气候箱法测定实木复合地板甲醛释放量数学模型建立

李艳 安兴祥 黄海燕

（1.江苏省产品质量监督检验研究院，江苏南京 210007；2.北美枫情木家居（江苏）有限公司，江苏苏州 215212）

实木复合地板是目前市场上使用较多的主流地面装修原材，其甲醛释放量受到人们的关注。现行国家强制性标准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》规定了甲醛释放量仅使用1 m3气候箱法检测，该方法的检测原理最接近于人造板实际使用时甲醛释放的真实状态，是模拟人造板实际使用环境的一种甲醛释放测试方法，可为人造板实际使用时甲醛释放的评估，提供最准确的参考[1]。但是缺点是其检测周期长，检测成本高。而干燥器法，对检测设备要求低、操作简便，被国内检测机构及板材生产企业广泛采用[2]。

本文采用GB 18580-2001标准中的（9 L～11 L）干燥器法检测甲醛，不要求对样品进行预处理，且规定所有样品均取10块，节省检测时间和操作成本，符合生产企业实际情况[3]。本文重点研究实木复合地板（9 L～11 L）干燥器法与1 m3气候箱法测试结果的关系，通过对检测结果进行比对和分析，建立回归方程等数学模型，可以用干燥器法检测值预测气候箱法的检测值，为人造板生产企业提供参考和借鉴。

1 试验材料和仪器设备

1.1 试验材料

本次试验以实木复合地板为试验材料，共计10批次，基材为胶合板，选取厚度12 mm、15 mm两种规格。

1.2 试剂

甲醛标准溶液（100 mg/L）、乙酸铵（分析纯）、乙酰丙酮（分析纯）。

1.3 试验仪器设备

1 m3甲醛检测气候箱（CET-Y40B）；采样泵（GILAIR PLUS）；紫外可见分光光度计（Lambda365）；恒温恒湿空调机组（PRS-DHA30+MHA08）；干燥器（容积为11 L）。

1.4 试验方法

1.4.1 1 m3气候箱法

按照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》[4]中4.60甲醛释放量测定——1 m3气候箱法的规定进行，将实木复合地板拼接成500 mm×500 mm的试件4块，置于温度（23±1）℃、相对湿度（50±5）%的条件下预处理，（15±2）d后任意两块背靠背，用不含甲醛的胶粘剂粘起来，所有侧边用铝箔密封，封边后将试件放入温度（23±0.5）℃、相对湿度（50±3）%、空气交换率（1.0±0.05）/h的1 m3气候箱内。从第2天至第5天，每天取样2次，将温度状态最后4次测定的甲醛浓度平均值为最终的甲醛释放量。

1.4.2 干燥器法

按照GB 18580-2001[5]中6.2规定，在容积为9 L～11 L的干燥器底部放置一个盛有300 mL蒸馏水、深度为60 mm的玻璃结晶皿，然后将10块尺寸为150 mm×50 mm（长×宽）的试件放置到干燥器中，最后把装有试件的整个装置在（20±2）℃条件下放置24 h。这时结晶皿中的蒸馏水会吸收从试件中释放出来的甲醛，然后通过检测结晶皿中水溶液的甲醛含量来判定试件的甲醛释放量[6,7]。

2 结果与分析

2.1 试验结果

采用1 m3气候箱法和（9 L～11 L）干燥器法分别测试实木复合地板的甲醛释放量，结果见表1。为了便于比较，干燥器法的值与气候箱法值均统一到小数点后三位，相关性回归方程建立见图1。

表1 不同试验方法测定的甲醛释放量检测结果

2.2 结果分析

从图1中的回归方程中得出相关系数R2=0.9405，r=0.9744，给定显著水平α=0.01，查表得到rα=0.764592，即r＞rα，说明回归方程的拟合程度好，实木复合地板1 m3气候箱值与干燥器值线性相关关系显著。在置信水平为99%时，1 m3气候箱值与干燥器值的相关关系，有显著的线性相关。

图1 实木复合地板干燥器值与气候箱值相关关系

图2是用回归方程分析拟合预测气候箱值，以干燥器值为横坐标，气候箱值为纵坐标。

图2 预测实木复合地板气候箱值

表2用方差分析检验回归方程的显著性，求得F=126.438，查F 分布表得临界F0.01=11.26，F＞ F0.01，说明干燥器值与气候箱值有显著的线性相关关系。

表2 实木复合地板1 m3气候箱值与干燥器值回归分析

表3 实木复合地板SPSS回归分析（模型汇总）

表3的SPSS软件统计结果中，Sig.F=0.000，即P值＜0.01，差异极显著，说明所拟合的线性回归模型方程在置信度α=0.01时整体极显著，具有明显的一元线性相关性。

3 结论

（1）在本试验条件下，实木复合地板甲醛释放量干燥器值与气候箱值之间存在一定的换算关系，数学模型为y=0.1445x-0.0202（x：干燥器值，y：气候箱值），预测模型与实测值线性一致。R2=0.9405，说明能解释94.05%的实际值变化趋势[8]。

（2）从有限的数据比对看出，干燥器值大于0.5 mg/L，气候箱值就会超过0.058 mg/m3。使用模型反推，气候箱值达到甲醛释放量E0级要求的0.050 mg/m3，干燥器值为0.485 mg/L。结合本次试验，建议生产企业最好将实木复合地板干燥器值（按照GB 18580-2001中干燥器法测定）控制在小于0.5 mg/L范围内，气候箱值就可以达到E0级的要求。

（3）在企业内部质量控制时，可以考虑采用9 L～11 L干燥器法替代1 m3气候箱法进行产品的质量监测。但当产品批次或产品工艺和结构发生变化时，此数学模型需要根据进一步的试验验证进行调整[9]。