基于硼系防蟲OSB硼化合物含量檢測與分析

沈娟霞， 葉交友， 陸鳴亮， 羅來朋， 辛江梅， 劉元強(qiáng)

(德華兔寶寶裝飾新材股份有限公司，浙江 德清 313200)

隨著人們對美好生活向往意愿的提升，環(huán)保意識顯著提高，室內(nèi)裝飾裝修領(lǐng)域?qū)揖咧破?、裝修建材提出了新的要求，尤其是對影響室內(nèi)空氣質(zhì)量的甲醛釋放量指標(biāo)[1-4]的關(guān)注。甲醛水溶液稱為福爾馬林，是一種高效的殺菌消毒劑，亦可作為防腐劑使用。市場上基礎(chǔ)板材產(chǎn)品甲醛釋放量普遍處于E0級或者無醛Enf級[5-10]水平。若木質(zhì)板材內(nèi)不含甲醛或含量極低，就會遭受環(huán)境中真菌、白蟻、蠹蟲、蟑螂等微生物或害蟲的侵蝕。在逐漸降低游離甲醛的趨勢下，室內(nèi)裝飾裝修材料需作防蟲處理。由于地理位置的特殊性，我國淮河以南地區(qū)受蟲、蟻危害的現(xiàn)象較為普及[11-12]。

定向刨花板(OSB)主要用于木結(jié)構(gòu)房屋的墻板、地板、屋面板等，近幾年逐步成為國內(nèi)房屋裝修的主要用材。規(guī)格刨花之間使用MDI膠黏劑，為無醛級環(huán)保產(chǎn)品，也是白蟻、蠹蟲等食木類生物的有機(jī)食品[13-15]。硼酸、硼酸鹽是一種對人體無害的公共安全衛(wèi)生防蟲劑，也是木質(zhì)人造板防腐、防蟲功能的優(yōu)選產(chǎn)品。兔寶寶企業(yè)研究院聯(lián)合加拿大Nobord公司、艾伯塔省科技創(chuàng)新研究院，以加拿大原產(chǎn)優(yōu)質(zhì)天然顫楊為主材，硼化合物為防蟲功能藥劑，研發(fā)生產(chǎn)了新一代硼系防蟲OSB產(chǎn)品供應(yīng)中國室內(nèi)裝修和家具材市場[16-21]。本文基于林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 2062-2012《防蟲膠合板》方法要求，對防蟲OSB硼化合物有效成分載藥量進(jìn)行檢測和分析，為后期刨花類人造板硼化合物含量檢驗(yàn)工作提供參考依據(jù)[22]。

1 主要試劑和儀器

主要試劑和儀器見表1和表2。

表1 主要試劑

表2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

2 溶液配制與標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

在胭脂紅酸25 mg中加入硫酸溶液溶解，定容到100 mL；在硫酸亞鐵5 g中加入0.5 mol/L硫酸100 mL，使之溶解；量取在硫酸干燥器中干燥5 h的硼酸250 mg，放入100 mL的容量瓶里。定容后取10 mL，放入500 mL的容量瓶，定容配成硼酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。

取0、0.2 mL、0.4 mL、0.8 mL、1.2 mL、2.0 mL的硼酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，放入25 mL容量瓶中，加入鹽酸3滴，硫酸亞鐵3滴以及硫酸10 mL。水冷后加入胭脂紅酸溶液10 mL混合，接著水冷，用硫酸定容，在室溫下放置45 min后，移一部分入比色皿，在波長600 nm中測定吸光度。根據(jù)結(jié)果制作硼酸的濃度和吸光度的關(guān)系曲線，定位標(biāo)準(zhǔn)曲線。硼酸的濃度和吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如圖1所示。

圖1 硼酸的濃度和吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

3 硼化合物有效成分測定

3.1 制取防蟲OSB試料

將防蟲OSB試樣鋸成小木片，放置于小型120目粉碎機(jī)中粉碎，收集碎料于表面皿中。并在103±2 ℃烘箱中干燥24 h，烘至絕干，稱量1 g備用，作為分析用試料A。

3.2 制取有效成分試液

將1 g防蟲OSB分析用試料放入石英玻璃圓底燒瓶中，加入過氧化氫15 mL，濃硫酸2 mL以及磷酸2 mL。接著用砂浴鍋慢慢加熱(200 ℃)，當(dāng)內(nèi)容物變成黑色時(shí)，加入過氧化氫溶液5 mL，大約加4～5次后燒瓶內(nèi)容物變成透明并出現(xiàn)硫酸白煙為止。之后將圓底燒瓶中的分解液移至200 mL的容量瓶定容，作為分析用試料溶液。

3.3 硼酸的定量

量取分析用試料溶液2 mL，放入25 mL的容量瓶中，加入鹽酸3滴，硫酸亞鐵3滴以及硫酸10 mL。水冷后加入胭脂紅酸溶液10 mL混合，接著水冷，用硫酸定容，在室溫下放置45 min后，移一部分入比色皿，在波長600 nm中測定吸光度，選取三組平行試驗(yàn)，結(jié)果取平均值。

3.4 表芯層有效成分測試

取一塊500 mm×500 mm×12 mm防蟲OSB樣板，從表層刨切1mm厚度后，切割成小木片，后放進(jìn)120目粉碎機(jī)粉碎，稱取1g，作為試料B1。在同一塊防蟲OSB樣板中，在中間5～6 mm位置上再取試件，切割成小木片，粉碎后稱取1 g，作為試料B2。兩組試料在同等條件下進(jìn)行硼化合物有效成分載藥量測定。各進(jìn)行三組平行試驗(yàn)，取平均值。

3.5 防蟲和普通OSB理化性能測試

根據(jù)LY/T 1580-2010《定向刨花板》要求對防蟲OSB(樣品編號1#、2#、3#)和普通OSB(樣品編號4#、5#、6#)進(jìn)行力學(xué)和理化性能的檢測，樣品厚度12mm。檢測指標(biāo)為靜曲強(qiáng)度、彈性模量、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、24 h吸水厚度膨脹率和甲醛釋放量。取三組平行試樣測試，結(jié)果取平均值。

4 結(jié)果與分析

4.1 檢測結(jié)果

根據(jù)硼酸的定量計(jì)算防蟲劑載藥量。上述三種防蟲OSB試件(A、B1、B2)的硼化合物有效成分載藥量見表3。防蟲OSB和普通OSB的力學(xué)和理化性能檢測結(jié)果見表4。

表3 三種防蟲OSB試樣的硼化合物有效成分載藥量

表4 防蟲OSB和普通OSB理化性能對比(型號：OSB/2；厚度：12 mm)

4.2 分析

根據(jù)行標(biāo)《防蟲膠合板》LY/T 2062-2012要求，硼化合物(以硼酸計(jì))含量>1.2 kg/m3。上述三種防蟲OSB試件檢測結(jié)果均優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)國標(biāo)《木材防蟲(蟻)技術(shù)規(guī)范》GB/T 29399-2012要求，室內(nèi)C2環(huán)境下，用于建筑內(nèi)部及裝飾、家具、地下室、衛(wèi)生間等場所的硼化合物含量>4.5 kg/m3，本產(chǎn)品符合該標(biāo)準(zhǔn)C2環(huán)境下載藥量和防蟲蟻要求[23]。

從表芯層硼化合物含量的檢測結(jié)果表明：試件表層硼化合物含量偏高，而芯層硼化合物含量偏低。理論上載藥量超過1.2 kg/m3和4.5 kg/m3分別符合單板(刨花)膠合和實(shí)木板材防蟲蟻標(biāo)準(zhǔn)要求。從接觸外部環(huán)境情況分析，表層硼化合物載藥量偏高更有利于抵御白蟻、蠹蟲、真菌等有害生物的侵蝕。根據(jù)LY/T 2062-2012單板(刨花)膠合板材標(biāo)準(zhǔn)的要求，表芯層防蟲劑含量都遠(yuǎn)超出1.2 kg/m3要求，防蟲蟻效果不言而喻。

OSB是以長材刨片機(jī)加工的規(guī)格大片刨花為單元，經(jīng)刨花制備、施膠、定向鋪裝、熱壓等工序制成的結(jié)構(gòu)板材，表、芯層刨花延板材長寬方向定向排列，在厚度方向上依據(jù)板材不同用途設(shè)計(jì)成不同剖面密度結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品用于家具板、門板基材，為便于二次貼面加工，設(shè)計(jì)成表芯層密度從高到低分布。從檢測結(jié)果看，表層硼化合物含量高于芯層，也符合設(shè)計(jì)要求。

通過防蟲和普通OSB力學(xué)、理化性能的檢測，防蟲劑的添加對OSB各項(xiàng)性能影響不大，檢測結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

5 結(jié)束語

本文采用LY/T 2062-2012《防蟲膠合板》林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法，對硼系防蟲OSB中硼化合物的含量進(jìn)行檢測。從整個(gè)檢測過程看，此標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于單板膠合類人造板防蟲劑載藥量檢測，同樣適用于刨花膠合類OSB人造板產(chǎn)品。通過表芯層硼化合物含量的檢測得出，表層比芯層含量偏高。從接觸外部環(huán)境情況分析，表層硼化合物載藥量偏高有利于抵御白蟻、蠹蟲、真菌等有害生物的侵蝕。從二次貼面加工設(shè)計(jì)分析，表芯層密度從高到低分布符合家具板基材產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。在防蟲和普通OSB理化性能方面，施加防蟲劑對OSB各項(xiàng)性能影響不大，結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。經(jīng)檢測對標(biāo)，該防蟲OSB可用于建材、家具、室內(nèi)裝飾裝修及車船等領(lǐng)域，滿足消費(fèi)者對防蟲功能的特殊需求。