人造板耐气候性能weatherability ofwood-based panels

人造板在露天条件下长期使用其物理力学性能变化的程度。
木材和人造板在露天条件下长期使用，由于光、水分及温度的作用，其性能逐渐发生变化。如阳光中紫外线导致木质素及其他化学成分缓慢断链或氧化，纤维间结合键变弱；大幅度的环境温度及湿度变化，导致膨胀及收缩。耐候性能的变化表现在使用过程中板的力学强度降低、表面剥落或变粗糙、收缩、膨胀、变形、握钉力减弱、钉头伸出板面等等。当木材特别是人造板用于室内建筑构件时，也必须考虑这些因素。虽然室内的气候变化不大，但日光对板的老化作用，某些高湿度场合，对人造板的性能影响也不能忽视。
胶种对人造板耐气候性能的影响 人造板的耐气候性能在很大程度上决定于所使用的胶粘剂的种类。不同人造板品种的耐气候性能有显著的差异，涂料对人造板耐气候性能也有一定的保护作用，但这些因素只占次要地位，所以判别人造板是否属于耐气候等级的主要依据是所用的胶种。现今世界上在各种人造板中使用的胶种主要是脲醛树脂胶、酚醛树脂胶、三聚氰胺树脂胶。脲醛树脂胶属于不耐气候的胶种。制成的板材适用于湿度变化不大环境中的门、不受力的内墙、地板、家具等处。酚醛树脂胶属于耐气候的胶种，用以制成的板材可用于室外制品及室内外的受力构件，如梁、柱、承重墙、外墙板、屋面板、包装箱等。三聚氰胺属于耐湿但不耐气候的胶种，以三聚氰胺改性脲醛或单独使用二聚氰胺胶所制成的板材可用于厨房或空气湿度大的场合。图示是分别用脲醛

图1 刨花板天然老化时间对力学性
能的影响
a.平面抗拉强度保留率；b.表面剥离
强度保留率；c.静曲强度保留率

(UF)、三聚氰胺改性脲醛(UMF)、酚醛(PF)3种合成树脂胶粘剂所制成的刨花板放置在露天，与地平线成45°角朝南放置0.6、1、2年时所测得的3项力学性能。该图表明了脲醛胶刨花板在露天放置2年后，其强度性能大幅度下降，而酚醛胶有高度的耐气候能力，三聚氰胺改性脲醛胶居中。
人造板耐气候性能检验法 使用露天自然老化方法检验人造板耐气候性能所需时间很长，难以用于产品的质量检验，更无法用于生产中产品质量控制。因此，需要有模拟的短期老化试验法。各种加速老化试验法均用剧烈的环境条件，以冷热交替、干湿交换、干热与冷湿交替等方法处理试件，然后再测定其物理力学性能。不少国家制定了标准。美国ASTMD—1037所规定的加速老化检验适用于刨花板及纤维板。其方法是试件按6个步骤处理：❶49±2℃水中浸泡1小时；
❷蒸汽及水气以93±3℃温度喷洒3小时；
❸在-12±3℃下放置20小时；
❹99±2℃下干燥3小时；
❺在-12±3℃下放置20小时；
❻99±2℃下干燥18小时。再按以上6个步骤处理法重复进行6个周期处理，再在20±3℃及湿度65±1%条件下至少放置48小时。然后测定其静曲强度、侧向握钉力、吸水率、钉头伸出量。美国测定胶合板加速老化则按APAD—5、APAD—6、APAP—1等标准规定进行。它们都是经过剧烈的条件处理后，分别检测其强度保留率、分层情况、抗剪强度以及尺寸稳定性等。
联邦德国检验刨花板与此有关联的性能(DIN68763)最为简单，只在水中煮沸2小时后测定其平面抗拉强度，应≥0.15兆帕。此法只是考验 一下胶料耐水性，作为工厂质量控制的一种方法。

图2 材料经过煮沸—干燥交替处理
后的静曲强度保留率
1.花旗松心材； 2.南方松边材； 3.商品胶合板； 4、5、6.刨花板； 7.大片刨花板； 8.商品华央刨花板(各人造板均
以酚醛树脂胶为胶粘剂)

人造板各板种的耐气候性能虽然人造板的耐气候性能主要取决于胶种，但各板种由于组成板子的木质纤维单元材料不同，板的结构与用胶量不同，对板的耐气候性能也有影响。一般认为各种板材耐气候性能由高至低的顺序为：❶锯材；
❷胶合板；
❸大片刨花板及硬质纤维板；
❹华夫刨花板。图2为各板种经过煮沸—干燥交替处理 一直到80个周期时的静曲强度保留率。图中所有人造板品种均以酚醛树脂胶作胶粘剂。若干年来实际应用已证明，即使华夫刨花板在露天使用时也具有足够的耐气候性能。
表面涂刷及胶粘剂中的添加剂对人造板耐气候性能的作用 假如使用脲醛树脂作为人造板的胶粘剂，除了少数几种特殊涂料之外，多数涂料不能有效地保护人造板在露天气候下所发生的老化作用。对于使用酚醛胶的人造板，涂料对保护表面有良好作用。板内加入防水剂，能在一定程度上改良其耐气候性能。