吴阿伟^1,2，陈冠宏^3,4,5，林港^1,2，张银丹^1,2，饶小平^3,4,5

1.金牌厨柜家居科技股份有限公司；2.点金新型材料研究院（厦门）有限公司；3.华侨大学化工学院；4.华侨大学先进碳转化技术研究院；5.生物质低碳转化福建省高校重点实验室

摘要：在人们健康意识提升的背景下，家居行业对抗菌饰面板的需求持续增长，但家居抗菌饰面板产品还存在时效短、普适性差等问题。本研究以高性能抗菌剂为添加原料，制备了长效抗菌饰面板并对其性能进行了测试分析。研究结果表明，通过在三聚氰胺甲醛树脂中添加0.3%的抗菌剂制成的长效抗菌饰面板表现出优异的抗菌性能，对金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌的抗菌率达到99.99%，抗细菌耐久性能≥95%，对黑曲霉等霉菌也有优异的抑制效果，达到I级抗细菌性能和1级抗霉菌性能，急性皮肤刺激性及急性经口毒性试验表明，长效抗菌饰面板具有良好的生物安全性。这一研究为家居行业提供了一种高效、长效且普适性强的抗菌技术方案，具有很好的参考价值。  

关键词：抗菌饰面板; 抗菌率; 抗细菌耐久性能

引言

随着居民健康意识的增强，人居环境的安全已成为社会关注的焦点，尤其在经历了重大公共卫生事件后，人们对具有长效抗菌功能的绿色家居材料的需求显著增长，抗菌板材凭借其抑制细菌滋生、降低交叉感染风险的特性受到广泛关注。据统计，2025年全球厨柜市场规模达1 410亿美元，其中抗菌板市场规模达数十亿元人民币，并呈持续扩大趋势。

抗菌板材通过在基体中添加抗菌剂实现抗菌。抗菌剂主要有3类：无机类（银/铜等金属溶出型靠离子破坏细菌完整性，TiO₂、ZnO 等光催化型靠 UV 产生活性氧氧化杀菌）、有机类（季铵盐、双胍、壳聚糖等通过破坏胞壁膜、失活酶或阻碍 DNA 合成抑菌）以及无机-有机复合类（兼具分散、耐热、安全优势，如载银有机膦酸锆）。抗菌剂通过浸渍、层压贴面、表面涂层或后期喷镀/溅射等方式施加到板材当中。现有抗菌剂存在抗菌效果弱、时效短、普适性差、加工稳定性差等不足，同时如何平衡抗菌效能的长效性、添加剂的加工稳定性以及抗菌板材的物理性能，也是当前研发面临的主要挑战。

鉴于此，本研究旨在开发一种长效、安全的抗菌剂及其饰面板加工工艺，以期为家居抗菌板材研发及应用提供参考。

1  材料与方法

1.1 材料、试剂和仪器（详见具体文章）

1.2 试验方法

1.2.1 浸渍胶膜纸的制备（详见具体文章）

1.2.2 长效抗菌饰面板的制备（详见具体文章）

1.2.3 性能测试方法

1.2.3.1 安芯卫士抗菌剂抗菌性能测试

依据QB/T 2738—2023《日化产品抗菌抑菌效果的评价方法》对安芯卫士抗菌剂进行抑菌圈试验，测试其抑菌性能，并与其他品牌抗菌剂进行对比。

1.2.3.2 胶黏剂固化时间测试

依据GB/T 14732—2017《木材工业胶黏剂用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛树脂》中的固化时间测试方法，分别测定三聚氰胺甲醛树脂原有的和添加抗菌剂后的固化时间。

1.2.3.3 长效抗菌饰面板性能测试

色差测定：依据GB/T 17657—2022《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的色差测定方法，分别测定添加了抗菌剂的饰面板和未添加抗菌剂饰面板的表面色差。

抗细菌性能测试：依据GB/T 21866—2008《抗菌涂料（漆膜）抗菌性测定法和抗菌效果》对抗菌饰面板进行抗菌性能试验，以空白饰面板作为对照组。

抗霉菌性能测试：依据JC/T 2039—2010《抗菌防霉木质装饰板》对板材进行抗霉菌性能测试，取滤纸，裁切成42 mm×42 mm的规格，作为阴性对照组，空白饰面板作为空白对照组。

抗菌耐久性能测试：依据GB/T 21866—2008对饰面板进行抗菌耐久性能测试，以空白饰面板作为空白对照组，以空白培养皿作为阴性对照组。

急性皮肤刺激性测试：依据GB/T 16886.12—2023《医疗器械生物学评价 第12部分：样品制备与参照材料》，以长效抗菌饰面板为原料制备浸提液，并参照OECD Guideline 404：2015 Acute Dermal Irritation/Corrosion（急性皮肤刺激/腐蚀性试验）进行皮肤刺激性测试。

试验共有4只受试新西兰兔，其特征见表1。将受试兔背部脊柱两侧的毛剃掉，左、右各约3 cm×3 cm。取浸提液0.5 mL涂抹在一侧皮肤上，用4层纱布覆盖并加以固定，敷4 h，另一侧皮肤作为空白对照，试验结束后，用水清除残留受试物。在试兔接触浸提液后的第1天、第2天和第3天3个时间点观察试兔是否出现红斑、水肿等皮肤刺激反应，并进行计分，最终取平均分。皮肤刺激性评分采用0～4分制，分别记录红斑、水肿两项，每项最高4分，总分8分，可疑时辅以病理检查，具体评分标准见表2。

表1　急性皮肤刺激性试验用试兔特征

Tab.1Characteristics of test rabbits used in acute dermal irritation test

表2　急性皮肤刺激性测试评分标准

Tab.2Grading standards in acute dermal irritation test

急性经口毒性测试：以长效抗菌饰面板为原料，按GB/T 16886.12—2023制备浸提液，并参照OECD Test Guideline 420：2001 Acute Oral Toxicity - Fixed Dose Procedure（急性口服毒性试验：固定剂量法）测试急性经口毒性。试验共选用了5只KM小鼠，其特征见表3。

按照标准，先取一只受试动物进行染毒，染毒剂量为2 000 mg/kg，4天内无死亡则另取4只受试动物进行染毒。试验前实验动物禁食过夜，不限制饮水。试验时，称量体重，随机分组，经口灌胃浸提液1次，灌胃量为2 000 mg/kg 体重，灌胃后禁食3 h，其后正常饮食。于给药的第0天、第7天和第14天称量体重，通过体重变化观察有无明显中毒现象，并于染毒后观察动物的中毒表现和死亡数及死亡时间，观察时间14天。

主要判定指标是有无小鼠死亡，根据《全球化学品统一分类和标签制度》（Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals，简称GHS），如无死亡，则直接判定 LD₅₀ > 2 000 mg/kg，归入五类（低毒性），无需再做阶梯试验。

表3　急性经口毒性试验用KM小鼠特征

Tab.3Characteristics of KM mice used in acute oral toxicity test

2  结果与讨论

2.1 安芯卫士抗菌剂抗菌性能

试验结果如表4所示，与某商用国外品牌抗菌剂相比，安芯卫士抗菌剂对大肠埃希氏菌与金黄色葡萄球菌均表现出更显著的抑制效果，其抑菌圈直径分别增大约53.8%和50.0%，抑菌性能更优。

表4　安芯卫士抗菌剂的抑菌性能测试结果

Tab.4Antibacterial performance of antibacterial agents

2.2 长效抗菌饰面板的工艺适用性

试验结果如表4所示，与某商用国外品牌抗菌剂相比，安芯卫士抗菌剂对大肠埃希氏菌与金黄色葡萄球菌均表现出更显著的抑制效果，其抑菌圈直径分别增大约53.8%和50.0%，抑菌性能更优。

2.3 长效抗菌饰面板抗菌性能

2.3.1 抗菌性能分析

测试结果如图1和表5所示，试验结果表明，添加了安芯卫士抗菌剂的长效抗菌饰面板，对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌均展现出极强的即时抗菌作用。对两种测试菌的抗菌率均达到99.99%以上，这一结果充分证明了该板材具有高效、广谱的抗菌性能，能够有效抑制日常生活中常见的有害细菌，满足高标准卫生应用场景的核心需求。

表5　抗菌性能测试结果

Tab.5Testing results of antibacterial performance

图1 长效抗菌板材对大肠埃希氏菌（a）和金黄色葡萄球菌的抗菌性能（b）

Fig.1 Antibacterial properties of long-acting antibacterial sheets against Escherichia coli （a）and Staphylococcus aureus （b）

2.3.2 抗菌耐久性能分析

抗菌耐久性能测试结果如表6所示。经过模拟长期使用的紫外线照射后，其抗菌性能未出现衰减，对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率依然稳定保持在99.99%以上。根据现行抗菌标准GB/T 21866—2008中抗细菌耐久性能I级的要求≥95%，该板材的抗菌耐久等级可评定为最高级别（Ⅰ级）。这表明，本研究添加的抗菌成分在材料体系中具有良好的稳定性，抗菌效果持久可靠，具备长期应用价值。

表6　抗菌耐久性能测试结果

Tab.6Antibacterial durability performance of long-lasting antibacterial panels

2.3.3 抗霉菌能力分析

抗霉菌性能测试结果如图2所示，长效抗菌饰面板正面未见霉斑，侧面仅零星分布，霉斑覆盖率＜10 %，依据JC/T 2039—2010评定为1级（强抗霉）。作为阴性对照样的滤纸表面出现明显霉菌生长，说明试验条件有效。而作为对照样的空白饰面板表面未见霉菌生长，但侧面霉菌生长严重，覆盖面积超过50%，抗霉菌效果仅为4级。结果表明，长效抗菌饰面板样品的抗霉菌性能显著优于空白饰面板，在抑制霉菌生长方面表现优异。

图2 抗霉菌性能测试结果

Fig.2 Testing results of anti-mold properties

2.3.4 长效抗菌饰面板的安全性评估

2.3.4.1 急性皮肤刺激性评估

对长效抗菌饰面板的急性皮肤刺激性试验结果列于表7。所有受试新西兰兔在受试物接触后1天、2天和3天的3个时间点，均未观察到红斑、水肿等皮肤刺激反应（各时间点刺激积分均为0），其最高积分均值为0。上述结果表明，长效抗菌饰面板在急性皮肤刺激性试验中被判定为“无刺激性”，具有较高的安全性。

表7　长效抗菌饰面板的刺激反应积分表

Tab.7Stimulation response integral table of long-lasting antibacterial panels

2.3.4.2 急性经口毒性评估

长效抗菌饰面板的急性经口毒性测试结果如表8所示。在2 000 mg/kg剂量下，所有KM小鼠在14天观察期间体重增长趋势正常（初始体重18.6～20.3 g，第14天体重30.0～34.0 g），并未出现增长停滞或倒退情况，说明并未出现中毒症状，且无死亡情况。试验结果表明，长效抗菌饰面板的半数致死剂量（LD50）大于2 000 mg/kg，根据GHS判定标准，急性经口毒性等级属于第5类（低毒性类别），表明在经口暴露场景下具有较高的安全性。

表8　长效抗菌板的急性经口毒性测试结果

Tab.8Testing results of acute oral toxicity of long-lasting antibacterial panels

3  结论

将白色原纸，通过浸渍添加了安芯卫士抗菌剂（占比0.3%）的三聚氰胺甲醛树脂制得抗菌浸渍胶膜纸，并以杉木细木工板为基材制得长效抗菌饰面板，本文对长效抗菌饰面板的制备工艺及性能进行了探讨，得到如下结论：

1）该工艺在保证板材核心抗菌性能的同时，没有出现龟裂、鼓泡等缺陷，证明工艺可行；

2）微量抗菌剂的添加对胶黏剂固化时间及浸胶纸色差无显著影响，确保了生产稳定性；

3）对大肠埃希氏菌与金黄色葡萄球菌的抗菌率均超过99.99%，抗菌耐久性达到最高级别（Ⅰ级），同时具备1级抗霉菌能力；

4）急性皮肤刺激性试验与急性经口毒性试验结果证实，皮肤刺激积分为0（无刺激性），LD₅₀大于2 000 mg/kg（属低毒性），满足实际应用的安全要求。

综上所述，在三聚氰胺甲醛树脂中添加微量安芯卫士抗菌剂，制备长效、稳定、安全抗菌饰面板可行，建议将长效抗菌饰面板优先应用于医疗、养老、教育、公共等场所的定制家居、厨房卫浴及高端精装地产等高频接触场所，以“长效抗菌+防霉+安全无毒”的家装材料，为消费者打造更加健康安全的人居环境。

Research on the Preparation and Properties of Long-acting Antibacterial Decorative Panels

Wu Awei^{1, 2}, Chen Guanhong^{3, 4, 5}, Lin Gang^{1, 2}, Zhang Yindan^{1, 2}, Rao Xiaoping^{3, 4, 5}

1. GoldenHome Living Co. Ltd. Xiamen 361199; Fujian, China; 2. Dianjin New Materials Research Institute (Xiamen) Co. Ltd, Xiamen 361199, Fujian China; 3. College of Chemical Engineering, Huaqiao University, Xiamen 361021, Fujian, China; 4. Academy of Advanced Carbon Conversion Technology, Huaqiao University, Xiamen 361021, Fujian, China; 5. Fujian Provincial Key Laboratory of Biomass Low-Carbon Conversion, Huaqiao University, Xiamen 361021, Fujian, China 

Abstract: Against the backdrop of rising public health awareness, the demand for antibacterial panels in the custom home furnishing industry is continuously increasing. However, the antibacterial panels of custom home furnishings still have problems such as short service life and poor universality. This study incorporated a high-performance antimicrobial agent to fabricate decorative panels exhibiting potent and durable antibacterial activity. The experimental results showed that the long-lasting antibacterial panels made by adding a trace amount of the composite antibacterial agent to the melamine adhesive exhibited excellent antibacterial performance, with antibacterial rates of 99.99% against Staphylococcus aureus and Escherichia coli, and an antibacterial durability of ≥95%. They also had excellent inhibitory effects on molds such as Aspergillus niger, reaching grade I antibacterial performance and grade 1 antifungal performance. Acute skin irritation and acute oral toxicity tests showed that the antibacterial panels had good biological safety. This research provide an efficient, long-lasting and highly universal antibacterial technical solution for the custom home furnishing industry, with significant application value.

Key words: antibacterial decorative panel; antibacterial rate; antibacterial durability performance

参考文献：略

文章源自：《中国人造板》2026年第1期