建筑密封材料耐霉菌性測試方法的研究

胡曉珍

（上海建科檢驗有限公司 國家建筑工程材料質(zhì)量檢驗檢測中心，上海 201108）

0 引言

建筑密封材料是能承受接縫位移以達到氣密、水密目的而嵌入建筑接縫中的材料[1]，已在我國經(jīng)歷了長時間的發(fā)展，從20世紀(jì)70年代的PVC油膏、瀝青嵌縫油膏等到如今的硅酮密封膠、聚氨酯密封膠等[2]。隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的發(fā)展，對于建筑密封材料的要求已經(jīng)不只是良好的密封性能，還需兼?zhèn)浞栏g、防霉等性能的要求。由于霉菌對涂料、膠黏劑、皮革、織物等工業(yè)材料及制品都有腐蝕作用[3]，一旦出現(xiàn)發(fā)霉現(xiàn)象，就易散發(fā)霉菌特有的惡臭，對人身心健康造成威脅，而在這種環(huán)境中生產(chǎn)的產(chǎn)品也容易受到污染，生產(chǎn)儀器、設(shè)備也易損壞[4]。因此，對于建筑密封材料是否具有耐霉菌性已經(jīng)引起了越來越多生產(chǎn)企業(yè)及消費者的關(guān)注。

目前國內(nèi)適用于建筑密封材料耐霉菌性檢測的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是JC/T 885—2016《建筑用防霉密封膠》，在此標(biāo)準(zhǔn)中對于防霉密封膠的防霉性檢測引用了GB/T 1741—2020《漆膜耐霉菌性測定法》的試驗方法。但建筑密封材料并非漆膜，建筑密封材料與建筑涂料在組成、特性、施工成型尺寸等方面有明顯的不同，故該方法并不完全適用于建筑密封材料的耐霉菌性檢測。因此，本文以建筑密封材料為研究對象，研究適合該類產(chǎn)品的耐霉菌性測試方法。

1 試驗

本文以建筑密封材料為研究對象，對其耐霉菌性測試方法進行試驗研究。調(diào)研不同類型建筑材料的耐霉菌性測試標(biāo)準(zhǔn)，如HG/T3950—2007《抗菌涂料》、GB/T 2423.16—2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗J及導(dǎo)則：長霉》、GB/T34844—2017《壁紙》、HG/T4301—2012《橡膠防霉性能測試方法》、GB/T35469—2017《建筑木塑復(fù)合材料防霉性能測試方法》、LY/T2230-2013《人造板防霉性能評價》，見表1。確定主要試驗內(nèi)容為制樣厚度、制樣尺寸與接種方式、試驗菌種等。

表1 不同產(chǎn)品耐霉菌性測試用制樣尺寸及試驗菌種

1.1 制樣厚度

JC/T885—2016中規(guī)定了制樣厚度為2 mm，但建筑密封材料在不同應(yīng)用場景中厚度并不相同。因此，本文選擇了3種不同制樣厚度分別進行試驗，驗證不同制樣厚度是否對耐霉菌性測試產(chǎn)生影響。

1.2 制樣尺寸與接種方式

由表1可知，試樣尺寸存在大規(guī)格（50 mm×50 mm）及小規(guī)格[（38±5）mm]，因此本次試驗選擇2種大小的制樣尺寸，驗證不同尺寸對耐霉菌性試驗結(jié)果的影響。

根據(jù)表1的調(diào)研情況，常見的接種方式有：（1）使用噴霧器接種的噴灑法；（2）將菌液接種至試樣及培養(yǎng)基上，再用涂布棒均勻涂抹的涂布法（簡稱涂布法1）。但由于建筑密封材料大多具有疏水性，用涂布法1易在樣品上產(chǎn)生液滴，導(dǎo)致涂抹不均勻。因此，本次試驗加入另一種涂布方式進行試驗：將菌液先接種至培養(yǎng)基上，均勻涂抹后，再放置試樣進行培養(yǎng)（簡稱涂布法2）。驗證不同接種方式對耐霉菌性測試是否產(chǎn)生影響。由于不同制樣尺寸及不同的接種方式都會對試驗結(jié)果造成影響，因此需將這2個試驗內(nèi)容同時進行試驗，驗證不同的接種方式和不同制樣尺寸的匹配性。

1.3 試驗菌種

根據(jù)表1的調(diào)研情況，選擇國內(nèi)相關(guān)建筑材料耐霉菌性檢測標(biāo)準(zhǔn)中使用的霉菌作為待篩選菌種，進行試驗驗證，并選擇適宜建筑密封材料的霉菌作為試驗菌種。

1.4 試驗內(nèi)容參數(shù)的設(shè)定

根據(jù)上述研究，設(shè)定了相關(guān)試驗內(nèi)容及其參數(shù)。

制樣厚度：1、2、5mm；

制樣尺寸：50 mm×50 mm及40 mm×40 mm；

接種方式：噴灑法、涂布法1、涂布法2；

待篩選菌種：黑曲霉（CGMCC 3.5487）、黃曲霉（CGMCC 3.3950）、球毛殼（CGMCC 3.0963）、臘葉芽枝霉（CGMCC 3.2757）、宛氏擬青霉（CGMCC 3.4253）、桔青霉（CGMCC 3.2913）、綠色木霉（CGMCC 3.2941）、出芽短梗霉（CGMCC 3.0837）、鏈格孢（CGMCC 3.4255）、土曲霉（CGMCC 3.3893）、繩狀青霉（CGMCC 3.3875）、短柄帚霉（CGMCC 3.1914）、樹脂子囊菌（CICC 2536）、綠粘帚霉（CGMCC 3.3987）。

2 試驗步驟及研究結(jié)果

2.1 制樣厚度研究

2.1.1 試樣的制備

選擇7種建筑密封材料進行試驗，A1：防霉密封膠，國標(biāo)修訂參編單位樣品；A2：廚房衛(wèi)浴防霉硅酮密封膠，市售；A3：聚氨酯建筑密封膠，日常委托送樣；A4：硅酮密封膠，市售；A5：防霉密封膠，市售；A6：中性硅酮結(jié)構(gòu)膠，市售；A7：密封膠，日常委托送樣。試樣尺寸為50 mm×50 mm，厚度分別為1、2、5mm。將樣品分別均勻涂抹在1、2、5 mm厚度的模具內(nèi)并刮平，底材為聚酯膜。養(yǎng)護7 d后取出，去除底材并剪裁后為試樣。養(yǎng)護條件為：溫度（23±2）℃、相對濕度（50±5）%。

在樣品剪裁時發(fā)現(xiàn)，A1樣品與底材粘連嚴(yán)重，而試驗需將底材與試樣分離，1 mm制樣厚度的試樣很難進行分離操作，因此無法進行試驗。

2.1.2 接種及培養(yǎng)

將待篩選菌種接種于馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA）斜面培養(yǎng)基上，于28℃培養(yǎng)7d，使培養(yǎng)基表面長滿孢子。向培養(yǎng)后的霉菌斜面中加入10 mL無菌水，將孢子刮下制成孢子懸液后加入帶有無菌玻璃珠及無菌水的三角瓶中，充分震蕩后進行過濾。將濾液以4000 r/min離心10 min，離心后去除上層清液，再加入無菌水混勻。重復(fù)上述離心過程2次后，用營養(yǎng)鹽溶液對孢子懸液進行稀釋，使接種菌液的濃度為8×105～1.2×106個/mL。

將試驗菌種同比例混合后即為接種菌液。接種方式采用噴灑法，每種樣品進行3次平行試驗，每塊平板分別噴灑0.4～0.6 mL接種液至試樣及培養(yǎng)基上，于25～30℃、相對濕度不低于85%的條件下培養(yǎng)28 d。

2.1.3 結(jié)果及分析

培養(yǎng)28 d后將平板取出，進行觀察，按表2進行判斷，結(jié)果見表3，A2試樣霉菌生長情況見圖1。

表2 耐霉菌性等級判定

表3 不同制樣厚度的耐霉菌性結(jié)果匯總表

由表3可見，對于具有良好的耐霉菌性A1、A4、A5樣品或耐霉菌性較差的A3樣品，不同的制樣厚度對于結(jié)果無明顯影響。但對于A6、A7樣品出現(xiàn)了制樣越厚，其防霉性能越好的情況。同時由圖1可見，雖然A2的3個制樣厚度結(jié)果都為1級，制樣厚度1、2 mm的A2樣品周邊都有較明顯的肉眼可視的霉菌生長，但5mm厚度樣品需顯微鏡放大觀察到其霉菌生長。由此可見，為更好地體現(xiàn)樣品的耐霉菌性，應(yīng)選擇1mm或2mm制樣厚度。但由于制樣厚度1mm時可能會出現(xiàn)試樣與底材難以分離的情況，因此選擇2 mm作為制樣厚度為宜。

2.2 制樣尺寸與接種方式研究

試驗樣品及制備方式同2.1.1，制樣厚度為2mm。制樣尺寸分別為50 mm×50 mm及40 mm×40 mm。

2.2.1 接種及培養(yǎng)接種菌液的接種及培養(yǎng)方式同2.1.2操作，接種方式為噴灑法、涂布法1及涂布法2。

2.2.2 結(jié)果及分析

接種試樣培養(yǎng)28d后將平板取出，觀察，結(jié)果見表4、A3試樣（50 mm×50 mm）3種接種方式的霉菌生長情況見圖2。

由表4、圖2可見：

表4 不同制樣尺寸與接種方式的耐霉菌性結(jié)果匯總

（1）不同的制樣尺寸，A6試樣結(jié)果存在差異，造成這種現(xiàn)象的可能原因為小規(guī)格（40 mm×40 mm）試樣表面積較小，相較于大規(guī)格（50mm×50 mm）試樣，霉菌生長面積占比會有所增加。因此2種制樣規(guī)格都適用于本試驗，但使用小規(guī)格制樣尺寸時可增加試驗的嚴(yán)格程度。

（2）3種接種方式從結(jié)果上是基本一致的，但霉菌生長情況存在明顯差異。噴灑法及涂布法2中試樣上的霉菌生長呈周邊往中心生長的趨勢；而涂布法1由于產(chǎn)品的疏水性，導(dǎo)致試樣上有液滴存在，使霉菌生長呈不規(guī)則狀，對于結(jié)果的判定存在一定的妨礙。同時噴灑法的檢測重復(fù)性不如涂布法2，其原因在于噴灑法使用的噴霧器在各實驗室都不同，因此接種菌液的霧化程度存在較大差異。另外，噴霧法的接種菌液量及接種手法因人而異，也會導(dǎo)致差異性的出現(xiàn)。而涂布法2的可控性較強，因此，建議使用涂布法2進行試驗。

（3）由于菌液的接種方式與試樣尺寸存在關(guān)聯(lián)性，當(dāng)使用涂布法2進行接種時，由于試樣表面不進行菌液的接種，需要依靠平板上生長的霉菌對試樣進行侵染，所以涂布法2更適用于能給予霉菌充足生長空間的試樣尺寸。因此，建議在使用涂布法2時，搭配40 mm×40mm的制樣規(guī)格進行試驗。

2.3 試驗菌種的篩選試驗

選擇12種建筑密封材料進行試驗，B1：廚房衛(wèi)浴防霉硅酮密封膠，市售；B2：廚衛(wèi)硅酮密封膠，市售；B3：中性硅酮結(jié)構(gòu)膠，市售；B4：硅酮耐候密封膠，日常委托送樣；B5：中性硅酮結(jié)構(gòu)膠，日常委托送樣；B6：改性硅烷耐候結(jié)構(gòu)膠，日常委托送樣；B7：硅酮密封膠，市售；B8：硅酮密封膠，市售；B9：中性硅酮結(jié)構(gòu)膠，市售；B10：硅酮耐候密封膠，日常委托送樣；B11：密封膠，日常委托送樣；B12：聚氨酯建筑密封膠，日常委托送樣。制備方式同2.1.1，制樣厚度為2 mm，制樣尺寸為40 mm×40 mm。

2.3.1 接種及培養(yǎng)

將14種待篩選菌種進行接種菌液的接種及培養(yǎng)，方式同2.1.2，接種菌液不進行混合，使用單一菌種的接種菌液，接種方式為涂布法2。將制備好的試樣逐一放置于涂布單一菌種的營養(yǎng)鹽瓊脂平板上進行試驗。

2.3.2 結(jié)果及分析

培養(yǎng)28 d后將平板取出，觀察結(jié)果見表5。

表5 試驗菌種的耐霉菌性篩選結(jié)果

由表5可見，每種霉菌都對于建筑密封材料具有一定的生長能力，但存在強弱區(qū)別，如出芽短梗霉、球毛殼、樹脂子囊菌的生長率都在50%以下；而綠粘帚霉僅有1個樣品為明顯生長，其余都為輕微生長。剩余的10種霉菌中，臘葉芽枝霉和綠色木霉生長率雖為50%，但在多個樣品上有明顯生長的情況；而另外8種霉菌都具有較明顯的生長能力，因此可將上述的10種霉菌作為建筑密封材料的試驗菌種。但其中曲霉屬的霉菌有3種，同屬的重復(fù)率較高，因此，可對曲霉屬的霉菌種類進行精簡。根據(jù)德克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心的研究數(shù)據(jù)表明，土曲霉是臨床分離的曲霉屬中第2或第3位常見菌種，煙曲霉位居第1，土曲霉感染者較煙曲霉感染者治療更難[5]?？紤]到土霉菌的危害性，建議不使用該霉菌作為測試菌種。

因此，適用于建筑密封材料耐霉菌性檢測的測試菌種確定為：黑曲霉、黃曲霉、宛氏擬青霉、桔青霉、繩狀青霉、綠色木霉、鏈格孢、短柄帚霉和臘葉芽枝霉。

3 結(jié)語

通過對建筑密封材料耐霉菌性測試方法的關(guān)鍵參數(shù)研究，得出了適用于建筑密封材料耐霉菌性檢測的關(guān)鍵參數(shù)條件：制樣厚度為2 mm，制樣規(guī)格為40 mm×40 mm，接種方式為涂布法2，測試菌種為黑曲霉、黃曲霉、宛氏擬青霉、桔青霉、繩狀青霉、綠色木霉、鏈格孢、短柄帚霉和臘葉芽枝霉。與GB/T 1741—2020存在明顯差異，體現(xiàn)了密封材料與涂料在耐霉菌性測試方面的差異性。因此，試驗結(jié)果可為建立建筑密封材料的耐霉菌性測試方法國標(biāo)制定提供技術(shù)支持。