涂料在建材領(lǐng)域中的地位舉足輕重,既可以保護(hù)主體材料免受侵蝕,又能夠起到裝飾效果。眾所周知,微生物廣泛分布于我們的生活環(huán)境中,在溫度、濕度適宜的條件下,微生物會在涂料表面大量繁殖,破壞涂料的使用性能,進(jìn)而使其喪失對主體材料的保護(hù)作用。微生物通過灰塵、污水或帶菌者咳嗽、打噴嚏等多種途徑依附到墻面,數(shù)量不斷繁殖增多,被人接觸并發(fā)感染的機(jī)率大幅增加。尤其是開年疫情的影響,使得大眾對于涂料的抗菌性能與要求不斷提高、增加。在涂料中添加少量適應(yīng)性好、能夠穩(wěn)定存在的抗菌劑制成抗菌涂料,可使涂料具有有效的抑菌、抗菌效果??咕苛?、抗菌劑的研究和應(yīng)用具有很高的經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益,日益受到關(guān)注和重視。
一、抗菌劑及抗菌涂料的分類
一般來說,抗菌劑主要分為天然抗菌劑、有機(jī)抗菌劑和無機(jī)抗菌劑。與其他種類抗菌劑對比,無機(jī)抗菌劑具有無耐藥性、無毒副作用和長效等優(yōu)點(diǎn),尤其是優(yōu)異的耐熱性和緩釋性,使其在涂料應(yīng)用領(lǐng)域更勝一籌。
(1)無機(jī)納米抗菌劑及抗菌涂料。這是一類新型的抗菌涂料,納米顆粒具有表面效應(yīng)、界面效應(yīng),小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng),納米材料這一系列優(yōu)異性質(zhì)使得納米抗菌劑具有更優(yōu)良的抗菌效果,且安全性極高,是一種長效、耐熱的抗菌劑。如納米銀具有超強(qiáng)的活性劑滲透性,殺菌作用是普通銀的數(shù)百倍。另外,納米銀具有獨(dú)特的表面電子特性,使其可以與細(xì)菌蛋白質(zhì)分子上的疏基、胺基等吸電子基團(tuán)形成配體,從而進(jìn)一步增強(qiáng)抗菌效果。
(2)復(fù)合型無機(jī)抗菌劑及抗菌涂料。TiO2抗菌劑發(fā)揮作用需要光源,具有光生電子-空穴對易復(fù)合的問題。Ag+ 抗菌劑存在產(chǎn)品易變色等缺陷。因此很多學(xué)者致力于無機(jī)復(fù)合抗菌劑(金屬離子類+光催化金屬氧化物類)的開發(fā),提高無機(jī)抗菌劑的綜合性能,如Ti-Ag復(fù)合、Cu-Zn 復(fù)合等。金銀等貴金屬的添加可使二氧化鈦吸收光波的范圍從紫外線擴(kuò)大到可見光,從而大大提高二氧化鈦的催化活性。崔學(xué)軍等將納米TiO2/Ag復(fù)合型抗菌劑加入水性氟碳涂料中,制得了一種耐污、抗菌涂層。目前已有涂料企業(yè)采用“氯化銀-二氧化鈦”復(fù)合抗菌技術(shù),將不溶性AgCl與特殊合成的TiO2 粒子緊密地結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了Ag+的按需、可控、持續(xù)釋放性。
(3)抗菌涂料抗菌成分釋放機(jī)理的研究。抗菌成分的釋放速率對家裝涂料抗菌效果具有較大的影響。DiegoMeseguerYebra等關(guān)于殺生劑釋放速率的影響因素研究表明:抗菌涂料的孔隙率、涂料表面裂痕數(shù)量、涂層的粗糙度、抗菌涂層外面的生物膜層等因素都會影響抗菌涂料中抗菌成分的釋放速率。涂料孔隙率越大、表面裂痕越多、涂層越粗糙,涂料中抗菌成分的釋放速率越快??咕繉油馍锬訒档涂咕煞值尼尫潘俾省awahara等在無機(jī)填料中摻入銀沸石抗菌劑達(dá)到了較好的抗菌作用,載體沸石和磷灰石等釋放 Ag+ 的速率
慢、濃度低,利用這種緩釋作用可達(dá)到長期抑菌效果。嚴(yán)建華等人研究了熱處理工藝對載銀天然沸石Ag+的釋放性能和抗菌長效性的影響,熱處理工藝使載銀天然沸石中的蒙脫石和斜發(fā)沸石晶格畸變,其釋放速率得以控制,載銀天然沸石經(jīng)過熱處理后獲得良好的Ag+緩釋性能,具有良好的抗菌耐久性。
二、抗菌涂料的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
我國抗菌涂料檢測國家標(biāo)準(zhǔn)有《抗菌涂料(漆膜)抗菌性測定法和抗菌效果標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T21866-2008)、《光催化抗菌材料及制品抗菌性能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T23763-2009) 、《漆膜耐霉菌性測定法》(GB/T1741-2007)等,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有《抗菌涂料標(biāo)準(zhǔn)》(HG/T3950-2007) ,具體要點(diǎn)如下表1所示。這些標(biāo)準(zhǔn)為我國抗菌涂料抗細(xì)菌和抗霉菌性能的定性定量檢驗(yàn),以及抗菌涂料行業(yè)的規(guī)范發(fā)展起到了推動作用。
總之,隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高,人們對居住、工作和生活的環(huán)境衛(wèi)生要求進(jìn)一步提高,使用抗菌涂料是人們實(shí)現(xiàn)健康生活的有效途徑之一。