其實(shí)國內一些有前瞻性的企業(yè)在八十年代末就已經(jīng)開(kāi)始向“無(wú)醛人造板技術(shù)”、“新型替代原料”等領(lǐng)域進(jìn)行了探索。
以“無(wú)醛人造板”的專(zhuān)利申請趨勢為例，這一領(lǐng)域專(zhuān)利申請量的增加可以說(shuō)是伴隨著(zhù)消費者對家居環(huán)境安全意識的提升而逐漸增加的。
1.中國無(wú)醛人造板專(zhuān)利申請趨勢及技術(shù)生命周期
從數據統計來(lái)看，“無(wú)醛人造板”技術(shù)的發(fā)展大致分為兩個(gè)階段：
（1）技術(shù)萌芽期（1989~2000年）：20世紀90年代，由美國大豆協(xié)會(huì )推動(dòng)的大豆蛋白基膠粘劑研究，使生物質(zhì)膠粘劑領(lǐng)域成為新的研究熱點(diǎn)。我國的無(wú)醛技術(shù)則始于1989年王春雷研究廢塑料與植物纖維復合材料，隨后中國林業(yè)科學(xué)院研究了凝縮類(lèi)栲膠為膠料制造硬質(zhì)纖維板的方法。但此時(shí)國人對于居室環(huán)境安全的意識還相當薄弱，需求方面的缺位讓“無(wú)醛人造板技術(shù)”一直處于摸索階段，相關(guān)專(zhuān)利申請量也很少。
（2）技術(shù)成長(cháng)期（2001年至今）：2001年，國家質(zhì)檢總局發(fā)布了我國第一項關(guān)于“室內裝修甲醛釋放限量”的國家強制標準，自此，“無(wú)醛人造板”技術(shù)才由科研單位的實(shí)驗室，真正走進(jìn)國人的視野。但由于基礎研究薄弱，直到2006年，脲醛樹(shù)脂固化技術(shù)、甲醛清除劑、大豆蛋白基膠粘劑的研發(fā)才真正得到市場(chǎng)的關(guān)注。
2.申請人分析
通過(guò)對“標準申請人”的分析不難發(fā)現，無(wú)醛人造板的生產(chǎn)技術(shù)主要集中在高校、科研機構及板材生產(chǎn)企業(yè)。
其中，南京林業(yè)大學(xué)以48項專(zhuān)利申請高居榜首，中國林業(yè)科學(xué)院、安徽百儀家具緊隨其后。
南京林業(yè)大學(xué)申請的專(zhuān)利以研究無(wú)膠、改性膠粘劑、甲醛清除劑、木材重組技術(shù)及阻燃功能為主，其中又以“改性膠粘劑”研究最多；中國林業(yè)科學(xué)研究院以研究甲醛清除、塑膜、新生產(chǎn)工藝技術(shù)改進(jìn)、大豆蛋白膠粘劑為主，其側重點(diǎn)在新生產(chǎn)工藝的改進(jìn)方面；
綜合以上分析，無(wú)膠生產(chǎn)工藝改進(jìn)、甲醛清除等領(lǐng)域是行業(yè)研究熱點(diǎn)。為了驗證這種推斷，我們需要深入分析無(wú)醛人造板生產(chǎn)工藝的技術(shù)功效。
3.無(wú)醛人造板生產(chǎn)工藝分析
目前生產(chǎn)無(wú)醛人造板的技術(shù)有很多種，常見(jiàn)的有：使用無(wú)醛膠，采用甲醛清除劑，改進(jìn)生產(chǎn)工藝少添加膠、甚至不添加膠等，每種方式各有利弊。經(jīng)過(guò)方象知產(chǎn)研究院的分析總結，形成了不同無(wú)醛人造板生產(chǎn)工藝的氣泡圖和不同無(wú)醛人造板的性能功效圖。
分析發(fā)現，大量專(zhuān)利主要集中在纖維板、刨花板、膠合板及復合板的混合、干燥、熱壓等技術(shù)，特別注重防火、防水、保溫等性能的研發(fā)。然而在無(wú)醛人造板的生產(chǎn)流程中，甲醛的主要來(lái)源在施膠環(huán)節，而施膠環(huán)節研究較少，業(yè)界普遍認為在于無(wú)醛膠的研發(fā)難度較大、突破限制因素困難。例如，目前生產(chǎn)上應用較多的二苯基甲烷二異氰酸樹(shù)脂（mdi），不產(chǎn)生甲醛，但易與金屬產(chǎn)生很大粘合力，為了避免粘在墊板和熱壓板上，面層的刨花常用普通膠粘劑膠合或使用專(zhuān)門(mén)的脫模劑，而且mdi價(jià)格較高，2017年我國進(jìn)口的純mdi平均價(jià)格為2852.63美元/噸，是普通脲醛樹(shù)脂膠的4~5倍；
另外無(wú)醛膠中研究較多的是大豆蛋白膠，這也是最早被市場(chǎng)化的一種無(wú)醛膠粘劑。作為一種生物基無(wú)醛膠粘劑，大豆蛋白膠以大豆粉、豆粕、大豆分離蛋白等為原料，以水為分散介質(zhì)，加入其它助劑制成的膠粘劑，但在分離大豆蛋白的過(guò)程中仍然存在環(huán)境污染的問(wèn)題。
據國外相關(guān)資料顯示，經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的大豆膠無(wú)論是耐沸水膠合強度，還是耐冷水膠合強度，均滿(mǎn)足國標中對膠粘劑膠合強度的要求。然而，通過(guò)酚醛改性雖然能跨越式的提高大豆基膠粘劑的耐水膠合強度，但酚醛類(lèi)產(chǎn)品毒性較大，仍然對人體健康存在安全風(fēng)險。近年來(lái)，國內的不少企業(yè)都宣稱(chēng)自己的產(chǎn)品使用了大豆膠類(lèi)的“零甲醛”生物粘合劑，但相關(guān)監管部門(mén)的調查結果卻并非如此。
以木地板為例，北京、天津、河北等28省市的消協(xié)（消委會(huì )、消保委）曾經(jīng)聯(lián)合中國室內裝飾協(xié)會(huì )綠色家居環(huán)境技術(shù)工作委員會(huì )，依據國家標準gb18580-2001《室內裝飾材料 人造板及其制品中甲醛釋放量限值》對市場(chǎng)上采集的35個(gè)主流品牌樣品開(kāi)展了環(huán)保性能比較試驗。結果顯示，35個(gè)樣品的甲醛釋放量達標率為97.14%，但沒(méi)有一個(gè)地板不含甲醛。
雖然從理論和技術(shù)層面講，生物膠要達到完全沒(méi)有甲醛是可以做到的，但各企業(yè)的研發(fā)能力不同，有的企業(yè)的確是在做研究，而更多的則可能為了提高宣傳效果而混淆概念欺騙消費者。浙江省林產(chǎn)品質(zhì)檢站站長(cháng)方崇榮表示，甲醛是增加膠水黏稠度、附著(zhù)力的材料。當前技術(shù)條件下，復合地板的密度、吸水膨脹率的技術(shù)指標需要使用甲醛才能保證質(zhì)量穩定。采用無(wú)醛粘合劑的地板產(chǎn)品首先成本更高，其次離開(kāi)甲醛以后，地板的綜合性能難以穩定，未必能夠達到人造板的國家標準要求。
4.中國無(wú)醛“三板”的專(zhuān)利申請趨勢及技術(shù)生命周期
由于從提出專(zhuān)利申請到公開(kāi)，需要一定時(shí)間，所以近幾年的數據只能作為參考。從申請量趨勢來(lái)看，“三板”的專(zhuān)利申請總體趨勢處于上升狀態(tài)。
三張技術(shù)生命周期圖顯示整體趨勢均為技術(shù)成長(cháng)期，雖然發(fā)展過(guò)程各異，但關(guān)于生產(chǎn)工藝專(zhuān)利的技術(shù)生命周期與人造板的相近，這里不再贅述。
從相關(guān)專(zhuān)利的申請量趨勢圖中不難發(fā)現，板材生產(chǎn)的新技術(shù)呈爆發(fā)式增長(cháng)，這與市場(chǎng)尤其是消費者對板材環(huán)保性能的高要求密不可分。
市場(chǎng)的需求、消費者的關(guān)注極大的推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的研發(fā)速度，改進(jìn)脲醛膠的配比、研制開(kāi)發(fā)新型的非醛類(lèi)膠粘劑等，但是由于材質(zhì)屬性、工藝水平、生產(chǎn)成本等因素的影響，目前市場(chǎng)上尚未出現能夠同時(shí)滿(mǎn)足大規模生產(chǎn)、工藝成熟，以及低成本產(chǎn)業(yè)化需求的粘結劑技術(shù)。
木材資源短缺，替代原料離我們還有多遠？
在對“無(wú)醛人造板”生產(chǎn)工藝探索的同時(shí)，我國的人造板生產(chǎn)企業(yè)還不得不面對原材料緊缺的問(wèn)題。
雖然人造板產(chǎn)業(yè)有利于節約木材資源，緩解中國木材供需矛盾。伴隨建筑裝飾和家具業(yè)的高速發(fā)展，國內木材需求量還在急劇增長(cháng)，木材供應的缺口越來(lái)越突出。尤其國內外均出臺了嚴格限制森林砍伐與限制出口政策，這對于人造板生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)異于嬰兒斷奶、打破了飯碗！
當下，中國的人造板企業(yè)不但要面對突破“無(wú)醛人造板”的技術(shù)瓶頸，還必須盡快尋找適合的木材替代原料。這些看似無(wú)法破解的危機，卻讓那些善于思考，勇于創(chuàng )新的企業(yè)看到了機會(huì )。
面對國內外日益嚴苛的木材砍伐和出口限制政策，國內人造板企業(yè)亟需尋找木材的替代原料。我國幅員遼闊，自然資源豐富，其實(shí)能夠完美替代木材的原料就在我們身邊，它就是小小的竹子。
然而，我國的竹材產(chǎn)量雖然豐富，但面對龐大的市場(chǎng)需求，單憑小小的竹子能應付的了嗎？
此外，竹子的衍生品“竹炭”以其強大的吸附能力，在凈化空氣、消除異味、吸濕防霉、抑菌驅蟲(chóng)等多個(gè)方面被廣泛應用。那么在面對市場(chǎng)對“無(wú)醛”需求愈加嚴格的挑戰時(shí)，這種竹材衍生品又能否獨當一面呢？