浸渍纸层压木质地板吸水厚度膨胀率检测方法及指标适用性研究

金 枝， 胡生辉， 唐召群， 杨 忠， 程献宝

(中国林业科学研究院木材工业研究所，北京 100091)

浸渍纸层压木质地板，俗称“强化木地板”，是将一层或多层专用纸浸渍热固性氨基树脂，铺装在高密度纤维板、刨花板等人造板基材正面，专用纸表面加耐磨层，基材背面加平衡层，经热压、成型的地板[1]。浸渍纸层压木质地板具有尺寸稳定性高，表面耐磨、耐污染、耐光色牢度等性能好，抗压、抗冲击性能强等特点，且表面纹理优美、铺装效果好、易于打理、性价比高，已被广泛应用于住宅、公寓、酒店、办公、商业、教育等地面装修装饰等领域[2-4]。据中国林产工业协会不完全统计，近五年我国浸渍纸层压木质地板的销售量为1.95～2.316亿m2，占全国木竹地板总销量的50%左右，是我国木地板的重要品类[5-7]。然而，浸渍纸层压木质地板在使用过程中，不可避免地会遇到接触水的环境，如经常用湿布清洁表面、表面洒水以及室内漏水等。其边部遇到水后会吸水膨胀，将对地板的正常使用造成一定的影响[8-10]。根据用户的使用反馈，出现较多问题的是：在使用一段时间后，某些地板的拼装接缝处会出现一些不规则的带状或者环状凸起；室内漏水导致地板被水浸泡后，地板边缘会出现大面积的起翘、鼓包且无法恢复。以上问题的存在，对浸渍纸层压木质地板的防水性能提出了更高的要求。

为了进一步提高浸渍纸层压木质地板的防水性能，提高其使用价值，目前很多地板生产商通过对地板基材进行防水优化处理(如添加防水剂等)、地板榫槽部分涂上防水涂层等来提高其防水性。吸水厚度膨胀率是国家标准中用于衡量浸渍纸层压木质地板防水性能的一项重要检测指标[11-13]。本文通过对浸渍纸层压木质地板GB/T 18102-2020中6.3.4规定的吸水厚度膨胀率测试方法和模拟浸水试验结果的比较分析，建立标准测试方法和水浸环境下试验结果之间的关联性，验证标准检测方法的适用性，并为其指标值设置提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

浸渍纸层压木质地板，由地板生产企业提供；选取5家企业样品，分为A、B、C、D、E。

1.2 试验设备

恒温水箱；千分尺，精度值0.01 mm；不锈钢托盘；数码相机。

1.3 试验方法

1.3.1 标准试验方法

1.3.1.1 标准试件

按照GB/T 18102-2020 6.3.1的方法制取试件，参照GB/T 18102-2020 6.3.4吸水厚度膨胀率的方法测定试件的吸水厚度膨胀率。

1.3.1.2 带榫槽试件

在地板长度(l)方向两端头处分别制取两块试件(如图1所示，试件①和②)，参照GB/T 18102-2020 6.3.4吸水厚度膨胀率的方法，6个测量点如图1中▲所示，测定试件的吸水厚度膨胀率。

图1 吸水厚度膨胀率带榫槽试件

1.3.2 模拟浸水试验

模拟地板浸水环境，将拼接好的地板完全浸入水中，一定时间后观测地板拼缝处形态变化。将地板按图2所示紧密拼装成600 mm×400 mm拼板并用锡纸包覆四边，放入700 mm×500 mm×70 mm不锈钢托盘中。加蒸馏水至托盘50 mm高度处，放置于温度为20 ℃的室内环境中。每隔一定时间观察9个拼缝处(如图2▲所示)形态变化，并拍照、记录。

图2 模拟浸水试验地板拼装示意图

2 结果与讨论

2.1 标准测试方法中试件带榫槽与不带榫槽吸水厚度膨胀率结果的对比

地板榫槽部分裸露在外，很容易遇水膨胀，部分企业通过榫槽防水处理提高地板的防水性。现行标准测试方法中试件制取是不带榫槽的，对于榫槽经过防水处理的地板，现行标准能否真实的反映其防水性是需要进一步测试的。因此，本文比较了带榫槽和不带榫槽两种试件吸水厚度膨胀率的测定结果。

采用千分尺测定3 h、6 h、12 h、24 h、48 h试件的吸水厚度膨胀率，对带榫槽试件和不带榫槽试件所测结果进行对比，结果如图3所示。可以看出，五组样品中带榫槽样品检测的吸水厚度膨胀率数值均小于不带榫槽试件，D样带榫槽试件在6 h内抗吸水的能力明显，E样带榫槽试件在6 h内厚度尺寸几乎没有变化，推测其端头进行了防水涂层涂饰处理。从图3中可以看出，边部的防水处理对于提高强化地板短时间内的防水能力有一定作用，但随着浸泡时间延长，经过24 h后，A、B、C、D样两种方法吸水厚度膨胀率所得结果逐渐接近；值得注意的是：E样带榫槽试件的24 h吸水厚度膨胀率为5.3%，不带榫槽试件为16.4%，两者测试数据相差巨大，说明这两种测试方法对于E样24 h测定结果有显著影响。随着时间的延长，五组样品在两种测试方法下测得的结果趋同。从以上结果来看，带榫槽试件和不带榫槽试件48 h测试结果的拟合程度更高，说明试件是否保留榫槽对24 h吸水厚度膨胀率有一定的影响，但继续延长吸水处理时间，测试结果差异逐渐减小，建议适当延长标准的测试时间。

图3 不同样品吸水厚度膨胀率对比图

2.2 模拟浸水测试方法和标准测试方法的比对

图4和图5是经过模拟浸水试验五组样品拼缝处形态变化及表面状态变化情况。可以看出，经过48 h(如图4所示)的浸泡后，五组样品表面变化不明显。继续浸泡48 h后，结果如图5所示。可以看出，A、B、C样品拼接处出现程度相近的高低差，但无鼓包出现，D样品表面出现一定鼓包痕迹，E样鼓包更为明显，产品变形严重，说明浸水时间和地板起翘的程度相关密切，短期48 h内并没有出现明显的差异。经过长时间96 h浸泡后，在同样的浸水时间下，样品表观形态不同。从图5模拟浸水试验的结果和标准方法(不带榫槽)测试数据的比较来看，A样标准测试方法测得24 h吸水厚度膨胀率为8.6%，经过96 h模拟浸水试验后靠近榫槽的边部起翘、表面变形程度最小；B、C样测得24 h吸水厚度膨胀率分别为8.9%和10.9%，经过96 h模拟浸水试验后表面拼缝处出现了带状的起翘和鼓包；D、E样标准测试方法测得吸水厚度膨胀率分别为15.2%和16.4%，经过96 h浸泡后，表面都出现了较大面积的环状鼓包且变形严重(见图5d和5e的圆圈处)。可见，防水性好的产品能更好地抵抗长时间水浸，表观变形较轻，而防水性不好的产品随着浸水时间的延长会严重变形。此外，还可以发现，当24 h吸水厚度膨胀率(GB/T 18102-2020 6.3.4所测)低于15%时，地板经过长时间浸水后的表观质量改变较小；当24 h吸水厚度膨胀率(GB/T 18102-2020 6.3.4所测)高于15%时，地板的防水性能明显降低，经较长时间的浸泡后会导致地板表观质量显著降低。以上分析说明，标准测试方法和模拟浸水试验的结果呈现出较强的相关性，现行标准测试吸水厚度膨胀率低的样品在模拟浸水试验中抵抗长时间水浸的能力更强，说明现行标准的测试方法测得的结果能客观真实地反映地板的防水性能。

图4 浸泡48 h后五组样品拼缝处形态变化及表面状态变化情况

图5 浸泡96 h五组样品拼缝处形态变化及表面状态变化情况

3 结论与建议

本文通过对浸渍纸层压木质地板现有标准检测方法和模拟浸水试验两种试验方法进行研究，来探讨现行标准吸水厚度膨胀率检测方法的适用性和科学性。结果表明：

(1)试件是否具有榫槽等防水处理对24 h吸水厚度膨胀率有一定的影响，但继续延长吸水处理时间，测试结果差异逐渐减小，建议适当延长标准的测试时间。

(2)标准测试方法和模拟浸水试验的结果呈现出较强的相关性，现行标准测试吸水厚度膨胀率低的样品在模拟浸水试验中抵抗长时间水浸的能力更强，说明现行标准的测试方法测得的结果能客观真实的反映地板的防水性能。当24 h吸水厚度膨胀率(GB/T 18102-2020 6.3.4所测)低于15%时，地板经过长时间浸水后的表观质量改变较小，故现行标准的指标值设置能满足地板实际防水性能需求。