防霉涂料

论文题目：防霉涂料研究进展

防霉涂料研究进展

文正凯

（大连工业大学化工与材料学院，辽宁大连 116034）

摘要：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，起美化和保护作用。本文主要从防霉涂料的发展现状、组成及应用和未来的发展趋势来做出介绍。

关键词：杀菌防霉防霉涂料研究现状应用发展趋势

Research progress of mouldproof coating

WEN Zhengkai

(School of Chemistry Engineering ＆Material, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China)

Abstract: Mouldproof coating is its coating can inhibit mould breeding growth of functional coatings, mainly for the poor ventilation of wet places, and environmental rich in nutrients factory buildings, finishing up beautification and metope of protective effect. This article mainly from mouldproof coatings development present situation, composition and application and future development trend to make introduction.

Keyword：Sterilization mouldproof Mouldproof coating Research status Application Development tendency

1.引言

霉菌的发生，不仅使受侵蚀的涂层表面十分难看，在深层长出的霉菌还会冲破漆膜造成开裂和剥落，霉菌散发着特有的恶臭，生活在这种环境中的人们，身心无法愉快，健康受到威胁；在这种环境中生产的产品，容易受到污染，仪器装备也易损坏，这样的环境与文明生产格格不入。因此，长期以来人们一直在想方设法与霉菌展开斗争。

2.发展现状

从前，人们用石灰水来粉刷墙壁，取得了杀菌和装饰的二大效果，这正是现代防霉涂料的雏型。随着科学的发展，特别是防霉、杀菌剂生产和技术的迅速发展，防霉涂料获得了迅速的发展，今天的防霉涂料在环境十分恶劣的卷烟厂、酿造厂和制药厂等车间内墙涂饰，涂层耐霉寿命达2 a 以上，而且涂膜美观，装饰性强，毒性低。世界各国，尤其美、日、欧洲对防霉涂料和防霉杀菌剂的研究十分活跃，每年都有数百篇专利和文献发表，我国防霉涂料近十年来发展很快，至今，全国各地有数10家工厂开发了各种档次的防霉涂料，其中杰出的代表是上海振华造漆厂承担的“七五”国家科技攻关项目，于1989年研制成功的防霉乳胶漆。据报道，该漆性能优良，已能与国际先进水平产品相媲美。在制药工厂生产车间的涂层耐霉寿命超过2 a，而且涂料符合国际卫生组织GMP要求和通过F．D．A检查。

2.防霉涂料的生产及应用

（1）配方设计

防霉涂料由防霉杀菌剂、黏结剂、颜料和填料、助剂等组成。配方设计的任务，就是将防霉涂料调配得既具有合格的防霉抗藻性能，又具有优良的装饰性能，当然，还必须有足够的贮存稳定性和施工性，以及生产的可操作性等。如今，优良的防霉涂料应该具有常规建筑涂料所具有的

基本性能，无毒、无不愉快气味、色彩悦目、药效持久，使之成为环境友好型的装饰性功能涂料。

（2）生产过程

防霉涂料的生产过程：首先，在混合罐中将水和与颜料分散相关的助剂混合均匀，固态水溶性助应应事先化成溶液或在此阶段溶解。随后加入防霉剂和颜填料，充分搅拌，使颜填料完全润湿。然后，将该混合料送人分散设备，如砂磨机或三辊研磨机，进行研磨，Qc控制细度。所得浆料移送至调漆罐，继续加入基料、消泡剂、成膜助剂、流变改性剂和pH调节剂等助剂，不断搅拌，调制成白色防霉涂料。如欲制取彩色涂料，则在白色涂料中加入调色浆，进行调色处理。最后，成品经过滤后包装。产品应存放在通风、干燥的库房内，防止日晒、雨淋、远离热源，防止冰冻。

（3）质量检测方法

防霉涂料的技术要求包括两方面，一是装饰性能的指标．这可执行国家标准GB／T 9756《合成树脂乳液内墙涂料》；二是功能性，即防霉性能的指标，这可按照国家标准GB 1741《漆膜耐霉菌性测定法》进行，或者选择下列方法之一进行。

a.湿温室法试验

将试验样板置于玻璃厨内进行霉菌悬浮液喷射，感染霉菌后干燥10 min，随后将样板移至恒温恒湿室或试验箱内悬挂，箱内保持温度(28±1)屯，相对湿度(98±1)％，观察样板上长霉情况，评定等级(评级标准可按照GBl74l《漆膜耐霉菌性测定法》的规定)。一般试验周期28d。

b.霉室悬挂法试验

R0bert AsmiIh设计了霉室悬挂法，样板的3／4表面积涂上涂料试样，1／4表面积(一般为样板上部)不涂试样，接上菌种，置于保持温度28—30℃和相对湿度95％的室内，定期观察样板长霉情况，评定等级(评级标准同上)。试验需要28 d。

c.耐霉模拟试验

本试验目的在于评价涂料的耐霉持久性。在耐霉试验前，先将被测涂料试验样板进行模拟自然环境气候的老化处理，人工老化时间随要求而定。然后，再按前述湿温室法或霉室悬挂法试验。

d.实地暴露试验

将涂有被测防霉涂料的样板置于实际环境中，如丛林、湿热地区等进行考察，或在卷烟厂、酿造厂、食品加工厂等需用防霉涂料的场所做实地涂饰试验，定期观察饰面情况。显然，实地试验可获得最准确的结果。防霉涂料产品技术要求还应包括毒性要求，因为耐霉性能很好，但毒性很高的防霉涂料仍然是没有实用价值的。毒性测试应包括急性经口毒性试验、皮肤刺激试验、眼刺激试验和致突变试验等。

（4）防霉杀菌机理

防霉涂料之所以能防霉是因为其中杀菌剂作用的缘故。杀菌剂是具有抑止、杀死霉菌、藻类等微生物能力的一类化学品，微生物经过杀菌剂作用后，很多特性都会发生变化，例如生成、繁殖、孢子形成和萌发、细胞的有丝分裂和透性、呼吸作用以及其他生理生化反应和代谢活动都会受到影响，因此，微生物的细胞膜、细胞质及细胞核，都可成为杀菌或抑菌作用的场所。由于菌体细胞是一种半透膜，因此，一种化学品要具有杀菌力，它除了应具有化学毒性基团外，还应对

菌体细胞具有渗透能力。菌体细胞的半透膜是由脂肪层和蛋白质构成的，内、外两层是蛋白质，中间夹着脂肪层，所以杀菌剂欲透人细胞，必须具有亲水性和亲油性。此外半透膜的脂肪层是通过极性基与蛋白质相联系的，即半透膜是带电荷的，它会阻碍离子型杀菌剂的渗透，从而降低该类化学品的毒性。杀菌剂的作用机理有破坏细菌的细胞结构、阻止细菌有丝分裂、影响细菌代谢作用，形成金属螯合物(使金属无法参与细菌的细胞中的正常反应)，阻碍细菌的类酯合成等。

（5）防霉涂料的应用

防霉涂料出了有与其他普通涂料一样的功能外最主要的就是能防霉防腐蚀，所以一般作用于钢筋、水泥、玻璃钢、陶瓷、搪瓷、水管、木材等制品表面防护与装饰，起到防霉防腐蚀的作用。但最常用的事涂在建筑表面，使建筑物表层不易受霉菌腐蚀导致涂膜开裂和剥落，从而影响其美观，也损害人民的身体健康。

a.特殊生产车间的防霉

一些特殊的生产企业，如制药、啤酒、豆制品、乳制品、酿造、皮革、化妆品等，由于产品营养丰富，生产环境湿热，生产环境的温度和湿度非常适合霉菌的生长、繁殖。因此发霉情况相当严重，尤其是生产车间的内墙和天花板，一些包装车间及仓库（从原料到成品）甚至生产设备（如发酵池、槽、罐外壁），也有不同程度的发霉情况。在这样的环境中生产和储存的产品，无疑会受到不同程度的污染，给人们身体健康带来潜在危害，工厂也往往因此而被迫停产。因此，医药和食品的GMP标准都对厂房的墙面及顶棚的防霉问题提出了要求。采用防霉涂料对生产车间的墙面、顶棚和设备进行适当的涂装，是一种既经济又实用的防霉方法。北京振利高新技术公司和北京建筑工程研究院联合研制的抗菌耐洗刷涂料已应用在拜耳处方药工程及国防大学的墙壁、厕所、浴室等工程。9512溶剂型防霉涂料先后在制药、啤酒、豆制品、酿造、乳制品、快餐等行业近30家企业中应用，获得了理想的效果。如同仁堂制药二厂、北京永定中药厂等使用9512防霉涂料进行防霉，都已顺利通过GMP认证验收。

b.住宅建筑物墙壁用防霉涂料

近年来由于住宅建筑物的取暖设施日趋完善，同时房间密闭性能不断加强，因而浴室、厨房内湿气不易散发，墙壁与墙角易出现霉菌滋生现象。尤其是梅雨季节，室内墙壁表面甚至会凝结水珠，更适宜真菌类的繁殖。因此，在用于表面装饰的建筑涂料中掺入防霉剂，以防止霉菌产生的办法，引起了人们的普遍关注。防霉涂料中使用的防霉剂主要为碘化甲醛、碘化丙炔衍生物等碘系列化合物以及硼酸金属盐、三丁基锡等有机锡化合物。将这些防霉剂适量分散混合于建筑涂料中即可使用。但是碘化合物价格昂贵，硼酸金属盐、有机锡化合物则抗菌效果持久性差，必须频繁进行再喷涂等维护和保养工作。若增加添加量，其效果持久性提高，但由于毒性较大，因而不适用于厨房。而混合铜粉作为防霉剂，可在住宅建筑物中作防霉涂料使用。由于铜粉可与真菌类繁殖所需的氨基发生反应，从而发挥防霉效果。铜在水溶性环境中不会溶出，因此与其它防霉剂相比效果更加持久。所用铜粉颗粒的大小、形状对涂料的使用性能有影响。粒径越小，使用效果越好；粒径过大，其效果低劣。铜粉平均粒径以小于15um为佳。另外，铜粉在混合之前施以酸浸或进行表面处理，则可使混合物稳定性提高。

c.地下工程用防霉涂料

地下工程由于受环境条件等因素的影响，在装修材料和施工工艺等方面不同于地上工程。有

些地下室墙面仅涂刷普通涂料，结果工程还没有完工，墙面就出现大面积的潮湿、霉变甚至粉化、脱落等现象，不仅影响工程质量，而且影响建筑物的使用。地下工程易发生潮湿霉变的原因，是由其温湿度条件及生物环境决定的。在生物学上，普遍菌的最佳生长温度在370C以上，而霉菌在260C；如果环境湿度大于80%，霉菌在200C也可迅速繁殖，地下室正好具备上述条件。同时地下室空气流动情况及清洁度较差，所以空气中霉菌孢子的浓度较大。另外，霉菌对于有机类涂料侵蚀更为严重，霉菌侵蚀漆膜以后，会分泌出酶，这些分泌物会进一步分解涂料中的有机成膜物质，成为霉菌生长的营养物质，从而破坏整个涂层，而目前使用的涂料多为有机涂料，所以地下工程容易发生潮湿、霉变等现象。北京中建建筑科研院和中建一局五公司联合研制的水性防霉涂料，应用于地下工程的墙面装修，有效地解决了地下工程的发霉问题。

3.发展趋势

随着人类生活的舒适化和对环境质量要求的提高，防霉涂料的应用将越来越多。同时，对防霉涂料性能的要求越来越高，防霉涂料的发展方向正是顺应着种市场导向，追求安全性高、防霉功能强而持久、对环境无污染，即保护人类赖以生存的环境。目前，整个涂料市场都面临的问题就是怎么使涂料无毒化的问题。但常规使用的防霉涂料以溶剂型的居多，而且防霉涂料中常含有具有抗菌防霉功能并能在涂膜中稳定存在的防霉剂。传统的抗菌防霉剂，如重金属类（醋酸苯汞、氯化苯汞）、酚类（五氯酚及其钠盐）和锡类化合物（氯化三丁基锡、三丁基氧化锡等）防霉杀菌剂，鉴于毒性太大，且污染环境，现已停用。随后发展的甲醛释放型，由于甲醛的挥发性、刺激气味和致癌作用，也已禁止使用。而常用的有机抗菌剂主要有异噻唑啉酮类、苯并异噻唑啉酮类、有机胺类等，它们的短期抗菌效果较明显，但耐久性和耐温变性（一般只能在不高于3000C 下使用）较差，在紫光照射下容易分解，并且其分解或挥发物对人体和环境也可能造成危害，从而限制了其在防霉涂料中的应用。此外，由于近年来耐药性极强的病原性细菌的出现，也使有机抗菌剂的使用在很大程度上受到了限制。而溶剂型防霉涂料中的VOC不仅对大气造成污染，同时也会对人体健康造成危害。全球每年因使用有毒化学溶剂型涂料而造成的环境破坏和人体伤害而带来的经济损失高达数百亿美元。因此研究和开发低VOC防霉涂料显得非常迫切和重要。

防霉涂料作为一种功能性建筑涂料能够有效地抑制霉菌的生长，展望未来，防霉涂料呈以下发展趋势：（1）继续大力发展环保型的防霉涂料。由于普通的溶剂型防霉涂料中VOC的和防霉剂对人体和环境的危害很大，随着人们对健康环保的追求，以及各国政府对环境保护的重视，环保型防霉涂料的发展前景非常广阔；（2）改进物理掺混法制备防霉涂料的生产方法。选择适当的填料，不仅保证配方设计能顺利进行，而且还能够提高产品性能。如：防霉剂通常都需进行预乳化，使其与水良好融合，但乳化不易控制，有时会漂浮在涂料表面，影响产品质量。如果选用凹凸棒土作为填料，由于其具有优良的吸附性能，将防霉剂乳化与凹凸棒土一起砂磨，使其充分混合吸附，不仅能解决防霉剂乳化后的稳定，而且经过处理后的凹凸棒土象一个个海绵，吸附着防霉剂，在涂料中缓慢释放；（3）积极研究和开发化学结合法制备防霉涂料。采用该制备方法生产防霉涂料克服了常规物理掺混法的弊端，极大地提高了防霉涂料的性能。因此化学结合法制备防霉涂料是生产高性能防霉涂料非常可行的方法。但目前化学结合法制备防霉涂料价格高昂，无法进行大范围的推广。随着化学结合法制备防霉涂料技术的不断发展和完善，其生产价格将会不断降低，也将极大地推动高性能防霉涂料的发展。

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