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抗菌乳膠涂料,介紹以納米氧化鋅為抗菌成分的抗菌乳膠涂料用原材料和助劑,依據相關標準,通過對該涂料性能檢測,產品具有優良的抗菌效果及綜合性能
2019年07月03日    閱讀量:351    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

1 前言

保持環境清潔無污染,是防止細菌、病毒等大量繁殖,阻止其對人類感染切實可行的途徑,使用抗菌材料是實現環境清潔、無污染的最為簡單有效的方法。傳統的墻面涂料防霉、抗菌效果較差,涂膜易長霉菌和細菌。霉菌、細菌的繁殖和生長,不僅使涂膜容易開裂和剝落,而且使人們的健康受到威脅中國建材網cnprofit.com。從環保和健康角度考慮,研制和推廣使用抗菌內墻乳膠涂料顯得越來越重要。


2 實驗部分

2.1 主要原料

納米氧化鋅復合抗菌劑、苯丙乳液、鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、硅灰石粉、分散劑、增稠劑等。

2.2 試劑及儀器設備

試劑:營養瓊脂培養基、菌懸液(金黃色葡萄球菌、大腸桿菌)。

儀器設備:培養皿、移液管、隔水式電熱恒溫培養箱、高速分散機、耐洗刷儀等。

2.3 涂料配方(見表1)

抗菌乳膠涂料配方

抗菌乳膠涂料,介紹以納米氧化鋅為抗菌成分的抗菌乳膠涂料用原材料和助劑,依據相關標準,通過對該涂料性能檢測,產品具有優良的抗菌效果及綜合性能 中國建材網,cnprofit.com

2.4 工藝設計及制備

乳膠涂料的組分通常達20 多種,首先考慮到基料、顏填料及其顏料體積濃度(PVC)與乳膠涂料的性能關系;其次考慮到抗菌劑、增稠劑、成膜助劑、潤濕分散劑與乳膠涂料的性能關系。在確定配方的過程中結合抗菌乳膠涂料應達到的性能指標,特別是對優異的抗菌性、耐洗刷性、遮蓋力及控制成本等目標,將研究重點放在乳液、顏填料及抗菌劑的選擇上,同時對各種助劑進行調整,使抗菌乳膠涂料綜合性能達到最佳。


將上述抗菌劑、顏填料、分散劑等與水混合高速分散均勻后用砂磨機研磨,細度合格后過濾,與選定的乳液、增稠流變劑等用調速機分散攪拌均勻,制得抗菌乳膠涂料。


3 結果與討論

3.1 乳液的選擇

抗菌乳膠涂料中乳液的正確選擇,對其性能特別是耐久性、耐水性、耐堿性及耐洗刷性等起著極其重要的作用。乳液的組成、結構、性能不僅直接影響抗菌乳膠涂料的耐水、耐堿性、耐洗刷性、耐久性等性能,而且也影響其與顏填料及助劑之間的混配性。試驗中篩選了國民淀粉、北京科信等公司的苯丙乳液進行配漆試驗,采用測試結果最好、綜合性能最佳的乳液制備抗菌乳膠涂料。

3.2 顏填料的選擇

金紅石型鈦白粉是乳膠涂料中常用的白色遮蓋顏料,其折光指數高、吸油量小,呈晶體結構,且對可見光具有很高的反射能力和很低的吸收能力。考慮到抗菌乳膠涂料屬中高檔功能性涂料,通過大量試驗,選擇了國外某大公司生產的金紅石型鈦白粉,其具有超耐候性、易濕潤、良好的遮蓋力和穩定性,綜合性能優異。填料在乳膠涂料中不具備著色力,但可以增加涂膜厚度,提高涂膜的耐磨性和耐久性等。根據抗菌乳膠涂料的性能要求,對常用填料碳酸鈣、滑石粉、高嶺土等進行了優選。

3.3 助劑的選擇

抗菌劑是抗菌乳膠涂料的主要成分,篩選不同公司的多種抗菌劑,分別制漆檢測,經過不同品種不同用量抗菌劑的平行比較,選出抑菌帶寬、抗菌效果好的納米氧化鋅抗菌劑作為抗菌成分。除抗菌劑外,重點對分散劑、增稠流變劑、成膜助劑進行了優選,還有消泡劑、防腐劑、防霉劑、中和劑等。通過大量的試驗確定了各類助劑的品種和用量,在滿足各項性能要求的前提下,盡量減少助劑的用量。

3.4 性能測試

3.4.1 抗菌性

抗菌乳膠涂料的抗菌性參照日本相關標準,先在實驗室自測,其最終抗菌效果經中國科學院理化技術研究所抗菌材料檢測中心進一步證驗,結果見表2、表3。

實驗菌種:金黃色葡萄球菌大腸桿菌。

檢驗方法:制備4.0×106/mL的菌懸液,取0.1mL的菌懸液均勻分布于營養瓊脂培養基表面,將10mm的抗菌乳膠涂料涂膜試片放在涂菌營養瓊脂培養基表面,放于隔水式電熱恒溫培養箱內24h,觀察抗菌效果,測量、記錄抑菌帶尺寸,檢驗結果見表2。

抗菌乳膠涂料抑菌帶檢驗結果

抗菌乳膠涂料,介紹以納米氧化鋅為抗菌成分的抗菌乳膠涂料用原材料和助劑,依據相關標準,通過對該涂料性能檢測,產品具有優良的抗菌效果及綜合性能 中國建材網,cnprofit.com

注:0# 乳膠涂料為普通內墻乳膠漆,1-4# 乳膠涂料為不同品種及不同用量抗菌劑的抗菌乳膠涂料,1-4# 抗菌乳膠涂料均有抗菌效果,而3# 抗菌乳膠涂料抗菌效果最好(抑菌帶最寬)。

中科院抗菌材料檢測中心檢測結果

抗菌乳膠涂料,介紹以納米氧化鋅為抗菌成分的抗菌乳膠涂料用原材料和助劑,依據相關標準,通過對該涂料性能檢測,產品具有優良的抗菌效果及綜合性能 中國建材網,cnprofit.com

從檢測結果可以看出,普通內墻乳膠涂料的抗菌效果很不明顯,而在乳膠涂料體系中添加納米氧化鋅抗菌劑后可以明顯地看出其抑菌率的變化,并且隨著抗菌劑含量的增大,抑菌率也隨之增大。從乳膠涂料體系的整體來看,添加納米氧化鋅抗菌劑后,乳膠涂料抗菌率有明顯的提高。


氧化鋅作為傳統的無機抗菌材料之一,在與細菌接觸時,鋅離子緩慢釋放,由于鋅離子具有氧化還原性,并能與有機物的巰基、羧基、羥基反應,破壞其結構,進入細胞后破壞電子傳遞系統的酶并與— SH基反應,達到殺菌目的。在殺滅細菌后鋅離子可以從細胞內游離出來,重復上述過程。納米氧化鋅除具有傳統氧化鋅的抗菌作用外,還具有光催化能力,在光照下產生高活性的羥基自由基,可以氧化分解各種有機物,將其分解為無害的CO2 和H2O,這樣既能殺滅微生物,也能分解有機營養物,從而有效地抑制細菌等微生物的大量繁殖,達到抗菌凈化的目的。


從表2、表3可見,研制的抗菌乳膠涂料對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等常見感染菌顯示出極高的抗菌性,抗菌率達到99% 以上。


3.4.2 綜合性能

研制的抗菌乳膠涂料其綜合性能經國家建筑材料測試中心及天津市質量監督檢驗站第11 站按GB/T9756-2001《合成樹脂乳液內墻涂料》、GB18582-2001《室內建筑裝飾裝修材料內墻涂料中有害物質限量》及HBC 12-2002《環境標志產品技術要求》標準分別進行檢測,結果如表4、表5 所示。

抗菌乳膠涂料的性能指標

抗菌乳膠涂料,介紹以納米氧化鋅為抗菌成分的抗菌乳膠涂料用原材料和助劑,依據相關標準,通過對該涂料性能檢測,產品具有優良的抗菌效果及綜合性能 中國建材網,cnprofit.com

抗菌乳膠涂有害成分檢測結果

由表4、表5 可見,抗菌乳膠涂料的各項性能指標均滿足合成樹脂乳液內墻涂料國標優等品要求,其中耐堿性、耐洗刷性遠遠高于國標合成樹脂乳液內墻涂料國標優等品要求,各有害成分均低于環境標志產品標準規定限量值。

4 結語

(1) 抗菌乳膠涂料對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等常見感染菌顯示出極高的抗菌效果,抗菌率達到99%以上。可有效抑制和殺滅環境中的有害致病菌,降低環境微生物對人體的危害,進而達到凈化環境的目的。

(2) 抗菌乳膠涂料的綜合性能優異,超過合成樹脂乳液內墻涂料國標優等品的標準,且有害物質釋放量遠遠低于國家標準限量值及環境標志產品技術要求,能滿足中高檔建筑物對功能涂料的要求。


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