于孟琦，金福錦，申前進(jìn)，白佳威

（1.北京建筑材料檢驗(yàn)研究院有限公司，北京 100000；2.建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心，北京 100000）

0 前言

玻璃棉制品具有良好的絕熱、吸聲性能，在建筑絕熱領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，GB/T 17795—1999《建筑絕熱用玻璃棉制品》于1999年發(fā)布實(shí)施，2019年該標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行了修訂，GB/T 17795—2019增加了按粘結(jié)劑類型分類，分為普通玻璃棉制品和無(wú)甲醛玻璃棉制品。普通玻璃棉制品是指酚醛粘結(jié)劑類型，而無(wú)甲醛玻璃棉制品主要包括丙烯酸樹(shù)脂和生物基淀粉類粘結(jié)劑[1-2]。GB/T17795—2019還首次增加了按用途分類。由于在建筑應(yīng)用中，空調(diào)及新風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管道保溫是玻璃棉的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，按照其使用用途細(xì)分為通風(fēng)管道外保溫用、風(fēng)管襯里用、用于制作風(fēng)管的復(fù)合玻璃棉板3類。

由于冷熱氣體交換，風(fēng)管內(nèi)外表面易產(chǎn)生冷凝水，并形成高濕環(huán)境，使通風(fēng)口和通風(fēng)管道滋生繁衍霉菌等微生物，造成室內(nèi)環(huán)境污染，所以抗霉菌性能是通風(fēng)管道用玻璃棉板的一項(xiàng)重要測(cè)試指標(biāo)。雖然GB/T 17795—2019對(duì)通風(fēng)管道用玻璃棉板抗霉菌測(cè)試的方法及要求作了規(guī)定，但由于實(shí)施時(shí)間較短（于2020年7月實(shí)施），國(guó)內(nèi)針對(duì)玻璃棉制品抗霉菌性能的檢測(cè)極少，也未對(duì)市場(chǎng)上各類通風(fēng)管道用玻璃棉制品進(jìn)行抗霉菌性能比對(duì)測(cè)試。因此，有必要對(duì)通風(fēng)管道用玻璃棉制品抗霉菌性能的影響因素進(jìn)行討論與研究。

本文對(duì)建筑通風(fēng)管道用的普通和無(wú)甲醛兩類粘結(jié)劑的玻璃棉制品進(jìn)行了抗霉菌性能的研究。按照粘結(jié)劑類型分別選擇了酚醛樹(shù)脂玻璃棉制品、丙烯酸樹(shù)脂玻璃棉制品、生物基樹(shù)脂玻璃棉制品以及未添加粘結(jié)劑的玻璃原棉[3]，以無(wú)菌濾紙作為霉菌活力對(duì)照，用平皿培養(yǎng)法對(duì)4種樣品進(jìn)行了抗霉菌性能測(cè)試。通過(guò)對(duì)建筑通風(fēng)管道用玻璃棉制品的抗霉菌性能的研究，為具有抗霉菌性能要求的玻璃棉制品的研發(fā)及制造提供參考。

1 抗霉菌性能試驗(yàn)

根據(jù)GB/T 17795—2019附錄B抗霉菌試驗(yàn)方法，按霉菌生長(zhǎng)的生理特點(diǎn)設(shè)計(jì)加速試驗(yàn)。人工模擬自然界適合霉菌生長(zhǎng)的環(huán)境條件，用以測(cè)試在這種條件下玻璃纖維棉制品對(duì)霉菌的相對(duì)抑制能力。

1.1 設(shè)備、試劑及標(biāo)準(zhǔn)菌株

試驗(yàn)設(shè)備包括恒溫恒濕培養(yǎng)箱（28℃，相對(duì)濕度96%），高壓蒸汽滅菌器、生物安全柜、噴霧器、離心機(jī)、電子天平、醫(yī)用冷藏箱等；試驗(yàn)試劑有馬鈴薯蔗糖（PDA）瓊脂培養(yǎng)基和吐溫-80；試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)菌株為黑曲霉、黃曲霉、雜色曲霉、球毛殼霉和繩狀青霉。

1.2 樣品制備

選取2個(gè)廠家的12組建筑通風(fēng)管道用玻璃棉制品和1組無(wú)粘結(jié)劑的玻璃原棉進(jìn)行抗霉菌性能測(cè)試。每個(gè)廠家樣品的選擇覆蓋酚醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂和生物基樹(shù)脂3種粘結(jié)劑類型的玻璃棉制品，每種粘結(jié)劑類型的樣品包括玻璃棉板和玻璃棉氈2種形態(tài)。將每組樣品裁成尺寸為50 mm×100 mm，厚度為10 mm的樣片，標(biāo)記測(cè)試面并保留其完整。

1.3 菌液制備

將從國(guó)家級(jí)菌種保藏中心購(gòu)買的黑曲霉、雜色曲霉、黃曲霉3種霉菌進(jìn)行傳代培養(yǎng)及保存，用含吐溫-80的無(wú)菌水洗脫液將3種PDA斜面保藏菌中的霉菌孢子進(jìn)行洗脫，收集孢子洗脫液并混合，混合的孢子液用快速纖維濾紙過(guò)濾去除菌絲及瓊脂塊，以4000 r/min的速度離心已過(guò)濾的孢子混合液，去除上清液，用50 mL的無(wú)菌水沉淀懸浮物后再離心，重復(fù)清洗孢子3次，混合的孢子液用無(wú)菌水稀釋，制成濃度約為1.0×106cfu/mL（每毫升含有的微生物群落總數(shù)）的孢子懸浮液。

1.4 接種與培養(yǎng)

在生物安全柜中將每組樣品平鋪在預(yù)先制備好的PDA培養(yǎng)基平板上，樣品測(cè)試面朝上，將新鮮制備的霉菌孢子混合液均勻噴灑在樣品及其周圍培養(yǎng)基的表面，每片樣品接種0.5 mL左右菌懸液，每組3片平行樣品，待表面干后蓋上皿蓋，放在溫度為28℃，相對(duì)濕度為96%的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中培養(yǎng)28 d。

將無(wú)菌濾紙平鋪在PDA培養(yǎng)基上，按照與樣品同樣的操作進(jìn)行接種與培養(yǎng)，作為本次測(cè)試的霉菌活性控制對(duì)照組。培養(yǎng)7d后觀察霉菌在濾紙上的生長(zhǎng)情況，霉菌生長(zhǎng)良好，表示本次試驗(yàn)有效。

1.5 結(jié)果觀察

結(jié)束培養(yǎng)，取出樣品，用40倍放大鏡從正面和側(cè)面觀察樣品被霉菌覆蓋的情況，根據(jù)長(zhǎng)霉程度評(píng)定長(zhǎng)霉等級(jí)，長(zhǎng)霉等級(jí)0級(jí)或1級(jí)符合GB/T 17795—2019要求，長(zhǎng)霉等級(jí)評(píng)定詳見(jiàn)表1。

表1 長(zhǎng)霉等級(jí)評(píng)定

2 測(cè)試結(jié)果及分析

依據(jù)試驗(yàn)過(guò)程，12組玻璃棉制品（編號(hào)1#～12#）及1組玻璃原棉的抗霉菌性能測(cè)試結(jié)果如表2所示，對(duì)應(yīng)的樣品長(zhǎng)霉現(xiàn)象及程度如圖1所示。

表2 各樣品抗霉菌測(cè)試結(jié)果

結(jié)合表2和圖1可知：

（1）未使用粘結(jié)劑的玻璃原棉長(zhǎng)霉等級(jí)為0級(jí)，具有很強(qiáng)的抗霉菌性能。

（2）使用不同粘結(jié)劑類型玻璃棉制品表現(xiàn)出不同的長(zhǎng)霉等級(jí)；普通酚醛樹(shù)脂玻璃棉制品的長(zhǎng)霉等級(jí)為1～2級(jí)，無(wú)醛丙烯酸樹(shù)脂玻璃棉制品的長(zhǎng)霉等級(jí)基本為0級(jí)，無(wú)醛生物基樹(shù)脂玻璃棉制品的長(zhǎng)霉等級(jí)為2級(jí)，可見(jiàn)玻璃棉制品的抗霉菌性能與使用的粘結(jié)劑類型密切相關(guān)。

圖1 樣品長(zhǎng)霉現(xiàn)象及程度

（3）從安全環(huán)保和抗霉性能2個(gè)方面綜合對(duì)比，丙烯酸樹(shù)脂玻璃棉制品優(yōu)于其它2種玻璃棉制品。

從粘接劑類型、制品形態(tài)等詳細(xì)分析如下：

（1）粘接劑對(duì)玻璃棉制品抗霉性能的影響：玻璃原棉由于未進(jìn)行深加工，不含有任何的添加劑，主要成分為無(wú)機(jī)礦物纖維，無(wú)法為霉菌生長(zhǎng)提供必要的營(yíng)養(yǎng)成分，所以玻璃纖維原棉本身具有良好的抗霉性能。丙烯酸粘結(jié)劑是一種常用的水性材料，主要成分為聚丙烯酸酯，加工成膜具有優(yōu)良的耐水性、附著力及化學(xué)穩(wěn)定性，用其熱固成型的玻璃棉制品的物理、化學(xué)性能較好，適應(yīng)潮濕環(huán)境的應(yīng)用要求，不利于霉菌生長(zhǎng)，本實(shí)驗(yàn)中2個(gè)廠家的4組丙烯酸粘結(jié)劑玻璃棉制品長(zhǎng)霉等級(jí)為0級(jí)或1級(jí)，全部符合GB/T 17795—2019的要求，在3種粘結(jié)劑類型的玻璃棉制品中抗霉菌性能最強(qiáng)；酚醛樹(shù)脂是由甲醛及苯酚在一定的催化作用下制成的水溶性樹(shù)脂溶液，用在產(chǎn)品中會(huì)存在游離狀甲醛和尿素，這些物質(zhì)都會(huì)為霉菌生長(zhǎng)提供必需的碳、氮等養(yǎng)分，本實(shí)驗(yàn)的4組酚醛粘結(jié)劑玻璃棉制品中只有1組為1級(jí)，符合GB/T 17795—2019要求，其他3組為2級(jí)，不符合GB/T 17795—2019要求，在3種粘結(jié)劑類型的玻璃棉制品中抗霉菌性能中等較弱；生物基樹(shù)脂主要成分是淀粉類，高糖物質(zhì)極易滋養(yǎng)霉菌，造成霉菌在生物基樹(shù)脂玻璃棉制品上大量生長(zhǎng)繁殖，在3種粘結(jié)劑類型的玻璃棉制品中抗霉菌性能最弱，本實(shí)驗(yàn)中2個(gè)廠家的4組生物基樹(shù)脂玻璃棉制品長(zhǎng)霉等級(jí)均為2級(jí)，在本實(shí)驗(yàn)所選的3種粘結(jié)劑類型的玻璃棉制品中抗霉菌性能表現(xiàn)最差，編號(hào)5#、6#、11#、12#的樣品幾乎全部被霉菌覆蓋。

（2）不同制品形態(tài)玻璃棉板和玻璃棉氈的抗霉菌性能區(qū)別并不明顯，玻璃棉板多用于風(fēng)管內(nèi)襯板或制造直接風(fēng)管的復(fù)合板，而玻璃棉氈多用于風(fēng)管外保溫，所以對(duì)通風(fēng)管道用玻璃棉板的抗霉菌性能要求較高。

（3）由于生產(chǎn)技術(shù)成熟，各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)工藝相似，不同廠家對(duì)同一類型的玻璃棉制品的抗霉菌性能影響較小。

3 結(jié)論及建議

基于GB/T 17795—2019中對(duì)通風(fēng)管道用玻璃棉制品不低于1級(jí)抗霉菌性能水平的要求，本文對(duì)2個(gè)廠家3種常用粘結(jié)劑類型的通風(fēng)管道用玻璃棉制品進(jìn)行了抗霉菌性能的研究。丙烯酸樹(shù)脂及部分酚醛樹(shù)脂玻璃棉制品滿足抗霉性的要求，生物基樹(shù)脂玻璃棉制品的抗霉性能較差，不滿足要求。

普通酚醛玻璃棉制品在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較早，工藝相對(duì)成熟，并且具有一定抗霉菌性，目前仍是國(guó)內(nèi)主流的玻璃棉制品。隨著人們健康意識(shí)的增強(qiáng)以及國(guó)家環(huán)保政策的影響，含有甲醛的玻璃棉制品使用越來(lái)越受到限制，有望被無(wú)醛類的丙烯酸樹(shù)脂玻璃棉制品取代。但盡管丙烯酸樹(shù)脂玻璃棉制品的安全性及抗霉性遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于普通玻璃棉制品，然而由于目前其國(guó)內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后，生產(chǎn)成本較高，未能得到廣泛普及。建議國(guó)內(nèi)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)增強(qiáng)研發(fā)能力，加快推進(jìn)丙烯酸樹(shù)脂玻璃棉制品在國(guó)內(nèi)發(fā)展，并對(duì)相關(guān)產(chǎn)品及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善及補(bǔ)充。