防霉技术在产品寿命期中的应用

1、防霉技术在产品寿命期中的应用    1 前言霉菌广泛分布在自然界中。在我国东南沿海、长江中下游、岭南、重庆、四川盆地等温暖潮湿地区，许多常见的有机材料或产品经常受到霉菌的侵蚀和破坏。产品在其运输、贮存甚至使用过程中都会受到霉菌的侵蚀，造成外观破坏、性能降低或功能失效。随着塑料、橡胶、涂料、密封材料、纺织纤维等在军用产品上的广泛应用，霉菌的腐蚀和破坏作用将更加突出，防霉技术也将更加受到人们的关注。本文将从军用产品全寿命角度，分阶段阐述防霉技术。2 产品长霉的条件产品长霉的前提是有霉菌生长所需的营养物质。营养物质的来源主要有两种：一种是产品直接为霉菌生长提供

2、营养物质；另一种是产品（包括组成产品的材料）制造、运输、贮存和使用过程中，表面积聚的灰尘、沾染的油污、汗迹和其它污秽物作为霉菌生长的营养物质。霉菌的生长不仅需要营养物质，而且与温度、湿度、氧气等因素密切相关。温度在2535、相对湿度在90 %100 %的条件最适宜霉菌的生长，相对湿度降至80 %85 %，霉菌生长变得缓慢甚至停滞。消除或控制与霉菌生长密切相关的任何一个因素，都会极大地抑制霉菌生长。3 工程研制阶段防霉技术3.1 防霉结构设计防霉结构设计是产品总体设计的组成部分。合理的结构设计能有效消除或减弱霉菌赖以生存的环境条件，抑制霉菌生长，从而提高军用产品的防霉抗霉能力。防霉结构设计应围绕

3、着消除或隔离霉菌生长所需的营养条件和环境条件展开，包括消除和隔离可能附着在军用产品表面的营养源、控制或降低温湿度条件，断绝霉菌生长所需的氧气等方面的技术和措施。产品的结构应设计得完整、简洁、流畅。所有的构件尤其是暴露在外的构件要能避免积水藏灰，焊缝连接的位置不宜在顶部，且焊缝尽量连续；设计中应注重弧度的运用，零部件间的衔接采用足够的圆弧过渡，棱角和边缘设计成圆角，这样既能避免应力腐蚀，同时又便于工艺防护处理，提高镀涂覆工艺质量；对于大容积的结构件，设计时应充分考虑到通风、强化空气流通功能，保持设备内空气干燥，防止产品或器件受潮或积水。密封设计是一种较为理想的防霉结构设计。气密密封设计时，容器应

4、采用永久性熔焊气密结构，局部采用的密封圈应选用永久变形小的硅橡胶“O”型圈，不允许密封圈有接缝，不能采用橡胶板、垫密封。为保证密封效果，往往还在密封壳体内充入惰性气体。军用产品中的高压器件或部件、变压器、阻流圈、接插件、电路板以及有特殊要求的元器件往往还采用灌封处理，这样既提高了其防霉抗霉能力，又提高了可靠性。3.2 选择抗霉材料选用合适的材料对提高产品防霉抗霉能力至关重要。选用的材料既要能满足功能、性能、机械强度等各方面的技术指标要求，又要考虑其耐受环境作用的能力。霉菌对军用产品的破坏作用主要是通过对组成材料的直接侵蚀和破坏来实现的。对于不抗霉材料，霉菌可直接把材料中某些组份作为营养物质来侵

5、蚀。对于抗霉材料，如金属材料和某些有机材料，霉菌无法从中获取营养物质，也就无法生长。因此，为了提高军用产品的防霉抗霉能力，在产品设计时，在不改变产品性能和功能的前提下，应尽可能地选择抗霉材料；当不得不使用不抗霉材料时，应对其进行适当的防霉处理，提高其抗霉能力。印制线路板及组件、电缆高频插座头、电子产品的元件、部件及电子设备的密封常用硅橡胶、环氧树脂作为密封材料进行灌封；高压器件或部件、变压器、阻流圈、小电机定子等常用环氧树脂进行灌封来达到密封目的；夹层、铆接缝隙及其他结构的缝内或表面、密封防漏，以及使用密封垫圈密封，常用弹性橡胶和聚氨酯等作为密封材料。但环氧树脂，聚氨脂和弹性橡胶大多为不抗霉材

6、料，使用前往往通过添加防霉剂来提高其抗霉能力。表1 列出了对霉菌敏感性不同的材料，其中类属于不能为霉菌生长提供营养物质的材料，是抗霉材料；类属于不抗霉材料，选用时需要通过霉菌试验确定其抗霉程度后在一定范围内使用；类为霉菌易感材料，不推荐使用。类（抗霉材料）金属玻璃陶瓷云母石棉丙烯腈-苯乙烯聚四氟乙烯聚丙烯聚苯乙烯氯化聚酯塑料层压材料聚硅烷玻璃纤维酚醛尼龙纤维聚丙烯腈聚碳酸脂聚砜聚酯玻璃纤维层压制品聚偏二氯乙烯丙烯酸树脂有机玻璃纤维聚酰亚胺聚三氟氯乙烯邻苯二甲酸二烯丙酯高密度聚乙烯（高于0.940）氟化乙丙烯共聚物（FEP）聚对苯二甲酸乙二醇酯硅氧烷聚苯乙烯硅氧烷聚烯烃共聚物硅树脂类（不抗霉材料

7、）聚氯乙烯聚氟乙烯缩醛树脂环氧树脂润滑剂聚氨酯有机玻璃酚醛树脂脲甲醛树脂醋酸纤维素聚二氯苯乙烯有机聚硫化合物聚酰胺*三聚氰胺甲醛醋酸纤维素丁酯氯乙烯醋酸乙烯共聚物环氧玻璃纤维层压制品聚蓖麻油酸酯类低及中密度聚乙烯（0.940 以下）ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）天然和人造橡胶类（易感材料）棉花织物毛毡毛织品纸张卡纸木材天然纤维制品绳索动物基粘合剂植物基粘合剂有机纤维板油脂油毛发皮革易感材料填充物的层压制品3.3 表面工艺防护表面工艺防护是提高军用产品防腐蚀和防霉等能力的有效措施。在金属和非金属材料表面镀覆金属层，或在基体材料表面涂覆有机涂层，能显著提高产品耐受各种恶劣环境条件的能力，延

8、长使用寿命。金属镀覆层因具有良好的耐候性和很强的防霉抗霉能力，已被广泛应用，而涂覆有机涂层则是防腐蚀方法中最有效、最经济、最普遍采用的方法。涂料是涂于物体表面后形成的具有保护、装饰或特殊性能（如绝缘、防腐、标志等）的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称1。它能有效延长产品的使用寿命和提高耐腐蚀特性。由于涂料中常含有霉菌生长所需要的营养物质，在温暖潮湿的环境中，霉菌很容易在涂层表面生长，腐蚀和破坏涂层，使涂层失去防护或绝缘作用，影响产品的正常使用，严重时还会影响产品性能。因此，在采用有机涂层涂覆时应首选防霉涂料，或在涂料中添加防霉剂提高涂层的防霉能力。还要注意涂料的配套使用，底漆与基体材料之间以及

9、底漆与面漆之间应具有良好的结合力且相互之间不产生不良反应。3.4 使用防霉剂使用防霉剂是防止材料和涂料霉变十分有效的方法。由于防霉剂抗菌谱比较宽，霉菌不容易对其产生抗性，因此被广泛使用。当军用产品因特殊需要必须选用不耐霉材料或涂料时，可通过添加防霉剂来提高它们的防霉抗霉性能。防霉剂种类繁多，性能和防霉特点各异。实践证明，多组份防霉剂混合使用效果比单组份好。将防霉剂直接添加到材料或涂料中简单易行，添加量容易控制，防霉时效也长，因此大多采用这种方法。但受材料与防霉剂的相溶性及加工工艺的限制，防霉剂在材料或涂料中的分散性能稍差，抗霉防霉的效果受到一定影响。4 生产阶段的防霉技术4.1 生产环境和制造

10、过程中污染物的控制在产品生产过程中，空气中的尘埃、脱落的皮屑、身体分泌的油脂、汗液、机械加工使用的液压油、润滑油等物质均可污染产品表面。当遇到温暖潮湿的环境，霉菌就可能在产品表面或污染物上生长，对产品造成影响。所以必须加强对产品生产环境污染物的控制，减少空气中的悬浮物，并采取必要的防静电措施，减少悬浮物在产品上的积聚。必须制定产品操作规范并严格执行，必要时还应安排一定的清洁工序。4.2 表面处理工艺质量的控制产品表面处理（镀、涂覆）是提高产品环境适应性的有效措施，也是有效的防霉工艺措施。表面处理工艺质量的好坏直接影响产品“三防”（即防潮、防霉、防盐雾）性能和耐受各种恶劣环境条件的能力。为获得优

11、质的镀、涂覆层，应对其全过程制定操作程序文件并按文件要求严格执行。不仅要加强镀、涂覆生产过程中的环境、人员、设备、工艺材料、工艺过程的控制和管理，还应在镀、涂覆结束后对质量进行检测和把关。对于有机涂覆，可通过提高烘焙温度和时间等改进涂料的稠化程度和聚合度；通过热聚合作用增加漆膜硬度，进一步提高涂料的抗霉能力（或在涂料中添加防霉剂等其他技术措施）。5 运输、贮存阶段防霉技术5.1 运输、贮存环境的控制运输和贮存的形式多种多样。运输分敞露运输、遮护运输和装在容器内运输（如集装箱运输）三种。敞露运输和户外直接暴露贮存使产品直接暴露于自然气候环境中，当自然环境的温度适当、湿度大且持续时间长时，产品就可

12、能长霉；有遮护运输、容器内运输以及无空调仓库贮存形成了各自的局部环境，而这种局部环境下，尤其时间持续较长时，相对自然环境更容易产生满足霉菌生长的温、湿度条件。处于遮护运输、容器内运输、无空调仓库贮存和有遮蔽户外贮存状态下的产品，为防止其长霉，主要采用加装空调或强迫通风、放置干燥剂等方式降低环境中的相对湿度。只要将相对湿度控制在60%以下，就能有效抑制霉菌生长。5.2 密封包装密封包装是防止运输和贮存产品长霉的最好形式。密封包装可较好地将包装内的相对湿度控制在较低范围内，有效地保证产品免受霉菌、潮湿和腐蚀性气体的影响。GB4768防霉包装技术要求中对防霉包装设计等级，密封包装、非密封包装、包装材

13、料和包装质量都有明确的规定及要求。6 使用阶段的防霉技术6.1 定期清洁在使用过程中，产品表面积聚的灰尘和其它腐蚀性介质既能吸收湿气，又含有霉菌生长的营养物质。倘若产品表面为非金属材料，如有机涂层、橡胶、塑料或其他有机材料，它们本身就可能含有霉菌生长的营养物质，在吸附或沉积灰尘等吸湿性强的污染物后受到霉菌侵袭的可能性更大。因此，必须定期清洁产品表面，清除污染物，保持产品表面洁净和干燥，减少和防止产品长霉。6.2 加强防潮和通风必须定期检查产品的排水设施是否完好，以防因排水不畅而在产品内部积水，造成产品受潮。使用中应经常对产品通风干燥。大型设备或大容积的结构件往往受通风能力的限制，湿气难以驱散，

14、应当添加通风设施，使用风机或空调来加强空气流通，去除湿气，保持产品或结构件的干燥。待用状态的产品应定期开启，通过预热、烘烤或添加辅助加热设备加热来驱除湿气。对室内产品或舱内产品可使用空调控制温湿度，或放置干燥剂吸收潮气，降低湿度。6.3 规范操作，防止或减少人为污染人的汗渍、手上的油脂、产品使用的润滑剂等是霉菌生长的营养物质，这些物质很容易沾染和积累在所使用的产品上并进一步聚集灰尘，支持霉菌生长。因此，操作人员应当按照操作规程进行规范操作。产品维修时，要防止油污沾染到产品表面。返回大修基地或制造厂维修时，还要尽可能对维修车间的环境及维修过程进行控制，防止尘埃、工作介质等污染产品表面。6.4 直接杀菌定期检查产品外壳和非金属材料表面，发现长霉后及时用70%的乙醇等擦拭去除，防止霉菌对产品或材料进一步侵蚀。臭氧是一种十分环保的杀菌剂，在不影响产品材料和功能的情况下可以采用。若产品能密闭，可用挥发性的防霉剂制成片剂置于产品内。甲醛熏蒸是十分有效的杀灭霉菌方法，因有毒性，建议慎用。采用直接杀菌方法时，必须注意杀菌剂对产品或材料是否具有腐蚀性。7 结束语对产品进行防霉结构设