基于硼系防虫OSB硼化合物含量检测与分析

沈娟霞， 叶交友， 陆鸣亮， 罗来朋， 辛江梅， 刘元强

(德华兔宝宝装饰新材股份有限公司，浙江 德清 313200)

随着人们对美好生活向往意愿的提升，环保意识显著提高，室内装饰装修领域对家具制品、装修建材提出了新的要求，尤其是对影响室内空气质量的甲醛释放量指标[1-4]的关注。甲醛水溶液称为福尔马林，是一种高效的杀菌消毒剂，亦可作为防腐剂使用。市场上基础板材产品甲醛释放量普遍处于E0级或者无醛Enf级[5-10]水平。若木质板材内不含甲醛或含量极低，就会遭受环境中真菌、白蚁、蠹虫、蟑螂等微生物或害虫的侵蚀。在逐渐降低游离甲醛的趋势下，室内装饰装修材料需作防虫处理。由于地理位置的特殊性，我国淮河以南地区受虫、蚁危害的现象较为普及[11-12]。

定向刨花板(OSB)主要用于木结构房屋的墙板、地板、屋面板等，近几年逐步成为国内房屋装修的主要用材。规格刨花之间使用MDI胶黏剂，为无醛级环保产品，也是白蚁、蠹虫等食木类生物的有机食品[13-15]。硼酸、硼酸盐是一种对人体无害的公共安全卫生防虫剂，也是木质人造板防腐、防虫功能的优选产品。兔宝宝企业研究院联合加拿大Nobord公司、艾伯塔省科技创新研究院，以加拿大原产优质天然颤杨为主材，硼化合物为防虫功能药剂，研发生产了新一代硼系防虫OSB产品供应中国室内装修和家具材市场[16-21]。本文基于林业行业标准LY/T 2062-2012《防虫胶合板》方法要求，对防虫OSB硼化合物有效成分载药量进行检测和分析，为后期刨花类人造板硼化合物含量检验工作提供参考依据[22]。

1 主要试剂和仪器

主要试剂和仪器见表1和表2。

表1 主要试剂

表2 主要实验仪器

2 溶液配制与标准曲线绘制

在胭脂红酸25 mg中加入硫酸溶液溶解，定容到100 mL；在硫酸亚铁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，定容配成硼酸标准溶液。

取0、0.2 mL、0.4 mL、0.8 mL、1.2 mL、2.0 mL的硼酸标准溶液，放入25 mL容量瓶中，加入盐酸3滴，硫酸亚铁3滴以及硫酸10 mL。水冷后加入胭脂红酸溶液10 mL混合，接着水冷，用硫酸定容，在室温下放置45 min后，移一部分入比色皿，在波长600 nm中测定吸光度。根据结果制作硼酸的浓度和吸光度的关系曲线，定位标准曲线。硼酸的浓度和吸光度标准曲线图如图1所示。

图1 硼酸的浓度和吸光度标准曲线图

3 硼化合物有效成分测定

3.1 制取防虫OSB试料

将防虫OSB试样锯成小木片，放置于小型120目粉碎机中粉碎，收集碎料于表面皿中。并在103±2 ℃烘箱中干燥24 h，烘至绝干，称量1 g备用，作为分析用试料A。

3.2 制取有效成分试液

将1 g防虫OSB分析用试料放入石英玻璃圆底烧瓶中，加入过氧化氢15 mL，浓硫酸2 mL以及磷酸2 mL。接着用砂浴锅慢慢加热(200 ℃)，当内容物变成黑色时，加入过氧化氢溶液5 mL，大约加4～5次后烧瓶内容物变成透明并出现硫酸白烟为止。之后将圆底烧瓶中的分解液移至200 mL的容量瓶定容，作为分析用试料溶液。

3.3 硼酸的定量

量取分析用试料溶液2 mL，放入25 mL的容量瓶中，加入盐酸3滴，硫酸亚铁3滴以及硫酸10 mL。水冷后加入胭脂红酸溶液10 mL混合，接着水冷，用硫酸定容，在室温下放置45 min后，移一部分入比色皿，在波长600 nm中测定吸光度，选取三组平行试验，结果取平均值。

3.4 表芯层有效成分测试

取一块500 mm×500 mm×12 mm防虫OSB样板，从表层刨切1mm厚度后，切割成小木片，后放进120目粉碎机粉碎，称取1g，作为试料B1。在同一块防虫OSB样板中，在中间5～6 mm位置上再取试件，切割成小木片，粉碎后称取1 g，作为试料B2。两组试料在同等条件下进行硼化合物有效成分载药量测定。各进行三组平行试验，取平均值。

3.5 防虫和普通OSB理化性能测试

根据LY/T 1580-2010《定向刨花板》要求对防虫OSB(样品编号1#、2#、3#)和普通OSB(样品编号4#、5#、6#)进行力学和理化性能的检测，样品厚度12mm。检测指标为静曲强度、弹性模量、内结合强度、24 h吸水厚度膨胀率和甲醛释放量。取三组平行试样测试，结果取平均值。

4 结果与分析

4.1 检测结果

根据硼酸的定量计算防虫剂载药量。上述三种防虫OSB试件(A、B1、B2)的硼化合物有效成分载药量见表3。防虫OSB和普通OSB的力学和理化性能检测结果见表4。

表3 三种防虫OSB试样的硼化合物有效成分载药量

表4 防虫OSB和普通OSB理化性能对比(型号：OSB/2；厚度：12 mm)

4.2 分析

根据行标《防虫胶合板》LY/T 2062-2012要求，硼化合物(以硼酸计)含量>1.2 kg/m3。上述三种防虫OSB试件检测结果均优于标准要求。根据国标《木材防虫(蚁)技术规范》GB/T 29399-2012要求，室内C2环境下，用于建筑内部及装饰、家具、地下室、卫生间等场所的硼化合物含量>4.5 kg/m3，本产品符合该标准C2环境下载药量和防虫蚁要求[23]。

从表芯层硼化合物含量的检测结果表明：试件表层硼化合物含量偏高，而芯层硼化合物含量偏低。理论上载药量超过1.2 kg/m3和4.5 kg/m3分别符合单板(刨花)胶合和实木板材防虫蚁标准要求。从接触外部环境情况分析，表层硼化合物载药量偏高更有利于抵御白蚁、蠹虫、真菌等有害生物的侵蚀。根据LY/T 2062-2012单板(刨花)胶合板材标准的要求，表芯层防虫剂含量都远超出1.2 kg/m3要求，防虫蚁效果不言而喻。

OSB是以长材刨片机加工的规格大片刨花为单元，经刨花制备、施胶、定向铺装、热压等工序制成的结构板材，表、芯层刨花延板材长宽方向定向排列，在厚度方向上依据板材不同用途设计成不同剖面密度结构。该产品用于家具板、门板基材，为便于二次贴面加工，设计成表芯层密度从高到低分布。从检测结果看，表层硼化合物含量高于芯层，也符合设计要求。

通过防虫和普通OSB力学、理化性能的检测，防虫剂的添加对OSB各项性能影响不大，检测结果均在标准范围内。

5 结束语

本文采用LY/T 2062-2012《防虫胶合板》林业行业标准方法，对硼系防虫OSB中硼化合物的含量进行检测。从整个检测过程看，此标准不仅适用于单板胶合类人造板防虫剂载药量检测，同样适用于刨花胶合类OSB人造板产品。通过表芯层硼化合物含量的检测得出，表层比芯层含量偏高。从接触外部环境情况分析，表层硼化合物载药量偏高有利于抵御白蚁、蠹虫、真菌等有害生物的侵蚀。从二次贴面加工设计分析，表芯层密度从高到低分布符合家具板基材产品设计要求。在防虫和普通OSB理化性能方面，施加防虫剂对OSB各项性能影响不大，结果均在标准范围内。经检测对标，该防虫OSB可用于建材、家具、室内装饰装修及车船等领域，满足消费者对防虫功能的特殊需求。