有四大类材料可供使用于涂料产品中,分别是:杀菌剂和抑菌剂、杀霉菌剂和抑霉菌剂、对所有微生物一般均具毒性的有机材料、以及无机抗菌材料(如银离子无机材料)。
杀菌剂在特定的浓度下,将细菌杀灭;在低浓度下它可能具有抑制作用,对霉菌或细菌芽孢,杀菌剂通常没有什么作用(有一种叫做杀芽孢剂的可以杀死细菌芽孢)。
而抑菌剂则在其使用浓度下仅具抑制作用,即使大大提高其浓度,可能也不会杀死微生物。一种抑菌剂,它只能抑制所存在的某种微生物的大量增生。有些这类药剂,即使把它们的使用浓度提高几个数量级也没有杀灭作用。当然,如果某种微生物过长时间不能增生,则将死亡,但这个过程通常是很慢的。
在产品中只要有微生物存活,哪怕是不能增殖,也可以通过一种或几种成分的代谢性消耗而使产品发生缓慢的分解,或者通过酶的产生而使产品的成分降解。一般来说,最好尽快杀死全部构成污染的微生物,才能真正实现防腐败。
防霉剂可以杀死霉菌,但对细菌通常是无效的,有些防霉剂在某一浓度下对霉菌有效,要使它对细菌有效,毒物剂量要大得多。而抑霉剂则仅能防止霉菌的生成,即使有可能杀死霉菌,所需时间也极长。
为何杀死细菌和霉菌的这些消杀微生物制剂存在以上差异呢?这是因为,这些种类的微生物在生理和生化方面存在着基本的差别,如下表所述:细菌和霉菌的物性差别
霉菌 | 细菌 | |
细胞大小 | 30(nm3)+;大小、形状都不定,难测量 | 1~5nm3 |
细胞核 | 真正的细胞核,有切切实实的细胞膜 | 扩散细胞核,没有确实的细胞膜 |
细胞浆膜 | 有甾醇类存在 | 一般无甾醇类存在 |
细胞壁 | 有葡聚糖、甘露聚糖、甲壳质存在,无胞壁酸肽或 trichoid酸 | 有肽、蛋白、 trichoid酸存在,无甲壳质、葡聚糖、或甘露聚糖存在 |
代谢 | 异养的 | 异养的和自养的 |
与氧的关系 | 需氧,酵母除外。酵母是兼性厌氧的、无专性厌氧的 | 专性和兼性,需氧和厌氧 |
但是,不管细菌和霉菌存在什么差别,在生化方面的相同点还是比差别多。因此,一种毒物通过一种微生物生化活性起作用时,就有可能对该两类均起作用。
第三类药剂是既对细菌,又对霉菌起作用的防微生物剂,在大多数情况下,使用剂量是不同的,但基本都在可行的范围内,成本可控。
部分抗微生物剂的活性谱如下表:
防霉剂 | ||
三丁基锡氧化物 | ||
N-(三氯甲基)硫代邻苯二甲酰亚胺 | ||
2,4,5,6-四氯代异苯二甲腈 | ||
2-N-辛基-4-异噻唑啉酮-3 | ||
杀菌剂 | ||
2[(羟甲基)氨基]乙醇 | ||
4,4-二甲基噁唑烷 | ||
季铵化合物 | ||
二碘甲基-对-甲苯基砜 | ||
1-(3-氯烯丙基)-3,5,7-三氮杂-1-氮鎓金刚烷氯化物 | ||
杀菌防霉剂 | 细菌(PPM) | 霉菌(PPM) |
硫羰类 | 360 | 4.5 |
醋酸苯汞 | 2~5 | 15~30 |
2,3,4,6-四氯代4(甲磺酰)吡啶 | 360 | 7.8 |
甲醛 | 30 | 325 |
水性涂料配方一般无需罐内防霉,因为,霉菌微生物在水溶液中生长不佳,而且85%以上的相对湿度有阻碍作用。但一旦形成干膜,干膜将成为霉菌的营养物和牺牲品,表现为长霉。因此,通常要使用防霉剂以保护干膜涂层。
大多数涂料的生物破坏所涉及的细菌是革兰阴性兼性厌氧菌。这类细菌细胞壁为多层薄壁,含有许多酶类(生物催化剂)。它们的壁比革兰阳性细菌的渗透性低,细胞对毒物更富于抗性。在空气中,在许多不同的物理和化学条件下,他们均能良好地生长,它们也有办法在无氧下生长。另一类细菌则是标准的厌氧菌类,只有在没有游离氧的情况下才能生长,它们也能使水性涂料遭到破坏。
酵母也可被认为是兼性厌氧菌。污染的涂料中也曾发现它们的存在。通常是在出现涨气的情况下发现的。
在任何一种污染的情况下,会发现一种或多种上述微生物类别,通常包括一或两种革兰阴性兼性厌氧菌。产品或原料中的微生物以某些有机材料为其能源,也以之为原料以产生更多的微生物。这个过程如果持续一些时间,则遭到污染的材料就会丧失掉一些组成物,并产生细菌性的废物。在某些情况下,这种增殖似乎对材料并无伤害,但更多的情况,将产生不良影响。如下表:
涂料组成微生物降解的影响
原因 | 影响 |
对纤维素增稠剂的侵害 | 粘度急剧下降,造气,pH变化 |
对分散剂的侵害 | 遮盖力极差,变色,颜料沉淀,胶凝 |
对二醇类,成膜助剂的侵害 | 光泽减退,冻融稳定性差,粉化,涂膜多孔,附着力差,流平性差 |
对消泡剂的侵害 | 起泡沫,涂膜多孔 |
对已分散颜料的侵害 | 颜色变差,颜色不均,着色料聚集 |
扬州市立达树脂有限公司 版权所有(C) 2015 技术支持:扬州宏瑞科技 备案序号:苏ICP备14030910号-1