竹醋液及竹醋液制剂对中密度纤维板防霉和贴面性能的影响

方 群，杜春贵，于红卫，张遐耘，沈哲红

（1.浙江农林大学工程学院，浙江 临安 311300；2.国家木质资源综合利用工程技术研究中心，浙江 临安 311300；3.浙江省微生物研究所，浙江 杭州 310012）

普通中密度纤维板的易霉变性，既影响产品的外观质量，降低板材的物理力学性能，又污染居住环境，影响人类健康。因此中密度纤维板防霉性能已成为行业的关注点。中密度纤维板主要用于室内装饰装修与家具制作，与人们紧密接触，因而寻找一种环保的中密度纤维板防霉处理显得十分重要。目前一些传统的木材保护剂由于其毒性受到禁用或限用，开发环保型木材保护剂正引起国内外的关注[1～5]。

竹醋液是竹材烧制竹炭过程中产生的副产物，由于对其开发应用有限，造成产品积压的现状。为了拓宽竹醋液的用途，结合其具有杀菌抗菌、驱避害虫以及高渗透性特点[6]，作者提出了将其用于研制天然型木材保护剂的研究[7～8]，旨在探明竹醋液性能对中密度纤维板预油漆纸贴面胶合强度的作用规律，为开发我国生物型木材保护剂提供一个思路和方向。

1 实验材料与设备

1.1 试验材料

中密度纤维板：取自浙江某工厂，密度0.74 g/cm3，厚12 mm，定厚砂光，控制其厚度偏差在±0.2 mm内，含水率在8% ～ 10%。

预油漆纸：取自浙江某工厂，含水率为10%，厚度0.11 mm，定量85 g/m2。

胶粘剂：聚醋酸乙烯乳液，固含量30%；脲醛树脂乳液，固含量55%；贴面时，聚醋酸乙烯乳液：脲醛树脂乳液＝5：5（质量比）。

竹醋液：取自浙江5个竹醋液生产厂家，产品性能指标如表1。

竹醋液制剂：以竹醋液为分散介质，将有效成分加入竹醋原液中, 搅拌至完全溶解。

竹醋液制剂编号及有效成分如下：

PW1为竹醋液复配氨基甲酸酯类有效成分，质量浓度为10 g/L；PW2为竹醋液复配氨基甲酸酯类、硼和锌类有效成分，质量浓度为75 g/L；PW3为竹醋液复配氨基甲酸酯类有效成分、硼、锌、铜类有效成分；质量浓度为100 g/L；PW4为竹醋液复配硼酸和硫酸铜，质量浓度为75 g/L。

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

1.2 试验设备

单层压机，产品型号XLB-D500×500，总压力1 200 kN，工作液压力19.5 Mpa；MWD-10B型电子式人造板试验机 最大试验力10 kN。

1.3 试验方法

1.3.1 中密度纤维板竹醋液及制剂处理 竹醋液及竹醋液制剂双面涂刷中密度纤维板，涂刷三次，涂布量为40 g/m2，然后60℃干燥至含水率12%左右。

1.3.2 中密度纤维板防霉性能测试 经1.3.1处理的中密度纤维板制成试件，尺寸为30 mm×30 mm，将培养好的3种霉菌混合菌种孢子悬浮液，喷洒在试件上，按照GB/T20671.11-2006《非金属垫片材料分类体系及试验方法》中的第11部分，检测中密度纤维板防霉性能。

1.3.3 MDF预油漆纸贴面及性能测试 经1.3.1处理中密度纤维板，单面涂胶，涂胶量为150 g/m2。油漆纸平整覆到中密度纤维板上，陈放1 min后热压，压力为1 MPa，温度70 ～ 80℃，时间120 s。

1.3.4 性能测试 根据GB/T15104-94测定预油漆纸贴面中密度纤维板的表面胶合强度，每组取6个试件，试件规格50 mm×50 mm，最后取平均值。

2 试验结果与分析

2.1 竹醋液对中密度纤维板防霉性和贴面胶合强度的影响。

2.1.1 竹醋液对中密度纤维板防霉性的影响 5种型号竹醋液分别处理中密度纤维板，其防霉性能如表2。

从表2中可以看出，经5种竹醋液涂刷处理中密度纤维板的防霉性能均有提高，起始霉变时间延长。竹醋原液对木材霉菌具有杀菌作用，因此用竹醋原液处理中密度纤维板时，对其含有的霉菌起到一定的杀菌作用，因而霉变时间比空白对照板材延迟。但竹醋原液主要成分为水分，有效成分含量低。经竹醋原液处理的中密度纤维板，因为有效成分含量低，不能抑制霉菌的生长，所以经竹醋原液处理的中密度纤维板，在实验第28天时，霉菌布满试件表面，防霉等级为4级。

表2 竹醋液对中密度纤维板防霉性能的影响Table2 Anti-mould of MDF

2.1.2 竹醋液对中密度纤维板预油漆纸贴面胶合强度的影响 竹醋液性能受竹种、竹龄、烧制工艺等因素影响，因而竹醋液性能差别大。从上述分析可以看出，不同厂家的竹醋液抑菌性能有差别。中密度纤维板主要用于室内装饰装修以及家具制作，板材表面必须经过贴面或涂饰处理后才能满足日常使用要求。因而竹醋原液处理的中密度纤维板，除研究其防霉性能之外，还必须研究竹醋原液对其贴面性能的影响。文章研究了上述5种竹醋原液对中密度纤维板预油漆纸贴面胶合强度的影响，结果见表3。

从表3可以得出，②号和⑤号竹醋原液处理的中密度纤维板预油漆纸贴面强度和空白相比，强度下降，但下降不显著。①号、③号和④号竹醋原液对预油漆纸贴面强度有增强作用，特别是①号竹醋液，强度增加明显。这是由于竹醋液主要成分中含有乙酸和甲酸，酸性强，可以促进脲醛树脂的固化。当贴面板材热压时，和空白试验相比，在酸性作用下，脲醛树脂固化加快，在120s内，树脂交联更充分，所以强度相对较高。

从表2和表3可以看出，①号竹醋原液综合性能好，经其处理的板材，防霉性能最好，贴面强度最高。

表3 竹醋液对预油漆纸贴面中密度纤维板表面胶合强度的影响Table3 Bonding strength between pre-coated paper and MDF

2.2 竹醋液制剂对中密度纤维板防霉性和贴面胶合强度的影响

2.2.1 竹醋液制剂对中密度纤维板的防霉性影响 仅用竹醋原液处理中密度纤维板时，尽管处理后板材防霉性提高，但是在后续使用过程中由于其有效成分含量低，不能抵抗霉菌的进攻和侵害，最终产生霉变。为使中密度纤维板具有长效的防霉性，必须增强有效成分。在 2.1的试验基础上，以①号竹醋原液为分散介质，复配低毒甚至无毒的有效成分，制成PW1、PW2、PW3和PW4四种制剂，按GB/T20671.11-2006测试对中密度纤维板防霉性能的影响，试验结果见表4。

表4 竹醋液制剂对中密度纤维板防霉性的影响Table4 Test on molding of MDF

从表4可以看出，竹醋液制剂处理的中密度纤维板霉变时间比对照和仅原液处理的板材时间延长，防霉性能提高。用原液涂刷处理时，其含有的抗霉菌成分渗透到表面纤维中，因而使得板材霉变起始时间推迟。竹醋原液中有效成分含量低，渗透到表面纤维中的有效成分含量不能抵抗霉菌侵蚀，试验第7天表面开始霉菌蔓延，在试验第28天表面全布满菌丝，防霉等级四级。复配了有效成分的制剂处理纤维时，不但杀灭霉菌，而且制剂中含有有效成分含量渗透到纤维中，提高了板材的抗霉变性能。从上表可见，PW1处理的中密度纤维板防霉等级达到2级，PW2、PW3和PW4处理的板材防霉等级达到1级，板材的防霉性能得到明显提高。

2.2.2 竹醋液制剂对中密度纤维板贴面胶合强度的影响 表5是4种复配了不同有效成分的木材保护剂对预油漆纸贴面MDF表面胶合强度的影响。

由以上图表可以看出：PW1、PW2和PW3对预油漆纸贴面中密度纤维板的表面胶合强度影响显著。经PW1、PW2和 PW3处理的预油漆纸贴面中密度纤维板的表面胶合强度远远低于未处理过的预油漆纸贴面中密度纤维板的表面胶合强度；PW4对预油漆纸贴面中密度纤维板的表面胶合强度影响不显著。经PW4处理的预油漆纸贴面中密度纤维板的表面胶合强度与空白处理相近。因而用于中密度纤维板防霉处理处理的竹醋液保护剂可以复配含硼类有效成分，既可使处理过的中密度纤维板具有一定的防霉效果，又不影响其后续贴面处理。

表5 竹醋液木材保护剂对预油漆纸贴面中密度纤维板表面胶合强度的影响Table5 Test on surface bonding strength

3 结论

（1）竹醋原液涂刷处理中密度纤维板，可以提高其抗霉性，但不能长期有效抑制霉菌生长，竹醋原液处理中密度纤维板后，对预油漆纸贴面强度影响较小。五种竹醋液中，①号竹醋原液综合性能最佳，既能明显提高防霉性又能提高油漆纸贴面强度。

（2）竹醋液制剂涂刷中密度纤维板时，可以显著提高其抗霉性，其中PW1、PW2和PW3防霉性能达到1级，但显著降低板材油漆纸贴面强度。PW4防霉性能达到1级，而且对预油漆纸贴面强度影响较小，可以应用于中密度纤维板防霉处理。

（3）竹醋液可以用于中密度纤维板防霉处理，但复配的成分需要进一步研制，具有长效防霉效果且不影响其二次加工性能的防霉剂还需要进一步研究。

[1]张勤丽，阙泽利，曾志高.1998年预油漆纸贴面人造板产品质量全国统检情况[J].人造板通讯，1995（5）：6－7.

[2]刘光宇，杨国卿.水曲柳预油漆纸厚度与胶粘剂的关系[J].林产工业，1996，23（3）：42.

[3]曹金珍.国外木材防腐技术和研究现状[J].林业科学，2006，42（7）：120－126.

[4]蒋明亮，费本华.木材防腐的现状及研究开发方向[J].世界林业研究，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]张文标，李文珠，张宏，等.竹炭、竹醋液的生产与应用[M].北京：中国林业出版社，2006.

[7]沈哲红，方群，鲍滨福，等.竹醋液及竹醋液复配制剂对木材霉菌的抑菌性[J].浙江林学院学报，2010，27（2）：99－104.

[8]沈哲红，方群，叶良明，等.竹醋液制剂的抑菌性及其竹材防霉性评价[J].木材工业，2009，23（6）：37－39，45.