防霉涂料研究
一
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概述
微生物广泛存在于自然界,通常霉菌员适宜繁殖生长的自然条件为温度23℃~38℃,相对湿度为85%~100%,因此在温湿地区的建筑物内外墙面.以及其他地区恒温、恒湿车间的墙面、顶棚、地面、地下工程等适合霉菌的生长,它们繁衍迅速.并由此生出各种酶、酸和毒素的代谢产物,从而影响物品的外观与质量,而污染环境,危害动植物的生长和人类的健康,如果采用普通装饰涂料,就会受到霉菌不同程度的侵蚀,霉菌对于有机类涂料涂层侵蚀更为严重,受霉菌腐蚀以后的涂层会褪色、沾污、以致脱落。这是因为霉菌侵蚀涂膜以后,会分泌出酶,这些分泌物会进一步分解涂料中有机成膜物质,成为霉菌生长的营养物质.从而破坏整个涂层。所以,防霉是件很重要的事情,对于建筑物的防霉应引起足够的重视,而采用防霉涂料涂刷墙壁及地面是解决这一问题的有效措施之一。防霉涂料是其涂膜能够抑制霉菌繁殖、生长的功能型涂料,主要用于通风不良的潮湿场所,以及环境中富含营养物的工厂建筑物墙面涂饰,起美化和保护作。
二
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防霉涂料的特点
1.具有优异的防霉效果——对霉菌、细菌和酵母菌等微生物有广谱、高效和较长时间的杀菌或抑制能力, 对人体必须安全而无副作用。
2.具有很好的耐洗刷性能——为保持清洁, 墙壁经一段时间后, 需打扫洗刷, 因此应具有耐水、耐洗刷性能。
3.具有较好的防腐蚀性能——般工业厂房, 常有一定浓度的酸或碱以及热蒸汽的侵蚀, 涂层应有一定的耐侵蚀能力。
4.具有良好的装饰效果——防霉涂料除具有防霉的特有功能外, 还同样具有改善室内外使用条件和产生装饰效果的必备功育旨。
三
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组成
1.基料—涂料的成膜物质, 应该不含或少含可供微生物生长和繁殖的营养成分, 所形成之涂膜要有足够的耐水性和耐洗刷性能等。一般用水性基料。因为水性基料与
防霉剂
配伍性能好,与防霉剂无化学反应,且返潮、粘结力强、性能稳定,一般选择选择有机类基料有苯丙
乳液
、氯偏乳液、乙烯-醋酸乙烯(VAE)乳液;无机类基料有硅酸盐、硅溶胶类、等,较好的方法可将有机、无机的几种基料复合使用,能得到物理性能、装饰效果均好的防霉涂料。
2.颜、填料—防霉建筑涂料添加的颜填料可以增加膜厚度,还可提高涂膜的耐碱性、耐磨性和耐久性。特别是在高温生产环境中搞好环境卫生是防霉变的的关键,同时要防止购进的原材料带来的细菌。一般填料用钛白粉,最好是金红石型,因为其性能较稳定,遮盖力、耐光性、耐粉化能力都很好,还要选择有助于改善涂料技术性能的硅酸铝功能性的填料。小鱼鳞状闪银光的
云母粉
,弹性大,能提高涂膜韧性,阻止紫外线和水分穿透,能防止龟裂,延迟粉化,增强涂料的耐久性和耐候性,改善遮盖力,降低涂料的成膜温度。其他填料如添加
碳酸钙
,立德粉、
滑石粉
、白粘土等,可根据涂料性能适量加入。涂料常用的颜料有
炭黑
、氧化铁红、氧化铁黄、酞青蓝颜料等,具有良好的耐碱性耐水性和耐紫外线性。通常使用其中一种或两种以上配合使用均可,如有条件允许的生产单位颜填料均采用纳米级或超细型材料效果更好。
3. 助剂—一般涂料中常用的
增稠剂
, 如梭
甲基纤维素
、聚乙烯醇等, 本身极易发生霉变, 不能用来配制防霉涂料。其它助剂也同样按是否容易发生霉变的原则进行选择使用。
增稠剂
水性防霉涂料为了提高涂料贮存稳定性、防止颜填料的沉淀结块、提高颜料的分散效率、施工流变性能等,必须在配方中加入增稠剂。选择增稠剂时,除了要求增稠剂的增稠效果好、耐水性好、稳定性好之外,特别要注意增稠剂的耐霉性能。由于在配方中有一定的用量,这类助剂选择不当,常会导致配方失败。天然高分子衍生物类增稠剂容易受微生物伤害。抗霉型羟乙基纤维素对此性能有所改善。合成高分子增稠剂是不会引起霉变的增稠剂,近年来,这类增稠剂的发展迅速,品种分丙烯酸类、聚氨酯类和聚醚类增稠剂。其中丙烯酸类增稠剂又可分为两种,一是改性聚丙烯酸盐水溶液,另一是碱溶胀型增稠剂。聚醚和聚氨酯类属缔合型增稠剂,其流变学性能更好,所谓流变改性剂即是。无机增稠剂也不存在霉变问题,其增稠、防沉、抗流挂性能较好,但用量多时会影响流平性。
2)颜料分散、
润湿剂
带有颜料的分散系统的
分散机
理是相当复杂的,但多数研究者在概念上具有如下的一致看法:分散过程首先是展色剂对颜料的浸润改良,即通过降低展色剂和颜料粉体界面的张力,增大浸润速度,借助于颜料的附聚或过度絮凝状态,除去主要存在于颜料表面的空气层。接着,经机械研磨,使颗粒达到原级粒子状态,最后,要防止这种已经分离的粒子重新相互结合,并保持稳定的分散状态。润湿
分散剂
的作用就是能吸附在上述的展色剂/ 颜料界面上,使之更迅速地形成更稳定的分散系统。
水性防霉涂料用颜料分散剂一般是表面活性剂。按结构分类,有阴离子化合物、阳离子化合物、两性化合物和非离子化合物。其中,两性化合物效果不佳,故不常用;非离子型化合物不离解,也不带电荷,对颜料的吸附力比较弱;阴离子型和阳离子型化合物对颜料的吸附力都较强,但因水乳型防霉涂料黏结剂的荷电性绝大多数属阴离子型的,故都采用阴离子分散剂。
由于在防霉涂料中有可能使用了氧化锌或偏硼酸钡等防霉颜料,这种颜料活性较大,因此,所选择的颜料分散剂必须对这种活性颜料的分散及稳定有效。此外,不妨添加一些具有分散能力的
多功能助剂
,如:AMP-95 等。
对于颜料分散剂的选择,与其根据化学组成来理解和推测,还不如根据实际试验效果来判别和选择,想要获得实用效果,这是一条捷径。因为即使组成类似,也往往会出现最终的总效果不相同的现象,特别是不仅仅要考虑其正效果方面,对其负作用也要重视。此种效果可采用相对很简单而又高度可复现的“流动性滴定技术”进行考察。方法为:先将选定的颜料和水按比例混合成黏稠状浆,用玻璃棒搅动,将被测分散剂溶液小分量地滴入该浆中,每次加入后,用棒在浆的表面上划一槽痕,轻轻地摇动浆(横向)10S,若划出的痕迹在10S内消失,即表明终点已到。
4.防霉剂
防霉涂料的防霉功能主要是依靠防霉杀菌剂来实现的,理想的防霉杀菌剂必须具备下列条件:
高效:使用少量药剂就能杀死或抑制微生物生长;
广谱:对多种微生物都有杀死或抑制作用;
低毒:安全性高,不危害人和动物,不污染环境,对皮肤、黏膜、眼睛等不产生刺激。
稳定性好:不与涂料中其他成分发生反应,对光、热、酸、碱等因素也无影响,药性持效期长;
相容性好:在涂料中容易分散,但不溶或难溶于水,以免随水流失,挥发性低,不易迁移;
无色无难闻气味,无腐蚀性:加入涂料不影响产品质量和性能;
来源丰富,价格低廉,使用方便。
用于防止涂料腐败或涂层霉变的防霉杀菌剂种类繁多,下表 列举了我国涂料用杀菌剂的主要....
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