竹醋液及竹醋液制劑對(duì)中密度纖維板防霉和貼面性能的影響

方 群，杜春貴，于紅衛(wèi)，張遐耘，沈哲紅

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院，浙江 臨安 311300；2.國(guó)家木質(zhì)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，浙江 臨安 311300；3.浙江省微生物研究所，浙江 杭州 310012）

普通中密度纖維板的易霉變性，既影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，降低板材的物理力學(xué)性能，又污染居住環(huán)境，影響人類健康。因此中密度纖維板防霉性能已成為行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)。中密度纖維板主要用于室內(nèi)裝飾裝修與家具制作，與人們緊密接觸，因而尋找一種環(huán)保的中密度纖維板防霉處理顯得十分重要。目前一些傳統(tǒng)的木材保護(hù)劑由于其毒性受到禁用或限用，開(kāi)發(fā)環(huán)保型木材保護(hù)劑正引起國(guó)內(nèi)外的關(guān)注[1～5]。

竹醋液是竹材燒制竹炭過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，由于對(duì)其開(kāi)發(fā)應(yīng)用有限，造成產(chǎn)品積壓的現(xiàn)狀。為了拓寬竹醋液的用途，結(jié)合其具有殺菌抗菌、驅(qū)避害蟲(chóng)以及高滲透性特點(diǎn)[6]，作者提出了將其用于研制天然型木材保護(hù)劑的研究[7～8]，旨在探明竹醋液性能對(duì)中密度纖維板預(yù)油漆紙貼面膠合強(qiáng)度的作用規(guī)律，為開(kāi)發(fā)我國(guó)生物型木材保護(hù)劑提供一個(gè)思路和方向。

1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1 試驗(yàn)材料

中密度纖維板：取自浙江某工廠，密度0.74 g/cm3，厚12 mm，定厚砂光，控制其厚度偏差在±0.2 mm內(nèi)，含水率在8% ～ 10%。

預(yù)油漆紙：取自浙江某工廠，含水率為10%，厚度0.11 mm，定量85 g/m2。

膠粘劑：聚醋酸乙烯乳液，固含量30%；脲醛樹(shù)脂乳液，固含量55%；貼面時(shí)，聚醋酸乙烯乳液：脲醛樹(shù)脂乳液＝5：5（質(zhì)量比）。

竹醋液：取自浙江5個(gè)竹醋液生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品性能指標(biāo)如表1。

竹醋液制劑：以竹醋液為分散介質(zhì)，將有效成分加入竹醋原液中, 攪拌至完全溶解。

竹醋液制劑編號(hào)及有效成分如下：

PW1為竹醋液復(fù)配氨基甲酸酯類有效成分，質(zhì)量濃度為10 g/L；PW2為竹醋液復(fù)配氨基甲酸酯類、硼和鋅類有效成分，質(zhì)量濃度為75 g/L；PW3為竹醋液復(fù)配氨基甲酸酯類有效成分、硼、鋅、銅類有效成分；質(zhì)量濃度為100 g/L；PW4為竹醋液復(fù)配硼酸和硫酸銅，質(zhì)量濃度為75 g/L。

表1 竹醋液的性能Table1 Properties of bamboo vinegar

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

單層壓機(jī)，產(chǎn)品型號(hào)XLB-D500×500，總壓力1 200 kN，工作液壓力19.5 Mpa；MWD-10B型電子式人造板試驗(yàn)機(jī) 最大試驗(yàn)力10 kN。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 中密度纖維板竹醋液及制劑處理 竹醋液及竹醋液制劑雙面涂刷中密度纖維板，涂刷三次，涂布量為40 g/m2，然后60℃干燥至含水率12%左右。

1.3.2 中密度纖維板防霉性能測(cè)試 經(jīng)1.3.1處理的中密度纖維板制成試件，尺寸為30 mm×30 mm，將培養(yǎng)好的3種霉菌混合菌種孢子懸浮液，噴灑在試件上，按照GB/T20671.11-2006《非金屬墊片材料分類體系及試驗(yàn)方法》中的第11部分，檢測(cè)中密度纖維板防霉性能。

1.3.3 MDF預(yù)油漆紙貼面及性能測(cè)試 經(jīng)1.3.1處理中密度纖維板，單面涂膠，涂膠量為150 g/m2。油漆紙平整覆到中密度纖維板上，陳放1 min后熱壓，壓力為1 MPa，溫度70 ～ 80℃，時(shí)間120 s。

1.3.4 性能測(cè)試 根據(jù)GB/T15104-94測(cè)定預(yù)油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強(qiáng)度，每組取6個(gè)試件，試件規(guī)格50 mm×50 mm，最后取平均值。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 竹醋液對(duì)中密度纖維板防霉性和貼面膠合強(qiáng)度的影響。

2.1.1 竹醋液對(duì)中密度纖維板防霉性的影響 5種型號(hào)竹醋液分別處理中密度纖維板，其防霉性能如表2。

從表2中可以看出，經(jīng)5種竹醋液涂刷處理中密度纖維板的防霉性能均有提高，起始霉變時(shí)間延長(zhǎng)。竹醋原液對(duì)木材霉菌具有殺菌作用，因此用竹醋原液處理中密度纖維板時(shí)，對(duì)其含有的霉菌起到一定的殺菌作用，因而霉變時(shí)間比空白對(duì)照板材延遲。但竹醋原液主要成分為水分，有效成分含量低。經(jīng)竹醋原液處理的中密度纖維板，因?yàn)橛行С煞趾康?，不能抑制霉菌的生長(zhǎng)，所以經(jīng)竹醋原液處理的中密度纖維板，在實(shí)驗(yàn)第28天時(shí)，霉菌布滿試件表面，防霉等級(jí)為4級(jí)。

表2 竹醋液對(duì)中密度纖維板防霉性能的影響Table2 Anti-mould of MDF

2.1.2 竹醋液對(duì)中密度纖維板預(yù)油漆紙貼面膠合強(qiáng)度的影響 竹醋液性能受竹種、竹齡、燒制工藝等因素影響，因而竹醋液性能差別大。從上述分析可以看出，不同廠家的竹醋液抑菌性能有差別。中密度纖維板主要用于室內(nèi)裝飾裝修以及家具制作，板材表面必須經(jīng)過(guò)貼面或涂飾處理后才能滿足日常使用要求。因而竹醋原液處理的中密度纖維板，除研究其防霉性能之外，還必須研究竹醋原液對(duì)其貼面性能的影響。文章研究了上述5種竹醋原液對(duì)中密度纖維板預(yù)油漆紙貼面膠合強(qiáng)度的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3可以得出，②號(hào)和⑤號(hào)竹醋原液處理的中密度纖維板預(yù)油漆紙貼面強(qiáng)度和空白相比，強(qiáng)度下降，但下降不顯著。①號(hào)、③號(hào)和④號(hào)竹醋原液對(duì)預(yù)油漆紙貼面強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，特別是①號(hào)竹醋液，強(qiáng)度增加明顯。這是由于竹醋液主要成分中含有乙酸和甲酸，酸性強(qiáng)，可以促進(jìn)脲醛樹(shù)脂的固化。當(dāng)貼面板材熱壓時(shí)，和空白試驗(yàn)相比，在酸性作用下，脲醛樹(shù)脂固化加快，在120s內(nèi)，樹(shù)脂交聯(lián)更充分，所以強(qiáng)度相對(duì)較高。

從表2和表3可以看出，①號(hào)竹醋原液綜合性能好，經(jīng)其處理的板材，防霉性能最好，貼面強(qiáng)度最高。

表3 竹醋液對(duì)預(yù)油漆紙貼面中密度纖維板表面膠合強(qiáng)度的影響Table3 Bonding strength between pre-coated paper and MDF

2.2 竹醋液制劑對(duì)中密度纖維板防霉性和貼面膠合強(qiáng)度的影響

2.2.1 竹醋液制劑對(duì)中密度纖維板的防霉性影響 僅用竹醋原液處理中密度纖維板時(shí)，盡管處理后板材防霉性提高，但是在后續(xù)使用過(guò)程中由于其有效成分含量低，不能抵抗霉菌的進(jìn)攻和侵害，最終產(chǎn)生霉變。為使中密度纖維板具有長(zhǎng)效的防霉性，必須增強(qiáng)有效成分。在 2.1的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以①號(hào)竹醋原液為分散介質(zhì)，復(fù)配低毒甚至無(wú)毒的有效成分，制成PW1、PW2、PW3和PW4四種制劑，按GB/T20671.11-2006測(cè)試對(duì)中密度纖維板防霉性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 竹醋液制劑對(duì)中密度纖維板防霉性的影響Table4 Test on molding of MDF

從表4可以看出，竹醋液制劑處理的中密度纖維板霉變時(shí)間比對(duì)照和僅原液處理的板材時(shí)間延長(zhǎng)，防霉性能提高。用原液涂刷處理時(shí)，其含有的抗霉菌成分滲透到表面纖維中，因而使得板材霉變起始時(shí)間推遲。竹醋原液中有效成分含量低，滲透到表面纖維中的有效成分含量不能抵抗霉菌侵蝕，試驗(yàn)第7天表面開(kāi)始霉菌蔓延，在試驗(yàn)第28天表面全布滿菌絲，防霉等級(jí)四級(jí)。復(fù)配了有效成分的制劑處理纖維時(shí)，不但殺滅霉菌，而且制劑中含有有效成分含量滲透到纖維中，提高了板材的抗霉變性能。從上表可見(jiàn)，PW1處理的中密度纖維板防霉等級(jí)達(dá)到2級(jí)，PW2、PW3和PW4處理的板材防霉等級(jí)達(dá)到1級(jí)，板材的防霉性能得到明顯提高。

2.2.2 竹醋液制劑對(duì)中密度纖維板貼面膠合強(qiáng)度的影響 表5是4種復(fù)配了不同有效成分的木材保護(hù)劑對(duì)預(yù)油漆紙貼面MDF表面膠合強(qiáng)度的影響。

由以上圖表可以看出：PW1、PW2和PW3對(duì)預(yù)油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強(qiáng)度影響顯著。經(jīng)PW1、PW2和 PW3處理的預(yù)油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于未處理過(guò)的預(yù)油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強(qiáng)度；PW4對(duì)預(yù)油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強(qiáng)度影響不顯著。經(jīng)PW4處理的預(yù)油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強(qiáng)度與空白處理相近。因而用于中密度纖維板防霉處理處理的竹醋液保護(hù)劑可以復(fù)配含硼類有效成分，既可使處理過(guò)的中密度纖維板具有一定的防霉效果，又不影響其后續(xù)貼面處理。

表5 竹醋液木材保護(hù)劑對(duì)預(yù)油漆紙貼面中密度纖維板表面膠合強(qiáng)度的影響Table5 Test on surface bonding strength

3 結(jié)論

（1）竹醋原液涂刷處理中密度纖維板，可以提高其抗霉性，但不能長(zhǎng)期有效抑制霉菌生長(zhǎng)，竹醋原液處理中密度纖維板后，對(duì)預(yù)油漆紙貼面強(qiáng)度影響較小。五種竹醋液中，①號(hào)竹醋原液綜合性能最佳，既能明顯提高防霉性又能提高油漆紙貼面強(qiáng)度。

（2）竹醋液制劑涂刷中密度纖維板時(shí)，可以顯著提高其抗霉性，其中PW1、PW2和PW3防霉性能達(dá)到1級(jí)，但顯著降低板材油漆紙貼面強(qiáng)度。PW4防霉性能達(dá)到1級(jí)，而且對(duì)預(yù)油漆紙貼面強(qiáng)度影響較小，可以應(yīng)用于中密度纖維板防霉處理。

（3）竹醋液可以用于中密度纖維板防霉處理，但復(fù)配的成分需要進(jìn)一步研制，具有長(zhǎng)效防霉效果且不影響其二次加工性能的防霉劑還需要進(jìn)一步研究。

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