低VOC殺蟲抗菌內(nèi)墻乳膠漆的研制重點

1、2009年 8 月第 12 卷第 8 期 Aug. 2009Vol. 12No. 8低VOC殺蟲抗菌內(nèi)墻乳膠漆的研制 劉成樓（北京虹霞正升涂料有限責(zé)任公司，北京102400）摘要：選用低VOC含量、低成膜溫度的合成樹脂乳液為成膜物質(zhì)，以TiO2和礦粉為顏填料，摒棄成膜助劑低毒、廣譜殺蟲劑和負離子-抗菌添加劑，制備成低VOC殺蟲抗菌內(nèi)墻和二醇類 防凍劑，引入咼效、乳膠漆。關(guān)鍵詞：環(huán)保；殺蟲；抗菌防霉乳膠漆中圖分類號：TQ637文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1007- 9548 （2009） 08- 0026- 03 Developme ntofl nsecticidala ndAn ti-Microb

2、ialEmulsio nPai ntwithLowVOCforl nternalWallLIUChe ng-louAbstract:A nin secticidala ndan ti-microbialemulsio npai ntwithlowVOCappliedfori nternalwallisformulatedwiths yn thetice mulsio no flowVOCa ndlowfilm-formi ngtemperatureasbi nder,TiO2a ndmi neralpowderaspigme nta ndfiller,a ndefficie ntand low

3、toxicbroadspectrumpesticidea ndn egativeio nasa nti-microbialadditivesi nsteadoffilm- formin gadditivea nddiola nti-freezer.Keywords nviro nmen tprotectio n,pesticide,a nti-microbialemulsio npai nt1引言附等作用，分解祛除室內(nèi)空氣中的甲醛、氨、苯等有害氣體，具有祛除異味、清 新空氣的功能；無機抗菌材料能夠不斷地析出至涂膜表面，與附著在其上的細 菌、霉菌的酶蛋白發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致酶蛋白沉浮或失去活性，抑制細

4、菌的存活和滋 生。本研究通過嚴格選材、配方優(yōu)化，將上述3種功能型乳膠漆的功能集于一身，研制出低VOC殺蟲抗菌內(nèi)墻乳膠漆，經(jīng)檢測，各項性能符合相關(guān)標(biāo)準要求。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們物質(zhì)文化生活水平的日益 提高，環(huán)保和健康意識普遍增強，對居住環(huán)境的安全和舒適度的要求越來越高， 營造一個室內(nèi)空氣清新、富含負離子、無蚊蠅侵擾、無病菌危害、有助于保健的 清新安逸的起居環(huán)境，一直是人們追求的目標(biāo)，低VOC殺蟲抗菌內(nèi)墻乳膠漆能幫助人們實現(xiàn)這一美好愿望。低VOC乳膠漆是指乳膠漆中揮發(fā)性有機化合物含量低于GB18582 2008標(biāo)準規(guī)定的限量值（ 120g/L的品種。低VOC是環(huán)保涂料的重要標(biāo)志，在乳膠漆配方設(shè)計中

5、，選擇低VOC含量和低成膜溫度的合成樹脂乳液、摒棄成膜助劑和二醇 類防凍劑，是減少VOC的主要方法1。殺蟲乳膠漆是在配方中添加了高效、低 毒、廣譜殺蟲劑，通過涂膜中析出的殺蟲藥物與害蟲接觸后，使害蟲的神經(jīng)受損 而癱瘓致死2，但是對人、蓄無害。抗菌乳膠漆是在配方中增添了負離子-抗菌添加劑，這是一種負離子發(fā)生材料與無機抗菌材料相結(jié)合的功能材料。負離子發(fā) 生材料能夠形成永久性微電場，通過電極對空氣和水分發(fā)生微弱電解作用而產(chǎn)生 羥基離子，羥基離子通過中和、化學(xué)反應(yīng)和物理吸22.1試驗部分 原材料主要原材料：零VOC純丙烯酸乳液；分散劑 SN-5040、3204;羥甲基纖維素250HBR;消泡劑NXZ

6、;鈦白粉、高嶺土、滑石粉、重鈣粉、輕鈣粉、海泡石粉；高效氯氟氰菊酯；負離子抗 菌添加劑；增稠劑；流平劑；去離子水；納米耐沾污劑NZW-1。2.2基本配方低VOC殺蟲抗菌乳膠漆的基本配方見表1。制備工藝 海泡石粉+殺蟲劑”預(yù)吸 附處理：將氯氟氰菊酯與適量的增效醚預(yù)混合均勻，然后加入到海泡石粉2.32009年 8 月第 12 卷第 8 期 Aug. 2009Vol. 12No. 8中分散均勻后陳放24h。表1低VOC殺蟲抗菌乳膠漆的基本配方原材料去離子水質(zhì)量分數(shù) /%30330.10.20.50.70.10.20.20.31520350.81.00.51.0原材料質(zhì)量分數(shù)/%564556580.3

7、0.518220.20.50.40.5滑石粉重鈣粉輕鈣高嶺土氯氟氰菊酯純丙乳液增稠劑 TT-935流平劑RM-2020 羥甲基纖維素分散劑SN-5040分散劑SN-3204消泡劑NXZ鈦白粉海泡石粉負離 子-抗菌添加劑納米耐沾污劑NZW-1能的首要因素，它既關(guān)系到乳膠漆的物理性能，也關(guān)系到乳膠漆的環(huán)保性能。通 常乳膠漆中的VOC主要來源成膜助劑、二醇防凍液這于乳液中未反應(yīng)的殘存單體、3種原材料。制備低VOC乳膠漆必須摒棄成膜助劑和二醇類防凍液，選用未反應(yīng) 單體含量低的乳液作基料，）低，能在室溫下獨自成膜。為且乳液的成膜溫度（MFT了保證涂膜有一定的硬度、不返黏、耐沾污，乳液應(yīng)有相對較高的玻璃化

8、溫度（T）在配方中其它因素不變的g。前提下，不同品種的乳液對乳膠漆性能的影響 見表5。表2環(huán)保性能檢測結(jié)果檢驗項目V0C/gL-1限量標(biāo)準檢測結(jié)果8.90 1200.1 90W 75 92將去離子水加入到高效分散盒中，攪拌下加入羥甲基纖維素，直至完全溶解；加入分散劑、1/2量的消泡劑、顏填料、預(yù)吸附處理的殺蟲劑、負離子-抗菌添加劑，高速分散3040min,檢驗漿料細度達20叩 以下；變中低速攪拌，加入純丙烯酸乳液、余量的消泡加增稠劑、流平劑，調(diào)整pH劑，攪拌混合20min后，約等于8,過濾后包裝。2.4性能檢測常規(guī)性能按GB/T97562001合成樹脂乳液標(biāo)準檢測；內(nèi)墻涂料環(huán)保性能按GB185

9、822008室內(nèi)裝飾裝修材標(biāo)準檢測；料內(nèi)墻涂料有害物質(zhì)限量殺蟲效果評價按GB13917- 1 1992生物藥效測試標(biāo)準規(guī)定的方法進行，即 在一個專用玻璃器皿中，讓一定數(shù)量的害蟲接觸殺蟲涂膜20mi n，然后將害蟲置換到潔凈的紗籠中觀察殺蟲情況，分別記錄KT50 （50%的試驗害蟲被擊倒不能活動的時間）、KT95 （95%的試驗害蟲被擊倒不能活動的時間）和 24h后害蟲的 死亡率；抗菌性能測試依據(jù)JISZ2801:2000抗菌制品抗 進行。菌性能的檢測與評價2.5檢測結(jié)果低VOC殺蟲抗菌內(nèi)墻乳膠漆的常規(guī)性能，經(jīng)國家建材工業(yè)部建材質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心檢測，完全符合 GB/T9756 2001標(biāo)準的

10、要求。環(huán)保性能檢測結(jié)果見表2。殺蟲效果評價見表3?？咕烂剐阅芤姳?。 表3殺蟲效果測試殺蟲種類蒼蠅蚊子KT50/mi n7.38.595%可信限 /minKT95/min24h 死亡率 /%6.68.57.89.619.122.49595表4抗菌防霉性能 檢驗項目抗菌率防霉等級 檢測結(jié)果 991級表5乳液品種對乳膠漆性能的影響乳液品種叔醋乳液：VAE707 = 6 : 4純丙乳液SF-016彈性純丙乳液3131NG耐擦洗性/次7101020946耐沾污/%291722VOC/g-L-117910.733.1結(jié)果與討論乳液對乳膠漆環(huán)保性的影響乳液是乳膠漆的主要成膜物質(zhì)，是影響乳膠漆性由表5可知

11、，在試驗條件下，以純丙乳液 SF-016為基料制備的乳膠漆，其涂膜的 耐擦洗性和耐沾污性最好、VOC含量最低、環(huán)保性能最好，因此本研究選用SF-016 為成膜物質(zhì)。3.2殺蟲劑的選擇及其效果評價 在普通乳膠漆中加入與其相容的高效低毒殺蟲劑，便是殺蟲乳膠漆。選擇的殺蟲 劑必須滿足以下要求：必須是觸殺型的，因揮發(fā)性殺蟲劑既會增加乳膠漆的VOC含量、對人體造成危害，又容易因所含成分必須具有良好的穩(wěn)定性，尤其是對揮發(fā)而失去藥效；272009年 8 月第 12 卷第 8 期 Aug. 2009Vol. 12No. 8 光、酸、堿的穩(wěn)定，以保證殺蟲效果的持久性；具有殺 高效性、無毒（或低毒）性；無臭無異味

12、；蟲的廣譜性、與涂料相容，不影響涂料的內(nèi)在質(zhì)量和外觀。常用的殺蟲劑有六大類：有機 氯化物；有機錫類；有機金屬鹽類；有機磷類；氨基甲酸酯類；除蟲 菊酯不適用于裝飾涂料；類。前4類殺蟲劑因殘留毒性大，氨基甲酸酯類對害蟲擊倒快，殘效期長，殺蟲選擇性強，不污染環(huán)境；除蟲菊酯 類殺蟲劑是一類廣譜性殺蟲劑，具有強烈的觸殺活性，用量小、效力高、毒性 低，對環(huán)境污染輕微，殘效期適中，是目前較理想的涂料用殺蟲劑3。氯氟氰菊酯是除蟲菊酯類中的一種廣譜、高效、低毒、強烈觸殺型殺蟲劑有效期 長且穩(wěn)定，本文選用氯氟氰菊酯作為乳膠漆的殺蟲劑。為了改善殺蟲劑與乳膠 提高殺蟲效果的持久性，本文以漆的相容性和親和性、海泡石粉作

13、緩解載體，將殺蟲劑吸附到海泡石粉的微孔結(jié)構(gòu)的空隙中，形成一種 載藥緩解劑，將其加入到乳膠漆中，可大大延長涂膜的殺蟲有效期。在基本配方中其它因素不變的條件下，氯氟氰菊酯的不同用量對乳膠漆殺蟲效果 的影響見表6。表6氯氟氰菊酯用量對乳膠漆殺蟲效果的影響殺蟲效果KT50/min蒼蠅蚊子蒼蠅蚊子蒼蠅蚊子氯氟氰菊酯質(zhì)量分數(shù)/%0.311.713.526.128.773750.48.610.121.324.286870.57.38.519.122.495950.66.97.717.520.69696 0.85.25.414.515.49898持久期比較長4。在使用過程中，由于涂膜呈多微孔呼吸”功能，涂層中

14、的殺蟲活性成分通過毛細性，具有孔不斷析出，保持殺蟲效果長時效，但藥效率有待進一步觀察。3.3抗菌劑的選擇及其作用在普通裝飾性乳膠漆中加入適量的與其相容的抗菌防霉劑，便成為抗菌乳膠漆。目前常用的抗菌防霉劑主要有3大類:有機、無機和復(fù)合型。有機抗菌防霉劑易分 散、有效期短且有毒副作用；無機抗菌劑，如納米 TiO2、納米ZnO等，屬于光 催化型殺蟲劑，只能在紫外光照射下才能產(chǎn)生電子-空穴對，從而具有較強的氧化能力，才會對細菌、微生物進行分解、毒化，并且ZnO在水中的溶解性比較低，對涂料體系的pH比較敏感，會影響乳膠漆的貯存穩(wěn)定性；復(fù)合型抗菌防霉劑如 納負離子-抗菌添加劑等，納米 TiO2/ZnO的米

15、TiO2/ZnO、抗菌機理及缺陷如前所述，負離子-抗菌添加劑是含負離子的晶體物質(zhì)與無機抗菌 劑相結(jié)合的功能材料，負離子晶體物質(zhì)產(chǎn)生羥基負離子可以對空氣中帶有正電荷 的有毒氣體、細菌、微生物進行中和、包覆沉降，其微電流可以對細菌、微生物進行電解，產(chǎn)生的微電場、從而殺滅細菌、霉菌；無機抗菌劑的活性成分是游離態(tài)的金屬離子，對細菌、霉 菌有很強的殺滅作用和長效性，對環(huán)境的污染極少。在固定基本配方其它因素不 變的條件下，選用不同抗菌劑制備乳膠漆，檢驗其抗菌效果，檢測結(jié)果見表7。表7不同抗菌劑的抗菌效果比較抗菌劑名稱華科納米TiO2納米ZnO納米TiO2/ZnO負離子-抗菌添加劑 用量/%KT95/min

16、24h 死亡率 /% 抗菌率 /%67.895.696.199.299.1 防霉性/級21101貯存穩(wěn)定性（6個月）好霉變增稠較好好 抗菌時效短較長較長較長長0.30.30.30.30.8從表6的試驗數(shù)據(jù)可以看出，隨著氯氟氰菊酯用量的增加，乳膠漆的殺蟲效果隨 之提高，當(dāng)殺蟲劑用量50%的試驗蒼蠅被擊倒不能活動的時間達到 0.5%時， 為7.3min, 50%蚊子被擊倒不能活動的時間為 8.595%害蟲被擊倒不能活動的時間：蒼蠅為19.1min； min，蚊子為22.4min； 24h害蟲死亡率：蒼蠅、蚊子都達到 95%。再增加殺蟲劑用量，殺蟲效果提高幅度不 大，且成本增高。殺蟲機理：海泡石粉載

17、藥緩釋劑作為填料分散在乳膠漆中，在涂刷成膜之前，緩 釋劑載體吸附的氯氟氰菊酯殺蟲劑中的活性成分隨著水分的蒸發(fā)而析出，并遷移 到涂膜表面，當(dāng)水分揮發(fā)后，在涂膜表面形成晶體，蟲子一旦接觸涂膜表面時， 殺蟲晶體便可溶解蟲子的脂肪腳，破壞蟲子的神經(jīng)系統(tǒng)，使害蟲癱瘓甚至死亡。 這種方式對人畜比較安全，殺蟲效果比較好，藥效 注：試驗菌種為大腸桿菌。由表7可知，在抗菌劑用量相同的情況下，無機抗 菌劑的抗菌防霉效果優(yōu)于有機抗菌劑，在無機抗菌防霉劑中，復(fù)合型優(yōu)于單一 型，在試驗范圍內(nèi)，雖然復(fù)合型 TiO2/ZnO的用量少但抗菌防霉效果最優(yōu)，但因 其光催化效應(yīng)而產(chǎn)生的強氧化性不斷氧化降解涂膜中的有機物質(zhì)，使其分層

18、粉 化，影響裝飾涂層的使用壽命。負離子-抗菌添加劑雖然用量較大，但從成本上看 并不算高，且因能產(chǎn)生大量的羥基負離子，具有凈化空氣和保健功能，且時效 長，故而選之。4結(jié)語 制備環(huán)保型乳膠漆時，首先選用低（下轉(zhuǎn)第33頁）2009年 8 月第 12 卷第 8 期 Aug. 2009Vol. 12No. 8 套面漆強冷室，包括室體、強制冷卻循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)等。室 出的仿形門洞，同時門兩端安裝有體兩端設(shè)有工件進、 新風(fēng)采空氣風(fēng)幕裝置，確保室內(nèi)的氣體不溢散到車間。 集口設(shè)在車間內(nèi)部，自然進風(fēng)。底漆強冷室和膩子強冷室的新風(fēng)采集口設(shè)在車間外部，面漆新風(fēng)采集口設(shè)在車間 內(nèi)部，送風(fēng)主風(fēng)管布置在室體兩側(cè)，送風(fēng)管壁上設(shè)有可

19、調(diào)射流風(fēng)口。347膩子打磨室 號，在設(shè)備開動前警告其他人員注意安全。輸送鏈的驅(qū) 動旁設(shè)有調(diào)試和維護該驅(qū)動機的點動開關(guān)和急停開關(guān)?，F(xiàn)場的各工位均設(shè)有自鎖 急停按鍵和啟動按鍵。4結(jié)語 噴漆生產(chǎn)線作為非標(biāo)設(shè)備，國內(nèi)生產(chǎn)廠家很多。但 不同廠是，并不是有了噴漆線就能實現(xiàn)好的噴漆質(zhì)量。 家生產(chǎn)的噴漆線不僅在形式結(jié)構(gòu)上有差異，在使用效果上也有差別。設(shè)備使用單 位應(yīng)根據(jù)叉車產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、規(guī)模、廠房車間、生產(chǎn)流程、前處理工 藝、使用涂料、外觀質(zhì)量等特點和要求，選擇適合的工藝參數(shù)，制定合理的工藝 方案，并通過細致地調(diào)研設(shè)備，選擇物美價廉的噴漆設(shè)備。 收稿日期：2009-04-14作者簡介：張瑞（1977-

20、），男，貴州畢節(jié)人，工程師，畢業(yè)于燕山大學(xué)腐蝕與防 護專業(yè)，學(xué)士，主要從事各種表面處理、涂裝工藝等技術(shù)工作。!打磨室按3個工位設(shè)計，兩側(cè)設(shè)人員進出門，每側(cè)有一扇，門朝外開啟，便于操作人員進出。地面鋪設(shè)可拆式格柵，格柵制作成標(biāo) 準模塊，方便操作。室內(nèi)照度不小于 500Lx。打磨室采用上送風(fēng)下抽風(fēng)，打磨過程中產(chǎn)生的粉塵在排風(fēng)氣流的帶動下，通過格 柵進入到排風(fēng)系統(tǒng)的過濾后的空過濾裝置內(nèi)，保證打磨操作時無粉塵飛揚。氣達標(biāo)排放至車間外部，積灰定期清理，方便可行。室體內(nèi)壁預(yù)留多處壓縮空氣 接口和多處工具掛鉤。348主要電氣控制 整個系統(tǒng)為集中控制設(shè)計模式。主要控制分別說明如下。懸掛輸送系統(tǒng)驅(qū)動裝置配備過載

21、保護裝置，在牽引鏈條的拉力超過規(guī)定值時切斷電動機電源。 張緊裝置配備極限行程開關(guān)，以便保持適當(dāng)?shù)膹埩?，并在張力超出?guī)定值范圍時 切斷電動機電源。輸送鏈采用雙驅(qū)動，為主從形式，兩驅(qū)動均采用變頻調(diào)速器控 制，在主驅(qū)動器上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，測量出主驅(qū)動器的速度，從而自動調(diào)節(jié)從 驅(qū)動器的速度。輸送鏈設(shè)有輸送鏈過載、過緊、過松、斷裂等保護電氣和機械雙 重保護。上下件平臺上、下件平臺控制設(shè)有過載、過流、短路保護等。設(shè)有點動和手動 2種工作方式。點動為按下按鈕則運行，松開則停止；手動為按一下按鈕設(shè)備運 行，當(dāng)運行到限定位置時停止。升降平臺的操作可以為按鈕，也可以為 后退、上升、下降檢測保護開關(guān)。腳踏。設(shè)有前進、安全控制在