建筑涂料的防腐理念1[1]

1、建筑涂料的防腐理念石春霄(德国舒美有限公司上海代表处)前言从涂料工业到粘合剂及其他相关水性产品工业，水的应用是很广泛的。而水的存在正是微生物繁殖的理想温床。富含营养成份的各种添加剂，如增稠剂等更为微生物的生长提供了有利条件。由于细菌、霉菌和酵母菌等微生物的污染会导致产品表面变色、流动性变化、 pH 值变化、使用性能变化、凝聚、破乳、产生异味甚至表面长霉等一系列问题。因此控制微生物生长，无论从技术原因还是专业的卫生学观点来说都是非常必要的。为了保护水性涂料体系，很多生产厂家都会想到在产品中添加防腐剂。但是很多时候防腐剂仍然起不到理想的防腐效果，这时候生产厂家就会归咎于防腐剂的功效不够强。先排除防

2、腐剂选择不当和添加量的错误等因素，防腐失败许多时候都是由于生产厂家忽略了有效控制原材料和整个生产线系统等的微生物污染。这些先期的污染给后期成品的防腐带来了额外的压力，防腐剂的常规推荐用量往往不足以弥补这额外的需要，从而最终导致防腐失败。防腐是一个综合的概念。本文主要介绍了把如何控制原材料的质量，如何控制整个生产线系统的微生物污染，如何选择和使用合适的防腐剂等几方面结合在一起，来实现一个成功的防腐体系。1. 微生物微生物是那些个体微小、结构简单的单细胞个体或简单的多细胞或没有细胞结构的低等生物的统称。它们具有以下一些特点：种类繁多。包括不具细胞结构的病毒、单细胞的细菌、单细胞或多细胞的霉菌和酵母

3、菌等。繁殖速度快。如大肠杆菌20分钟左右可以繁殖一代。分布广泛。在自然界中无论是天空还是海洋，冰山还是温泉，凡是有生命的地方就有微生物的存在，就是没有生命的地方也能找到微生物。1克土壤中含有250亿个微生物，差不多是地球人口的四倍?容易变异。采用物理化学因素处理后，微生物容易发生变异。自然界中存在许多诱变因子，因此不断有新的微生物产生以适应新的环境。1.1 常见的微生物种类1.1.1 细菌细菌无处不在，它们具有适应性强和繁殖快等特点。根据形态特征细菌可以分成球菌、杆菌和螺旋菌三种。球菌的细胞个体呈圆球形或椭圆形。杆菌细胞呈杆状或圆柱状，各种杆菌的长度与直径比例差异很大，有的短粗，有的细长，短杆

4、菌近似球形，长杆菌近似丝状。螺旋菌是指细胞呈弯曲杆状细菌的统称。如果细菌所处的环境条件发生变化，如培养温度、培养时间、培养基的组成等发生变化，均可以引起菌体的形态变异。1.1.2 霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌属于真核细胞，它们的结构比无核生物复杂，它们具有真正的细胞核。在霉菌中有单细胞的个体，也有很多种是多细胞结构，形成复杂的菌丝体。微生物能够通过很多渠道传播， 如脏水、 废弃物、 空气、工件、 操作工和生产卫生不足等 （见图1）。如果不加以控制，微生物会对涂料体系带来很多危害。图 1 污染原因1.2 微生物的危害微生物对水性涂料的破坏主要有以下一些常见的现象。产品表面变色流变性能变化使用性能变化

5、pH 值变化产生絮凝现象破乳产生不良气味或气体肉眼可见的微生物生长为了消除上面提到的诸多危害，就必须采取有效措施来控制微生物的生长。2. 影响涂料体系质量的因素涂料的配方只是影响质量的一个因素而已，有很多其它方面的因素都会影响到涂料的质量（见图2）。图 2 影响涂料体系质量的因素在生产过程中有效控制微生物污染是确保产品质量的重要因素。 图 3显示获得不受微生物污染的理想产品的方法。图 3 如何获得不受微生物污染的成品2.1 原材料的质量对原材料的基本要求是微生物含量要少。对于液体的原材料（如水、乳液、消泡剂等），我们要求控制微生物数量1000个 /ml 。由于微生物很小，肉眼不可见。因此需要一

6、种简单直观的方法来检测微生物的污染情况。舒美公司的测菌片Mikrocount Combi 是一种非常有效的检测手段，将取好样的测菌片放在 27-300C 的恒温箱中培养一段时间，观察测菌片两面微生物的生长情况，可以综合监控原材料以及整个生产线系统。测菌片具有以下几个优点：使用方便，不需要准备时间，固体表面、半固体和液体都可以检测。可以快速的得到结果：细菌(24-48 小时 )；霉菌和酵母菌(72小时 )。不用额外做微生物实验，从而节省时间和成本。检测结果精确可靠。可以有效控制原材料、产品的质量和监控生产系统的卫生。多功能，可同时检测细菌、霉菌和酵母菌。操作简单，即使没有经过微生物学培训的人也能

7、胜任。水作为原材料之一经常会被忽略，定期的微生物检测是非常关键的。有些厂家采用去离子水，以为去离子水是很干净很安全的。但殊不知离子交换树脂上常常会积聚微生物膜，成为额外的污染源。饮用水（细菌数 9.0 ）。在温度超过 400C， pH9.0 的情况下， CMI 的分解速度会加快。如何采用先进的稳定技术是保证纯CMI/MI类型防腐剂长效性的关键所在。常用的稳定剂有钠盐，镁盐和铜盐。Parmetol? K 20 采用铜盐镁盐复合稳定技术体现出它更稳定，更长效的特点。由于Parmetol? K 20已获得美国FDA认证和德国卫生部BGVV 认证，在安全和环保方面让用户更加放心。由于涂料储罐上部多少会

8、留有一些空间，在储存和运输过程中的温差变化，致使涂料中的水份蒸发到储罐顶部冷却变成冷凝水滴到产品的表面，从而稀释了表层的防腐剂。一旦表层的防腐剂浓度小于某些菌种的最低抑菌浓度（MIC 值），这些菌种就有可能在产品表面滋生（见图2）。 Parmetol? A 26 在涂料储罐中缓慢释放甲醛，一方面甲醛可以很好的稳定 CMI 的作用， 从而使 Parmetol? A 26 的最高使用温度达到600C，最高碱性pH 达到9.5。另一方面甲醛本身具有很好的杀菌功效，释放出来的甲醛充满涂料储罐的空间部分，从而对上层空间起到很好的保护作用。如果使用纯CMI/MI类型的防腐剂就缺少了上层空间的保护作用，一般

9、来说只有提高添加量来减小表层的防腐剂被冷凝水稀释的危险。防腐剂的添加量也跟气候有关，一般来说高温潮湿的天气，微生物很容易繁殖，应该适当提高防腐剂的用量。最准确的添加量可以根据重复挑战实验来确定（如舒美公司Fako 实验）。图 5 上层空间保护的重要性3.2 干膜防霉 /防藻剂霉菌和藻类是对漆膜造成破坏的两个主要因素。霉菌的污染经常是离不开营养源跟漆膜表面的接触。特别是湿度高的地方（如浴室、厨房）或通风和防潮差的地方，霉菌更加容易繁殖。藻类的生长需要光照和潮湿的条件，另外墙体表面的pH 值，表面结构等也会影响藻类的生长。墙体表面长霉和长藻是很常见的现象，这不但影响外观，而却也会直接破坏墙面的漆膜

10、。为了延长表面漆膜和基材的使用寿命，最有效的方法是采用防霉/防藻剂来阻止霉菌和藻类的生长。对于那些已经长霉/长藻的表面，要先用机械方法去除表面的霉菌孢子和藻类，然后用活性很强的杀菌剂处理表面（如Parmetol? DF 12 ），使其充分渗入漆膜和基材杀死里面的菌丝，最后重新涂上具有防霉/防藻性能的涂料（见图6）。图 6 Parmetol? DF 12 墙面杀菌处理前后对于内墙涂料而言，只需考虑防霉效果。但对于外墙涂料而言，就要综合考虑防霉和防藻双重效果。在选择漆膜防腐剂时一般要考虑以下的一些性能要求：3.2.1广谱性长效性在宽的 pH 值和温度范围内保持稳定水溶性低渗出稳定性好材料相容性好与

11、涂料组份有良好的相容性不变色低 VOC 和低卤素含量性价比高常见的干膜防霉/防藻剂现在市场上常见干膜防腐剂的活性成份有多菌灵、二氯苯二甲尿 （敌草隆）、辛基异噻唑啉酮（ OIT ）、二氯辛基异噻唑啉酮（DCOIT ）等。舒美公司的Parmetol? DF 19 forte 是多菌灵和二氯苯二甲尿复配的产品，具有防霉防藻双重功效。它的特点是广谱长效、相容性好、耐候性特别好、不含VOC ，而且活性成份粒径很小，平均粒径在3 左右。因此它跟同类产品相比具有更大的比表面积，从而在防霉/防藻效果方面也有一定的优势。Parmetol? DF 19forte 用于外墙涂料是很理想的，当然也可用于内墙涂料。 Parmetol? DF 17 是多菌灵和 OIT 复配的产品， 具有很好的防霉效果， 考虑到 OIT 自身的溶解度比较大， 一般推荐用于内墙防霉。具体在使用干膜防腐剂时也要注意具体方法，对于浆状的固体微粒预分散体（如Parmetol? DF 19 forte）可以不用研磨直接加入到涂料配方里面，不能也不必要将它用水先稀释。添加量只要在技术上足够就可以了，不必过多添加。最准确的添加量可以根据防霉挑战实验来确定（如舒美公司技术中心）。4. 结论/防藻1）涂料的防腐体系不能只局限于防腐