如何为水性涂料选择合适防腐防霉剂

浏览:199次 发表于:2023-12-08 17:08:14

1.涂料腐败的主要原因

水性涂料在生产和储存中易受细菌和微生物侵蚀,导致其内部结构破坏、分层,进而影响涂料正常使用。腐败的主要因素是细菌和霉菌,常见的细菌包括铜绿色假单细胞菌、金黄色葡萄球菌、阴沟肠菌、大肠杆菌、枯草杆菌、念珠小球菌等,以及一些其他菌类。涂料涂装后在涂膜上孳生的微生物主要是霉菌,如黑曲霉、根霉、青霉等。因此,在净化环境和严格生产管理的基础之下,防腐剂的选择和添加方式以及功能性助剂的应用对于提高涂料的防腐性能至关重要。表现如下:

(1)选择具有良好抗菌和抗霉性能的涂料,可以减少细菌和霉菌的侵蚀。

(2)在涂料中添加适量的防腐剂,以抑制微生物的生长和繁殖,从而延长涂料的使用寿命。

(3)其次是使用功能性助剂,如石墨烯、纳米SiO2等具有优异的特性,可以通过特定的制备工艺添加到涂料中,使涂料具备良好的防腐性能。

2.防腐防霉剂的分类介绍

(1)罐内防腐剂

罐内防腐剂通常是一种生物杀菌剂,其作用是抑制霉菌、藻类和细菌的生长,从而延长涂料的使用寿命并保持其外观和性能。将其添加至涂料配方中后,可以使涂料在潮湿状态下免受细菌和真菌的侵害。这种防腐剂能够保护涂料表面免受霉菌和细菌的影响,防止涂料出现发霉、腐烂或产生异味的情况。在潮湿环境中,这种防腐剂特别有用,可以显著减少霉菌和细菌对涂料的破坏,同时也有助于维持涂料的清洁和卫生。目前常用罐内防腐剂活性成分有以下几种:

常用罐内防腐剂活性成分

作为杀菌剂的优异特性

注意事项

漠硝醇
(BNP)

①快速杀灭②仅对细菌高效
③可用于稳定CIT
④在酸性条件下相对稳定

对真菌的杀灭效果很弱;PH值越高稳定性差;会缓慢释放甲醛

甲醛

①对细菌和部分真菌有效
②见效快,快速杀灭

对真菌效果弱;使用限量;对蛋白质不稳定

5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)

①较快速杀灭
②对细菌和真菌均有效

在偏碱性及高温条件下迅速失活;与还原剂和胺不稳定;

2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)

①对细菌高效,能较快速杀灭
②稳定性好,可耐受相当高的
碱性,在较高的温度下可保持一定时间

作用较慢

1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)

①对大多数细菌、少数真菌有效
②能长效抑菌
③可耐较高温度
④可在宽PH范围内使用,在碱性条件下稳定

杀菌较慢;遇氧化剂不稳定

2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)

①快速杀灭
②广谱、高效
③降解快
④DBNPA液体产品
使用方便,可与水任意比互溶
⑤可用于设备、管道消杀

稳定性差

需要强调的是,甲醛、CIT、BNP和DBNPA属于速效杀菌剂,具有高效的杀菌作用,而MIT、BIT则作用较为缓慢,具有长期的抗菌效果。因此,对于水性建筑涂料的制造流程与细菌生长规律的掌握,涂料的防腐措施不仅要考虑迅速杀灭细菌,还要考虑产生持久的防护效果,以确保涂料产品的质量稳定。

在涂料的生产过程中,对罐内防腐剂进行测试与评估时,通常会将其与其他配方成分一起考量,以确保其在涂料中发挥预期的杀菌效果,同时不会影响涂料的外观、附着力、耐久性等性能。

(2)干膜防腐剂

干膜防霉剂是一种旨在防止涂膜表面霉变的杀菌剂。鉴于干漆膜易受真菌和藻类微生物侵蚀,干膜防霉剂可用于抑制或控制内墙涂料系统中真菌的生长,以及外墙或工程涂料系统中真菌和藻类的生长。如此,不仅可以延长涂膜的使用寿命,还能保持干漆膜的外观。目前常用罐内干膜防霉剂有以下几种:

常用干膜防霉剂

作为杀菌剂的优异特性

注意事项

3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯
(IPBC)

①对涂料中的多种霉菌具有很好的抑制效果;
②对白色念珠菌和酿酒酵母等酵母类真茵也有很好的抑制效果
③毒性较低且降解较快,对人类和环境影响小,属于BPD和EPA注册认可的杀菌剂

稳定性较差;在强紫外光照射下会部分分解

2-正辛基-4-异噻唑啉-3 酮(OIT)

①对真菌、细菌以及藻类均有很好的杀灭、抑制作用
②主要用于涂料干膜防护,它与多菌灵复配可以组成一种非常有效的防霉体系
③在PH值为2~10的体系中有较高的稳定性
④对环境污染影响小,可以自然降解

硫醇和胺等亲核物质对它的影响较大,在氧化还原物质体系中谨慎使用

4,5 -二氯-2 -正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)

①稳定性特别好,光和热稳定性均很好
②很难浸出,对微生物杀灭或抑制性能好,具备良好的防霉性能

不能在醇酸树脂涂料中使用,会与其中的胺类物质发生反应;多用于油性涂料

吡啶硫酮锌(ZPT)

①对真菌和细菌均有较强的杀灭效果,对细菌、酵母以及藻类均具有显著的抗菌性能

耐紫外线照射较差,会逐步降解;而且需在10°℃以上贮存,
在低温环境下ZPT 会沉淀结块

苯并咪唑氨基甲酸甲酯(BCM)

①可以抑制或杀死多种霉菌
②在光稳定性和热稳定性方面均很好,水溶解度低,对环境的毒性低
③在较宽的PH值范围内,都可以取得较好的抗菌效果
④低水溶性特点可以使其很难被雨水冲刷浸出,延长对干膜表面的保护。
⑤具有价格成本优势

 

当在水性涂料中使用干膜防霉剂时,需要确保所选的防霉剂与其他水性涂料成分相容,并且不会对涂料的性能产生不利影响。

3.如何选择合适的防腐防霉剂?

在选择杀菌防腐剂时,我们需要考虑其理化性质、稳定性、抗紫外稳定性试验、配伍性试验以及配方成本核算等多个因素。同时,我们还需要了解理想的杀菌防腐剂应具备的特性:

(1)涂料组成成分之间应具备良好的配伍性;

(2)在较低的使用浓度下应展现出高效率和宽抗菌谱;

(3)安全性优良,生物毒性及环境毒性均较低,符合环保标准;

(4)成本低廉,适量添加。

优先选用复配型防腐剂有助于实现以下目的:

(1)协同增效:通过将异噻唑啉酮与布罗波尔进行复合使用,可以显著提高其抗菌效果。

(2)提高抗二次污染能力:将具有优异杀菌性能和抑菌性能的两种防腐剂进行复配,可以增强防腐剂对二次污染的抵抗力。

(3)提高安全性:通过将多种防腐剂在允许量下进行复配,可以满足法规要求,提高产品的安全性。

(4)有利于预防抗药性发生:由于微生物一般不会对两种或两种以上的防腐剂同时产生抗药性,因此使用多种防腐剂有利于预防抗药性的发生。

(5)拓宽抗菌谱:通过将具有不同抗菌谱的防腐剂进行复配,可以拓宽其抗菌谱,从而更全面地覆盖各种微生物。

需要补充说明的是,在使用杀菌防腐剂时,必须遵循两项基本原则:一是其在涂料中应均匀分布,二是其的添加量必须高于其最小抑菌浓度。

(来源:硅碳鼠涂料圈)

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