乳胶漆的抗霉性能与抗藻性能
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摘要: 对几种主要类型乳胶漆硅丙乳液、高弹性乳液、苯丙乳液、纯丙乳液(不含防腐剂、防霉剂、抗藻剂)的防霉性能、抗藻性能进行试验。结果表明,高弹性类乳胶漆的防霉性能最好,苯丙类乳胶漆的抗藻性能最好。
关键词:乳胶漆;防霉性能;抗藻性能

1、前言
  近年来,建筑涂料发展迅速,其中水性乳胶漆的发展尤为突出。在美国、日本、西欧以及亚太地区,无论是在产品品种、使用量和质量方面,还是在研究水平上,乳胶漆已成为国内外涂料中产量最大的品种。总的发展趋势是高档产品上升,低档产品下降。
日本的乳胶漆以苯乙烯一丙烯酸、乙酸乙烯一丙烯酸树脂涂料为主。中国乳胶漆的品种结构与国外相比差距较大,有机类涂料约占乳胶漆的80%以上,其中丙烯酸乳胶漆是目前国内市场上重要品种之一,正以相当的速度发展。

  乳胶漆属水性涂料,其主要成分里包含了大量的有机物和高分子材料,这些材料都是微生物的养料,除了罐内防腐保护外,成膜后仍然极易受周围环境里微生物及藻类的侵蚀,从而破坏乳胶漆的性质及结构,使漆膜出现开裂、粘附松落、色斑、起泡、片落等现象,严重影响了漆膜的美观,并降低了漆膜的使用寿命。随着人类生产的舒适化和对环境质量要求的提高,市场追求安全性高、防霉功能强并且能够抗藻的乳胶漆。防霉抗藻涂料的应用将越来越引起人们的重视。

  研究了解各类材料的抗霉、抗藻性能,选择适当的原材料,制备相应的功能产品,可以优化我国涂料结构,促进涂料上档次,具有一定的社会效益和经济效益。

2、实验部分

2.1 原材料
  A 硅丙乳液(E8180):利用有机硅树脂与丙烯酸树脂共混是当前改善丙烯酸树脂的耐热性、耐寒性并达到综合物性平衡的乳胶漆。

  B 高弹性乳液(E8970-10000):通过选择合理的软硬单体及比例,采用较简单的乳化种子乳液聚合法工艺制备成的具有高弹性断裂伸长,高拉伸强度,耐酸碱、耐水、耐侯性的丙烯酸酯共聚液。

  C 苯丙乳液(E8950--100):以苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酸、聚乙烯醇等共聚合成乳液,在此基础上进一步制备成的乳胶漆。

  D 纯丙乳液(E8930-10000):以纯丙烯酸乳胶树脂为成膜物的乳胶漆。
以上原料由深圳老人涂料有限公司提供,不含防腐剂、防霉剂、抗藻剂等。

2.2 试验方法
2.2.1 抗霉试验
2.2.1.1 试验原理与方法
原理:本方法是模拟自然界霉菌生长的环境条件,按霉菌生长的生理特点进行设计的试验,用以测定漆膜在霉菌生长的条件下对霉菌的抑制作用。本方法规定用直观检验方法测定长霉程度来评价漆膜抗霉性能。
方法:按GB/T1741-1979(1989)漆膜耐霉菌测定法
2.2.1.2试验菌种(见表1)。

表1试验菌种

序号
名 称
菌 号
1
黑曲霉(Aspergillus niger) ATCC 16404
2
黄曲霉(Asp.flavus) GIM3.17
3
赛氏曲霉(Asp.sydowli) GIM1.01
4
土曲霉(Asp.terretts) GIM3.34
5
焦曲霉(Asp.ustus) GIM3.40
6
球毛壳霉(Chaetomium globasum) ATCC6205
7
多主枝孢(Cladosporium herbanan) GIM3.57
8
拟青霉(Paecilomyces variloti) GIM3.385
9
桔青霉(Penicillium citrinum) GIM3.100
10
绿色木霉(Trichoderma viride) GIM3.139

2.2.1.3 试验步骤
(1)孢子悬浮液的准备
将上述十种霉菌分别接种在马铃薯一葡萄糖(PDA)培养基斜面上,在28℃-30℃下培养(7-14)天,使生成大量孢子。分别吸取少量无菌生理盐水于斜面上,然后用灭菌接种针轻轻刮取菌丝和孢子,洗出,充分振荡摇匀,用二层纱布过滤后,加进含1%-2%Tween 80的50mL无菌液中,此时混合菌液中含霉菌孢子数为10(6)cfu./mL左右。孢子悬液在当天使用或在3c℃-7℃下保存3日内使用。
(2)试验样品准备:将每种乳胶漆涂在2.5cmx5.0cm长方块的铝片上,每个样品做3个重复样,自然凉干后备用。
(3)平板培养基的制备
无菌平皿中注入营养盐培养基,厚度3mm-6mm,凝固后待用(48小时内使用)。
(4)样品接种
已制备好的待检样品平放在无机盐培养基表面,用喷雾器将悬浮液均匀细密地喷在样品上,稍晾干后,盖上皿盖。盖口注明试样、编号和日期,每个样品做三个平行样。
阴性对照样品(用滤纸或棉纱布)铺在乎板培养基上,用装有新制备的孢子悬液的喷雾器喷孢子悬液,使其充分均匀地喷在培养基和滤纸上。

把上述平板装入保鲜袋中,并扎紧袋口,放人培养箱中培养。温度保持28℃,湿度保持90%以上的条件下培养14天-28天。每隔7天换气一次并观察记录(在第7天检查阴性对照样,滤纸或棉布条对照样品上应明显有菌生长,否则应重新制备孢子悬液)。若样品有较多菌生长,可提前结束实验。
(5)检查方法和评级标准
直接从正面或侧面观察样板表面霉菌、菌体、菌丝生长情况。结果评价方法见表2
表2 漆膜样品长霉评价方法
等级 长霉情况
0 无长霉
1 长霉斑点在1毫米左右,分布稀疏。
长霉斑点在2毫米左右或蔓延生长在2毫米范
2 围内,霉斑分布最大量不超过整个表面的四分之一
3 长霉斑点在2毫米左右或分布量占整个表面的二分之一左右
4 长霉斑点大部分在5毫米以上或整个表面长满菌丝
2.2.2 抗藻试验
2.2.2.1 试验原理与方法
本方法是在模拟自然界藻类生长的环境条件,按藻类生长的生理特点进行设计的加速试验,以考察漆膜、涂料等的抗藻能力。
方法:按ASTM Designation:D5589-97漆膜抗藻性能试验
2.2.2.2 试验藻种

序号
名  称
1
小球藻(Chlorella vulgaris)
2
小球藻属(Chlorella sp)
3
芬芳桔色藻(Trentepohlia odomta)
4
颤藻属(Oscillatoria sp)
5
四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)
6
眉藻属(Calothrix sp)

2.2.2.3 试验步骤
(1)试样准备
将供试的试样制成2.5cm×5.0cm长方块的铝片上,每个样品做3个重复样,自然凉干后备用。
(2)藻类培养液的制备
将培养好的藻种用无菌水调整浓度为10(6)cfu/mL,然后将各种藻种液等体积混合在一起,备用。
(3)将样品放人已倒有Allen培养基平皿的中央。
(4)用层析喷雾器将混合藻种液均匀喷射到样品的表面。
(5)将接种后的样品放人培养箱(温度25℃±2℃,相对湿度≥85%),每天光照14小时,培养4周,每周检查生长情况。
(6)结果评价方法见表3。
表3 漆膜样品抗藻评价方法

等 级
样品上藻种生长情况
0
未生长
1
微量生长(生长面积<10%)
2
轻微生长(生长面积为10%-30%)
3
中度生长(生长面积为30%-60%)
4
高度生长(生长面积为≥60%)

3、试验结果
漆膜防霉抗藻试验结果见表4


表4 样品防霉与抗藻试验结果

原料
抗霉等级
抗藻等级
序号
第7天
第14天
第28天
第7天
第14天
第28天
A
0级
1级
4级
0级
1级
4级
B
0级
0级
0级
0级
1级
3级
C
0级
1级
2级
0级
0级
0级
D
0级
0级
0级
0级
1级
2级
空白1
1级
2级
4级
-
-
-
空白2
-
-
-
1级
2级
4级


注:1.空白对照1采用经灭菌后的棉布(2.5cm×5.0cm)作为对照。

2.空白对照2采用不加任何防腐剂、防霉剂、抗藻剂的普通涂料,做成2.5cm×5.0cm的涂层,作为对照。

空白对照1:经7天培养,棉布上已长了少量菌丝与霉菌孢子,14天观察,出现更多菌丝与霉菌孢子,28天观察见大量菌丝与孢子,棉布发黄。说明该试验的霉菌孢子活性好,试验是成功的。

空白对照2:经7天培养,培养皿中培养基上有少量藻类,不变绿,涂层未生长;经14天培养后,培养基、涂层上都有大量藻生长,1/2变绿;28天后观察,见整个培养皿与涂层长满藻类,并全变绿。

样品A:经7天培养,防霉试验涂层与培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层无藻类生长,培养皿中培育基有藻类生长;14天观察,防霉试验涂层上有少量菌丝出现,培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层与培养皿中培养基均有藻类生长,未变绿;28天观察,防霉试验涂层上布满菌丝与孢子,培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层与培养皿中培养基长满藻类,整个皿变绿。说明该样品的防霉、抗藻性能都极差。

样品B:经7天培养,防霉试验涂层与培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层无藻类生长,培养皿中培养基有藻类生长;14天观察,防霉试验涂层上与培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层与培养皿中培养基均有少量藻类生长,未变绿;28天观察,防霉试验涂层与培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层3/4长有藻类,培养皿中培养基长满藻类,变绿。说明该样品有较好的防霉性能,而抗藻性能较差。

样品C:经7天培养,防霉试验涂层与培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层无藻类生长,培养皿中培养基有藻类生长;14天观察,防霉试验涂层上有少量菌丝出现,培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层无藻类生长,培养皿中培养基均有少量藻类生长,未变绿;28天观察,防霉试验涂层上有较多菌丝出现,约占涂层1/4,培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层无藻类生长,培养皿中培养基有藻类生长,变绿。说明该样品的防霉性能较差,而有较强的抗藻性能。

样品D:经7天培养,防霉试验涂层与培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层无藻类生长,培养皿中培养基有藻类生长;14天观察,防霉试验涂层上与培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验培养皿中培养基有少量藻类生长,涂层上有微量藻类生长,未变绿;28天观察,防霉试验涂层与培养皿中培养基未见霉菌生长,抗藻试验涂层3/4长有藻类,培养皿中培养基长满藻类,变绿。说明该样品有较好的防霉性能,而抗藻性能较差。

4、结论
高弹性乳液(E8970-10000)的防霉性能最好。 苯丙乳液(E8950-100)的抗藻性能最好。

信息来源:慧聪涂料商务网 广东省微生物研究所彭红
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