建筑涂料的防腐理念1[1]

1、建筑涂料的防腐理念石春霄(德國舒美有限公司上海代表處)前言從涂料工業(yè)到粘合劑及其他相關(guān)水性產(chǎn)品工業(yè)，水的應(yīng)用是很廣泛的。而水的存在正是微生物繁殖的理想溫床。富含營養(yǎng)成份的各種添加劑，如增稠劑等更為微生物的生長提供了有利條件。由于細菌、霉菌和酵母菌等微生物的污染會導致產(chǎn)品表面變色、流動性變化、 pH 值變化、使用性能變化、凝聚、破乳、產(chǎn)生異味甚至表面長霉等一系列問題。因此控制微生物生長，無論從技術(shù)原因還是專業(yè)的衛(wèi)生學觀點來說都是非常必要的。為了保護水性涂料體系，很多生產(chǎn)廠家都會想到在產(chǎn)品中添加防腐劑。但是很多時候防腐劑仍然起不到理想的防腐效果，這時候生產(chǎn)廠家就會歸咎于防腐劑的功效不夠強。先排除防

2、腐劑選擇不當和添加量的錯誤等因素，防腐失敗許多時候都是由于生產(chǎn)廠家忽略了有效控制原材料和整個生產(chǎn)線系統(tǒng)等的微生物污染。這些先期的污染給后期成品的防腐帶來了額外的壓力，防腐劑的常規(guī)推薦用量往往不足以彌補這額外的需要，從而最終導致防腐失敗。防腐是一個綜合的概念。本文主要介紹了把如何控制原材料的質(zhì)量，如何控制整個生產(chǎn)線系統(tǒng)的微生物污染，如何選擇和使用合適的防腐劑等幾方面結(jié)合在一起，來實現(xiàn)一個成功的防腐體系。1. 微生物微生物是那些個體微小、結(jié)構(gòu)簡單的單細胞個體或簡單的多細胞或沒有細胞結(jié)構(gòu)的低等生物的統(tǒng)稱。它們具有以下一些特點：種類繁多。包括不具細胞結(jié)構(gòu)的病毒、單細胞的細菌、單細胞或多細胞的霉菌和酵母

3、菌等。繁殖速度快。如大腸桿菌20分鐘左右可以繁殖一代。分布廣泛。在自然界中無論是天空還是海洋，冰山還是溫泉，凡是有生命的地方就有微生物的存在，就是沒有生命的地方也能找到微生物。1克土壤中含有250億個微生物，差不多是地球人口的四倍?容易變異。采用物理化學因素處理后，微生物容易發(fā)生變異。自然界中存在許多誘變因子，因此不斷有新的微生物產(chǎn)生以適應(yīng)新的環(huán)境。1.1 常見的微生物種類1.1.1 細菌細菌無處不在，它們具有適應(yīng)性強和繁殖快等特點。根據(jù)形態(tài)特征細菌可以分成球菌、桿菌和螺旋菌三種。球菌的細胞個體呈圓球形或橢圓形。桿菌細胞呈桿狀或圓柱狀，各種桿菌的長度與直徑比例差異很大，有的短粗，有的細長，短桿

4、菌近似球形，長桿菌近似絲狀。螺旋菌是指細胞呈彎曲桿狀細菌的統(tǒng)稱。如果細菌所處的環(huán)境條件發(fā)生變化，如培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間、培養(yǎng)基的組成等發(fā)生變化，均可以引起菌體的形態(tài)變異。1.1.2 霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌屬于真核細胞，它們的結(jié)構(gòu)比無核生物復雜，它們具有真正的細胞核。在霉菌中有單細胞的個體，也有很多種是多細胞結(jié)構(gòu)，形成復雜的菌絲體。微生物能夠通過很多渠道傳播， 如臟水、 廢棄物、 空氣、工件、 操作工和生產(chǎn)衛(wèi)生不足等 （見圖1）。如果不加以控制，微生物會對涂料體系帶來很多危害。圖 1 污染原因1.2 微生物的危害微生物對水性涂料的破壞主要有以下一些常見的現(xiàn)象。產(chǎn)品表面變色流變性能變化使用性能變化

5、pH 值變化產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象破乳產(chǎn)生不良氣味或氣體肉眼可見的微生物生長為了消除上面提到的諸多危害，就必須采取有效措施來控制微生物的生長。2. 影響涂料體系質(zhì)量的因素涂料的配方只是影響質(zhì)量的一個因素而已，有很多其它方面的因素都會影響到涂料的質(zhì)量（見圖2）。圖 2 影響涂料體系質(zhì)量的因素在生產(chǎn)過程中有效控制微生物污染是確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。 圖 3顯示獲得不受微生物污染的理想產(chǎn)品的方法。圖 3 如何獲得不受微生物污染的成品2.1 原材料的質(zhì)量對原材料的基本要求是微生物含量要少。對于液體的原材料（如水、乳液、消泡劑等），我們要求控制微生物數(shù)量1000個 /ml 。由于微生物很小，肉眼不可見。因此需要一

6、種簡單直觀的方法來檢測微生物的污染情況。舒美公司的測菌片Mikrocount Combi 是一種非常有效的檢測手段，將取好樣的測菌片放在 27-300C 的恒溫箱中培養(yǎng)一段時間，觀察測菌片兩面微生物的生長情況，可以綜合監(jiān)控原材料以及整個生產(chǎn)線系統(tǒng)。測菌片具有以下幾個優(yōu)點：使用方便，不需要準備時間，固體表面、半固體和液體都可以檢測?？梢钥焖俚牡玫浇Y(jié)果：細菌(24-48 小時 )；霉菌和酵母菌(72小時 )。不用額外做微生物實驗，從而節(jié)省時間和成本。檢測結(jié)果精確可靠?？梢杂行Э刂圃牧稀a(chǎn)品的質(zhì)量和監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)的衛(wèi)生。多功能，可同時檢測細菌、霉菌和酵母菌。操作簡單，即使沒有經(jīng)過微生物學培訓的人也能

7、勝任。水作為原材料之一經(jīng)常會被忽略，定期的微生物檢測是非常關(guān)鍵的。有些廠家采用去離子水，以為去離子水是很干凈很安全的。但殊不知離子交換樹脂上常常會積聚微生物膜，成為額外的污染源。飲用水（細菌數(shù) 9.0 ）。在溫度超過 400C， pH9.0 的情況下， CMI 的分解速度會加快。如何采用先進的穩(wěn)定技術(shù)是保證純CMI/MI類型防腐劑長效性的關(guān)鍵所在。常用的穩(wěn)定劑有鈉鹽，鎂鹽和銅鹽。Parmetol? K 20 采用銅鹽鎂鹽復合穩(wěn)定技術(shù)體現(xiàn)出它更穩(wěn)定，更長效的特點。由于Parmetol? K 20已獲得美國FDA認證和德國衛(wèi)生部BGVV 認證，在安全和環(huán)保方面讓用戶更加放心。由于涂料儲罐上部多少會

8、留有一些空間，在儲存和運輸過程中的溫差變化，致使涂料中的水份蒸發(fā)到儲罐頂部冷卻變成冷凝水滴到產(chǎn)品的表面，從而稀釋了表層的防腐劑。一旦表層的防腐劑濃度小于某些菌種的最低抑菌濃度（MIC 值），這些菌種就有可能在產(chǎn)品表面滋生（見圖2）。 Parmetol? A 26 在涂料儲罐中緩慢釋放甲醛，一方面甲醛可以很好的穩(wěn)定 CMI 的作用， 從而使 Parmetol? A 26 的最高使用溫度達到600C，最高堿性pH 達到9.5。另一方面甲醛本身具有很好的殺菌功效，釋放出來的甲醛充滿涂料儲罐的空間部分，從而對上層空間起到很好的保護作用。如果使用純CMI/MI類型的防腐劑就缺少了上層空間的保護作用，一般

9、來說只有提高添加量來減小表層的防腐劑被冷凝水稀釋的危險。防腐劑的添加量也跟氣候有關(guān)，一般來說高溫潮濕的天氣，微生物很容易繁殖，應(yīng)該適當提高防腐劑的用量。最準確的添加量可以根據(jù)重復挑戰(zhàn)實驗來確定（如舒美公司Fako 實驗）。圖 5 上層空間保護的重要性3.2 干膜防霉 /防藻劑霉菌和藻類是對漆膜造成破壞的兩個主要因素。霉菌的污染經(jīng)常是離不開營養(yǎng)源跟漆膜表面的接觸。特別是濕度高的地方（如浴室、廚房）或通風和防潮差的地方，霉菌更加容易繁殖。藻類的生長需要光照和潮濕的條件，另外墻體表面的pH 值，表面結(jié)構(gòu)等也會影響藻類的生長。墻體表面長霉和長藻是很常見的現(xiàn)象，這不但影響外觀，而卻也會直接破壞墻面的漆膜

10、。為了延長表面漆膜和基材的使用壽命，最有效的方法是采用防霉/防藻劑來阻止霉菌和藻類的生長。對于那些已經(jīng)長霉/長藻的表面，要先用機械方法去除表面的霉菌孢子和藻類，然后用活性很強的殺菌劑處理表面（如Parmetol? DF 12 ），使其充分滲入漆膜和基材殺死里面的菌絲，最后重新涂上具有防霉/防藻性能的涂料（見圖6）。圖 6 Parmetol? DF 12 墻面殺菌處理前后對于內(nèi)墻涂料而言，只需考慮防霉效果。但對于外墻涂料而言，就要綜合考慮防霉和防藻雙重效果。在選擇漆膜防腐劑時一般要考慮以下的一些性能要求：3.2.1廣譜性長效性在寬的 pH 值和溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定水溶性低滲出穩(wěn)定性好材料相容性好與

11、涂料組份有良好的相容性不變色低 VOC 和低鹵素含量性價比高常見的干膜防霉/防藻劑現(xiàn)在市場上常見干膜防腐劑的活性成份有多菌靈、二氯苯二甲尿 （敵草?。?、辛基異噻唑啉酮（ OIT ）、二氯辛基異噻唑啉酮（DCOIT ）等。舒美公司的Parmetol? DF 19 forte 是多菌靈和二氯苯二甲尿復配的產(chǎn)品，具有防霉防藻雙重功效。它的特點是廣譜長效、相容性好、耐候性特別好、不含VOC ，而且活性成份粒徑很小，平均粒徑在3 左右。因此它跟同類產(chǎn)品相比具有更大的比表面積，從而在防霉/防藻效果方面也有一定的優(yōu)勢。Parmetol? DF 19forte 用于外墻涂料是很理想的，當然也可用于內(nèi)墻涂料。 Parmetol? DF 17 是多菌靈和 OIT 復配的產(chǎn)品， 具有很好的防霉效果， 考慮到 OIT 自身的溶解度比較大， 一般推薦用于內(nèi)墻防霉。具體在使用干膜防腐劑時也要注意具體方法，對于漿狀的固體微粒預分散體（如Parmetol? DF 19 forte）可以不用研磨直接加入到涂料配方里面，不能也不必要將它用水先稀釋。添加量只要在技術(shù)上足夠就可以了，不必過多添加。最準確的添加量可以根據(jù)防霉挑戰(zhàn)實驗來確定（如舒美公司技術(shù)中心）。4. 結(jié)論/防藻1）涂料的防腐體系不能只局限于防腐