粉末涂料抗菌技术的选择

涂料抗菌技术的选择

前言

随着生活水平的提高，人们对健康的要求越来越高，日常生活中的环保意识不断得到提升，加上**对环保法规的逐步完善。对于我们所从事涂料行业来说，其中对挥发性**化合物(VOC)含量和有害物质(HMP)含量的控制必然会越来越严格,涂料水性化和粉末化的趋势肯定会越来越明显。

粉末涂料作为无溶剂涂料，符合国际**行的“四Ｅ”原则（经济、环保、*、性能**），符合**可持续性发展的要求，因而得到高速发展。

作为环保型涂料的粉末涂料，其应用范围日益扩大。从领域来看，我国粉末涂料市场主要应用于家具、家电、汽车、船舶、管道、热敏材料和建筑等领域，而IT和电信行业是粉末涂料的一个新的应用市场，可以说粉末涂料的应用领域还在不断探索之中。从基材来看，目前已经从传统的金属底材领域如家电、建材、钢制家具、交通器材、医疗设施、商品陈列柜、机器外壳等扩大到非金属底材领域,如塑料制品、玻璃制品、纤维纺织、木塑材料等。

一、抗菌技术的必要性

但是随着粉末涂料应用领域的扩大,霉腐微生物的侵蚀问题很快摆在了生产企业的眼前。因为粉末涂料主要是由树脂、固化剂、颜料、填料和助剂组成，富含微生物喜欢的氮源、碳源等营养成分，在合适的环境下，比如长期处于气候潮湿、温度适中的环境中，涂膜表面就有可能受到细菌、霉菌以及藻类等霉腐微生物的侵害，导致涂膜玷污、变色、粉化、脱落，失去对底材的保护装饰功能，如果有害细菌与人体接触还会传染各种疾病，威胁人类的健康。

那么在粉末涂料的新技术开发方面，一个令人瞩目的领域是在新的涂料配方中加入抗菌技术。

抗菌技术要求主要有两点：

（1）提升粉末涂料的高质量和耐久性；

（2）抑制产品表面细菌或真菌的生长和繁殖。

近年来，日本、欧美等地区先后研制开发了抗菌粉末涂料，其生产的抗菌防霉型末涂料已广泛应用到家电、汽车等领域中。我国的抗菌技术在水性化涂料中应用很广泛，但是在粉末涂料行业中的普及率还不高。

二、复配是将来抗菌技术的趋势

如何构建良好的抗菌体系（ABP体系），抗菌剂的选择是个重要的因素。

对粉末涂料而言,危害较大的微生物主要是细菌和霉菌。开发抗菌防霉粉末涂料主要针对这两种菌类。

而目前抗菌粉末涂料中使用的抗菌剂，从作用机制来分可分为接触型和溶解型两大类。以银离子为主体的无机类抗菌剂是接触型抗菌剂的代表；一般**化合物类抗菌剂属于溶解型类。

无机抗菌剂是利用银、锌、铜、钛等金属离子的杀菌或抑菌能力而制得的一类抗菌剂，目前多采用沸石、硅灰石陶瓷、不溶性盐等和金属离子有较强结合力的物质作载体制备而成，无机抗菌剂属于离子溶出接触型，抗菌剂耐热性好，广谱抗菌，持效期长，毒性低，不产生耐药性，但易变色，对霉菌抑制力较弱。无机抗菌剂其从*性和抗菌性效果考虑，银的使用较为广泛。

**抗菌剂常用的有卤化物、**锡、异噻唑、吡啶盐、并咪唑、季铵盐等，它们应用历史长，用量少，杀菌速度快，加工方便，颜色稳定性好，防霉效果好，但耐热性差，一般不**过200～300℃，且易于产生生物耐药性。目前可以采用的有三氯生、噻唑、DCOIT、BBIT、OIT、ZPT等等。

从抑菌谱来说分析：无机纳米抗菌剂，它抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的能力很强，但对其他霉菌的抑制作用较弱；**抗菌剂，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用相对差，但对其他不同霉菌有良好的抑制作用。可以说无机和**的复配技术，能够有效解决细菌和霉菌的抑制问题，同时延缓微生物耐药性的问题。

三、抗菌剂的添加原则

抗菌剂添加的基本原则就是不能影响原有粉末涂料及粉末涂膜的固有性能。

根据粉末涂料抗菌要求，我们一般采用无机抗菌剂和**抗菌剂复配的技术。比如将占涂料总质量1%-3%的抗菌防霉剂与、聚酯树脂、流平剂、脱气剂、填料及其他添加剂按照普通的粉末料配方一起混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融混合，压片冷却，粉碎，再置于ACM研磨机中，粉碎成粒径合适的粉末涂料。

抗菌防霉剂加入后，要求与各组分有良好的相容性不引起涂料颜色、气味及稳定性的变化，并能够经受住粉末涂料固化时的温度，且不影响粉末涂料的交联固化不影响粉末涂膜的性能。

其中无机抗菌剂中含有重金属离子，对粉末涂料的固化反应有一定程度的影响，在复合抗菌剂中应尽量少用无机抗菌剂，同时应对复合抗菌剂进行化学处理，以减少对涂料树脂聚合反应的阻碍作用。在粉末涂料的配方设中，要选用高反应活性的树脂，或添加适量催化剂，以**涂料树脂的充分固化。

四、抗菌测试

我们一般采用《抗菌涂料》（HG/T 3950-2007）标准

检验菌种：

金黄色葡萄球菌AS1.89

大肠杆菌AS1.90

检验菌种：黑曲霉、土曲霉、宛氏拟青霉、绳状青霉、出芽短梗霉、球毛壳霉

检验结果：

样品长霉等级：

0级不长，即显微镜（放大50倍）下观察未见生长

1级痕迹生长，即肉眼可见生长，但生长覆盖面积小于10%

2级生长覆盖面积大于10%。

五、探讨

构建一个成功的粉末涂料抗菌技术，离不开ABP抗菌体系的建立，也就是说一个抗菌剂实际应用效果的好坏，取决于以下三方面的**统一：杀菌剂（antimicrobial agent）、生物（Biological）以及客户的产品（Product）。

为此老顾有以下几点建议供大家探讨：

（1）抗菌剂复配是将来的趋势。综合考虑对细菌、霉菌的抑杀效果，再结合微生物抗药性、杀菌谱等诸多因素，无机/**复合体系是我们主要考虑对象。

（2）抗菌技术如何通过稳定的速率向涂层表面释放银离子等活性物质，为涂层提供持续保护，延长涂层的使用寿命，是我们研发者面临的主要问题。

（3）抗菌剂的较基本原则就是不能影响原有产品的性能，其次是抗菌剂添加量能少则少，复合配方中无机金属离子比例能小则小。那么开发*性高、性价比高以及和粉末涂料具有良好相容性的抗菌技术是我们研发者追求的目标。