平衡处理和测试周期等参数要求不同。ASTM D 5582标准测试的是2h累积浓度，吸收水量仅为25ml，样品尺寸为1422cm2，并且对样品进行了蜡封边处理，与其它三项标准要求都不同。

从四项标准的参数对比可知，干燥器法测试的是一段时间内的甲醛累积浓度，绝大多数要求24h累积浓度，与人造板材使用状态不同。同时，不同标准的测试条件差异较大，会导致同为干燥器法，但不同标准得到的测试结果差异很大。因为，板材的含水率、温湿度条件、板材数量、测试周期直接影响人造板材散发甲醛的性能。板材的侧面和表面的散发性能完全不同，因此封边处理与不封边处理的样品测试结果会不同。

干燥器法是日本评定F四星的重要方法和依据，因此出口日本的人造板企业应采用干燥器法进行产品自检和自控。

1.2 穿孔法

穿孔法是将样品与甲苯溶液一起加热，通过液-固萃取使甲醛从板材中溶解出来，然后将溶有甲醛的甲苯通过穿孔器与水进行液-液萃取，把甲醛溶于水中，用乙酰丙酮法分析甲醛含量。穿孔法国内外标准主要有EN120、ISO 12460-5和GB/T 17657[6-7]，具体参数见表2。

从表2可以看出，三项标准要求样品尺寸为25mm×25mm，放于温度20℃、相对湿度45% —65%的条件下至质量恒定后。称取110g试样加入到1L烧瓶，通过加热用甲苯萃取板材中的甲醛，萃取时间为120min。用乙酰丙酮分光光度法给出每100g样品的甲醛含量。

三项标准的样品尺寸和数量、测试周期参数要求相同。虽然标准对样品都有平衡处理至恒重过程，但对平衡处理的温度和相对湿度，三个标准要求不同。欧洲标准EN 120规定相对湿度仅为45%，而中国标准GB/T 17657 要求相对湿度为65%，相对湿度相差20%，甲醛是极易溶于水的极性分子，湿度对甲醛的散发浓度影响显著。而且，养护湿度不同，样品的含水率不同，会导致样品数量差异，进一步导致不同标准的穿孔法测试结果差异。

从测试原理可知，穿孔法测试的是人造板材甲醛含量，包括使用过程中可散发甲醛和不可散发甲醛。

1.3 气候箱法

气候箱法多被定为人造板材甲醛散发量的仲裁方法，欧洲、美国、日本和中国EN717-1、ASTM E 1333、JIS A 1901、ISO 12460-3和GB/T 17657都将此方法列入标准[8-11]，具体参数见表3。气候箱法是将一定量的样品放入温度、湿度、空气置换率、空气流速可控的气候箱内，用蒸馏水定期采集箱内的气体。开始时每天采集两次，直到稳定状态，采用乙酰丙酮分光光度法分析甲醛浓度。

从表3可以看出，五项标准的测试参数存在一定的差异性，尤其在气候箱容积、样品承载率、样品平衡处理和测试周期等方面。ISO12460-1与GB/T 17657两项标准的气候箱、测试条件和样品条件等参数完全一致。气候箱容积1m3，承载率为1m2/m3时，样品尺寸500mm×500mm、四周用无醛胶带封边。

而EN 717-1、ASTM E 1333和JIS A 1901三项标准参数要求不同。EN 717-1标准的气候箱容积不固定，最小的仅为0.225m3，大型的12m3，测试前没有对样品进行平衡处理，导致样品状态影响测试结果偏差大，测试平衡周期长。ASTM E 1333标准方法的气候箱容积为22m3，承载率根据用途和板材类型不同分为四个（0.13m2/m3、0.26m2/m3、0.43m2/m3和0.95m2/m3）。美国标准样品没有进行封边处理，测试周期仅为16h-20h。JIS A 1901标准测试温度为28℃，空气置换率为0.5h-1，对样品没有进行平衡处理过程。

对比国内外五项标准，气候箱法各国标准参数差异较大，但测试方法直接影响人造板材甲醛散发量，这样使得各气候箱标准的测试结果没有可比性。此外，气候箱法由于测试周期长、成本高的特点，其实际应用不具普遍性。

表3 气候箱法参数对比

1.4 气体分析法

气体分析法是将一个已知表面积的样品放在温度、湿度、气流和压力均可控制的密闭测试箱内。样品散发的甲醛与箱内的空气混合，混合气体由空气泵抽出通过洗瓶，进而甲醛被瓶内的蒸馏水吸收。乙酰丙酮分光光度法测试甲醛浓度，用测试的浓度、采样时间、样品的暴露面积计算甲醛散发量（mg/m2.h）。标准的具体参数见表4[12-13]。

表4 气体分析法参数对比

从表4可以看出，EN717-2、ISO 12460-3和GB/T 17657三项标准，在温湿度、样品尺寸、空气流量、封边处理和测试周期等参数上完全一致。仅在样品的平衡处理方式不同，ISO 12460-3对样品进行平衡至恒重的处理方式，其余两项标准（EN717-2和GB/T 17657）没有进行平衡处理过程。平衡处理利于测试结果的稳定性、重复性和可比性。因此，因为样品的平衡处理方式不同，使得样品的测试状态不同，导致测试结果差异大。

气体分析法是一种通过采用高温、低湿的气候箱，促使人造板材内的甲醛快速散发，从而缩短测试时间的测试方法。但由于测试条件与实际偏差较大，所以没有被广泛推广使用。

2 甲醛释放限量标准

人造板材作为室内甲醛污染的主要来源，因其在使用过程中，长期释放大量的有机污染物甲醛，严重危害人体健康。为了改善建筑室内环境质量，各国针对人造板材的甲醛释放限量都有明确标准指标要求。表5列出了国内外对甲醛释放限量要求与标准[14-15]。

从表5中可以看出，欧洲、美国、日本和中国对人造板材甲醛释放限量、依据标准方法不同。

欧洲标准将人造板材分为E1和E2两个释放等级，每个等级采用三种测试方法标准，其中气候箱法E1级的限值为≤0.124mg/m3。

美国参照ASTM D5582标准测试方法，对胶合板、刨花板和密度板释放限量分别制定限定指标，这个指标被称为全球人造板材行业最为严苛的释放标准。

表5 国内外甲醛释放限量

日本将人造板材甲醛释放分为四个等级，制定了F四星认证，日本建筑基准法实施令明确了各释放等级的使用面积限制。

中国GB 18580-2017标准将测试方法与释放限量要求统一，依据气候箱法制定E1级指标，限量值同欧洲E1级指标。但是，中国标准（GB 17657）与欧洲标准（EN717-1）的测试条件和装置不同，欧洲标准指标要求更为严格。

纵观各标准，美国制定了世界上最为严格的人造板材甲醛释放限量指标。因此，出口型企业应根据出口国别不同，依据出口国对人造板材的释放限量要求和测试方法，严格自检产品。

3 结 语

1）测试方法标准：针对干燥器法、穿孔法和气候箱法三种方法，中国标准（GB 17657）与ISO 12460系列标准测试条件基本一致，中国标准与国际标准同步。针对仲裁法的气候箱法，中国标准（GB 17657）与欧洲、日本、美国标准的测试装置、测试条件、样品处理方法差异较大，使得测试结果没有可比性。

2）释放限量标准：欧洲、美国、日本和中国分别采用气候箱法、干燥器法和穿孔法制定了人造板材甲醛限量指标，各国限量值有一定差异。其中，中国的GB 18580标准采用了统一测试方法与限量要求，其甲醛释放限量测试结果可比性高。

[1]ASTM D 5582-2014，Standard Test Method for Determining Formaldehyde Levels from Wood Products Using a Desiccator[s].

[2]JIS A 1460 -2015，Determination of the emission of formaldehyde from building boards-desiccator method[s].

[3]ISO12460-4-2016，Wood-based panels —Determination of formaldehyde release —Part 4: Desiccator method[s].

[4]GB/T 17657-2013, 人造板及饰面人造板理化性能试验方法[s].

[5]池永党，林玉珍.采用3种干燥器法测定中密度纤维板甲醛释放量旳比较分析，林产工业[J]. 2015,42（4）：35-40.

[6]EN 120-1992.Wood-based panels-determination of formaldehyde content- extractionmethod called perforator method[S].

[7]ISO12460-5-2011, Wood-based panels-Determination of formaldehyde release-Part 5:Extraction method (called the perforator method) [s].

[8]EN 717-1-2004.Wood-based panels- determination of formaldehyde release-part 2: Formaldehyde emission by the chamber method[S].

[9]ASTM E 1333-2014. Standard Test Method for Determining Formaldehyde Concentrations in Air and Emission Rates from Wood Products Using a Large Chamber[S].

[10]ISO12460-1-2007，Wood-based panels-Determination of formaldehyde release — Part 1: Formaldehyde emission by the 1-cubic-metre chamber method

[11]EN 717-2-1995.Wood-based panels-determination of formaldehyde release-part 2:formaldehyde release by the gas analysis method[S].

[12]ISO12460-3-2015，Wood-based panels-Determination of formaldehyde release-Part 3:Gas analysis method[S].

[13]JIS A 1901:2015Determination of the emission of volatile organic compounds and aldehydes by building products-Small chamber method[S].

[14]GB 18580-2017.室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量[s].

[15]Mohamed Z.M. Salem,Martin Böhm,Jitka Beránková,etal.Effect of some manufacturing variables on formaldehyde release fromparticleboard:Relationship between different test methods[J].Building and Environment, 2011,46:1946-1953.