竹醋液及竹醋液制劑對中密度纖維板防霉和貼面性能的影響

方 群，杜春貴，于紅衛，張遐耘，沈哲紅

（1.浙江農林大學工程學院，浙江 臨安 311300；2.國家木質資源綜合利用工程技術研究中心，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，既影響產品的外觀質量，降低板材的物理力學性能，又污染居住環境，影響人類健康。因此中密度纖維板防霉性能已成為行業的關注點。中密度纖維板主要用于室內裝飾裝修與家具制作，與人們緊密接觸，因而尋找一種環保的中密度纖維板防霉處理顯得十分重要。目前一些傳統的木材保護劑由于其毒性受到禁用或限用，開發環保型木材保護劑正引起國內外的關注[1～5]。

竹醋液是竹材燒制竹炭過程中產生的副產物，由于對其開發應用有限，造成產品積壓的現狀。為了拓寬竹醋液的用途，結合其具有殺菌抗菌、驅避害蟲以及高滲透性特點[6]，作者提出了將其用于研制天然型木材保護劑的研究[7～8]，旨在探明竹醋液性能對中密度纖維板預油漆紙貼面膠合強度的作用規律，為開發我國生物型木材保護劑提供一個思路和方向。

1 實驗材料與設備

1.1 試驗材料

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，含水率在8% ～ 10%。

預油漆紙：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%；脲醛樹脂乳液，固含量55%；貼面時，聚醋酸乙烯乳液：脲醛樹脂乳液＝5：5（質量比）。

竹醋液：取自浙江5個竹醋液生產廠家，產品性能指標如表1。

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

竹醋液制劑編號及有效成分如下：

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

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

1.2 試驗設備

單層壓機，產品型號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機 最大試驗力10 kN。

1.3 試驗方法

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試 經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方法》中的第11部分，檢測中密度纖維板防霉性能。

1.3.3 MDF預油漆紙貼面及性能測試 經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℃，時間120 s。

1.3.4 性能測試 根據GB/T15104-94測定預油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強度，每組取6個試件，試件規格50 mm×50 mm，最后取平均值。

2 試驗結果與分析

2.1 竹醋液對中密度纖維板防霉性和貼面膠合強度的影響。

2.1.1 竹醋液對中密度纖維板防霉性的影響 5種型號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，起始霉變時間延長。竹醋原液對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，對其含有的霉菌起到一定的殺菌作用，因而霉變時間比空白對照板材延遲。但竹醋原液主要成分為水分，有效成分含量低。經竹醋原液處理的中密度纖維板，因為有效成分含量低，不能抑制霉菌的生長，所以經竹醋原液處理的中密度纖維板，在實驗第28天時，霉菌布滿試件表面，防霉等級為4級。

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

2.1.2 竹醋液對中密度纖維板預油漆紙貼面膠合強度的影響 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裝飾裝修以及家具制作，板材表面必須經過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其貼面性能的影響。文章研究了上述5種竹醋原液對中密度纖維板預油漆紙貼面膠合強度的影響，結果見表3。

從表3可以得出，②號和⑤號竹醋原液處理的中密度纖維板預油漆紙貼面強度和空白相比，強度下降，但下降不顯著。①號、③號和④號竹醋原液對預油漆紙貼面強度有增強作用，特別是①號竹醋液，強度增加明顯。這是由于竹醋液主要成分中含有乙酸和甲酸，酸性強，可以促進脲醛樹脂的固化。當貼面板材熱壓時，和空白試驗相比，在酸性作用下，脲醛樹脂固化加快，在120s內，樹脂交聯更充分，所以強度相對較高。

從表2和表3可以看出，①號竹醋原液綜合性能好，經其處理的板材，防霉性能最好，貼面強度最高。

表3 竹醋液對預油漆紙貼面中密度纖維板表面膠合強度的影響Table3 Bonding strength between pre-coated paper and MDF

2.2 竹醋液制劑對中密度纖維板防霉性和貼面膠合強度的影響

2.2.1 竹醋液制劑對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，盡管處理后板材防霉性提高，但是在后續使用過程中由于其有效成分含量低，不能抵抗霉菌的進攻和侵害，最終產生霉變。為使中密度纖維板具有長效的防霉性，必須增強有效成分。在 2.1的試驗基礎上，以①號竹醋原液為分散介質，復配低毒甚至無毒的有效成分，制成PW1、PW2、PW3和PW4四種制劑，按GB/T20671.11-2006測試對中密度纖維板防霉性能的影響，試驗結果見表4。

表4 竹醋液制劑對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間比對照和僅原液處理的板材時間延長，防霉性能提高。用原液涂刷處理時，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，試驗第7天表面開始霉菌蔓延，在試驗第28天表面全布滿菌絲，防霉等級四級。復配了有效成分的制劑處理纖維時，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，PW1處理的中密度纖維板防霉等級達到2級，PW2、PW3和PW4處理的板材防霉等級達到1級，板材的防霉性能得到明顯提高。

2.2.2 竹醋液制劑對中密度纖維板貼面膠合強度的影響 表5是4種復配了不同有效成分的木材保護劑對預油漆紙貼面MDF表面膠合強度的影響。

由以上圖表可以看出：PW1、PW2和PW3對預油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強度影響顯著。經PW1、PW2和 PW3處理的預油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強度遠遠低于未處理過的預油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強度；PW4對預油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強度影響不顯著。經PW4處理的預油漆紙貼面中密度纖維板的表面膠合強度與空白處理相近。因而用于中密度纖維板防霉處理處理的竹醋液保護劑可以復配含硼類有效成分，既可使處理過的中密度纖維板具有一定的防霉效果，又不影響其后續貼面處理。

表5 竹醋液木材保護劑對預油漆紙貼面中密度纖維板表面膠合強度的影響Table5 Test on surface bonding strength

3 結論

（1）竹醋原液涂刷處理中密度纖維板，可以提高其抗霉性，但不能長期有效抑制霉菌生長，竹醋原液處理中密度纖維板后，對預油漆紙貼面強度影響較小。五種竹醋液中，①號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度。

（2）竹醋液制劑涂刷中密度纖維板時，可以顯著提高其抗霉性，其中PW1、PW2和PW3防霉性能達到1級，但顯著降低板材油漆紙貼面強度。PW4防霉性能達到1級，而且對預油漆紙貼面強度影響較小，可以應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，但復配的成分需要進一步研制，具有長效防霉效果且不影響其二次加工性能的防霉劑還需要進一步研究。

[1]張勤麗，闕澤利，曾志高.1998年預油漆紙貼面人造板產品質量全國統檢情況[J].人造板通訊，1995（5）：6－7.

[2]劉光宇，楊國卿.水曲柳預油漆紙厚度與膠粘劑的關系[J].林產工業，1996，23（3）：42.

[3]曹金珍.國外木材防腐技術和研究現狀[J].林業科學，2006，42（7）：120－126.

[4]蔣明亮，費本華.木材防腐的現狀及研究開發方向[J].世界林業研究，2002，15(3)：44－48.

[5]Lin L, Hse C Y.2002.Removal of CCA from spent CCA-treated wood[A].33rd annual meeting of international research group on wood preservation[C].Cardiff, Wales, UK, Document No.: IRGPWP 02-50192.

[6]張文標，李文珠，張宏，等.竹炭、竹醋液的生產與應用[M].北京：中國林業出版社，2006.

[7]沈哲紅，方群，鮑濱福，等.竹醋液及竹醋液復配制劑對木材霉菌的抑菌性[J].浙江林學院學報，2010，27（2）：99－104.

[8]沈哲紅，方群，葉良明，等.竹醋液制劑的抑菌性及其竹材防霉性評價[J].木材工業，2009，23（6）：37－39，45.