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活性银离子载银抗菌剂在涂料中的应用

 活性银离子载银抗菌剂在涂料中的应用

一、 前言

    二十世纪末是人烊物质文明与精神文明得到极大发展的一个生要的历史时期,科技技术的大发展,迎来了功能性材料研发的春天,涉及到科学技术各个领域的十一个大类,120多个系列的功能性材料陆续问世,标志着人类历史发展的新型功能性材料的时代已经来临。当人们敲开二十一世纪大门的时候,一个耀眼的名词“纳米技术”和“纳米材料”在神州大地,经过媒体的大肆宣染,几乎是家喻户晓。利用纳米材料开发新产品已成为一种新的时尚。刹那时间,“纳米产品”铺天盖地,滚滚而来。什么“纳米洗衣机”、“纳米陶瓷”、“纳米延寿内衣”、“纳米食品”、“纳米果汗”,真是五花八门应有尽有。在化工界“纳米涂料”更是被国内厂家和媒体炒作得沸沸扬扬,好像不“纳米”包装一下,就是没有新意,就会失去市场,就会得不到消费者的青睐。


作为一个科技工作者,我也十分关注“纳米技术”“纳米材料”的发展和“纳米类终端产品”的出现及其应用。近年来,也曾作过一些有关纳米材料在涂料中的应用的小实验和组织过一次纳米材料应用的研计会……。首先我认为目前为了商 业目的,大力炒作“纳米产品”的做法是不妥的。把某些纳米的颜填料加入到涂料中,就自封为高科技“纳米涂料”的宣传,是对消费者的误导和极不科学的称谓,充其量叫做纳料材料改性XX涂料还算贴边。确实把已研发纳米TiO2、ZnO、CaCo3……,杀菌剂等加入到涂料中(必须在特定情况下,正确合理,均匀的分散到添作料中)是会引起添作料的物化性能发生一些变化,增添某些特殊的功能,但绝不能因此就自封该涂料为“纳米涂料”。

二、康旺PAg-40载银抗菌剂在涂料中的试验

1、试验目的

    二十一世纪末,杀菌剂在涂料中得到了广泛的应用,首先是防污漆上。所谓防污漆就是用来防止海洋生物对物体附着污损,这种涂料主要用于船舶及海洋构筑物。海洋中约有2000种污损,这种涂料主要用于船舶及海洋构筑物。海洋中约有2000种污损的海生物(其中植物600多种,动物1300多种,常见的有50-100种),这些海生物附着于船底,船舶造成极大的危害。它可使船底粗糙,加重船舶重量、降低航速、增加阻力、增加燃料消耗,不但提高了运营成本,还会促进腐蚀,对船体赞成损坏。若海生物附着在浮标、码头、航标等设备上,会使其增重,影响功关键设备。而解决这种污损的最好办法,就是采用防污涂料。防污涂料是由逐渐能释放出一些对海生物有毒的物质所组成的。其中无机类以氧化亚铜、硫氰亚铜……,有机类以三丁基锡或三苯基、有机氯等为主。由于有机锡的毒性罗大,对海洋会造成,目前禁用有机锡的国际法规已经公布并在今年开始执行(实际上目前所有的杀菌剂中,大多数是不安全和不符互不干涉保要求的,1997年美国环保部门曾发表了一份报告并宣布:目前使用的90%的杀菌剂、60%的除草剂、30%的杀虫剂是致癌或有致癌物质的。

2、康旺PAg-40载银抗菌剂的特性

    该杀菌剂是通过微小的活性银离子(经测试该回体杀菌剂的粒径尺寸均在70nm-160nm间)与细菌、真菌病毒等微生物接触反应时,破坏了它们赖以生存的酶蛋白而致死。所以这种杀菌剂是安全、高效的,是不会污染环境的(它不会在海水中扩散、释放或溶出,既便是被海生物吞服,也不会赞成危害,由于其剂量很低,只有0.05-10ppm,大白鼠的口服LD50>=5000mg/kg属实际无毒级),它完全符合于当前国际上对杀菌剂的要求。

3、试验程序

根据市场对抗菌、孩霉菌涂料的需求,我们结合涂料的发展方向,希望在水性涂料、粉末涂料上首先光找出突破口,在总结经验的基础上,再对防污涂料等开展研究。

4、在粉末涂料上的应用

2001年8月我们所设计的环氧、聚酯型粉末涂料配方如下:
 环氧树脂/聚酯树脂    各50g
 流平剂     8-10g
 颜填料等    共50g
 1#样品中添加PAg-40型载银抗菌剂  0.79g
 1#样品中添加PAg-40型载银抗菌剂  0.4g
 1#样品中添加PAg-40型载银抗菌剂  0.4g(离子卫士 粉末0.4g)
    经予混、捏合、挤出、粉碎过筛后得出140目左右的环氧/酯型粉末涂料,在马口铁上通过静电喷涂,在180摄氏度、20min的条件下因化,制出样板。经测试,加入杀菌剂后,其外观、冲击强度、柔韧性、光泽、硬度均与对比样----环氧/聚酯型粉末涂料无太大差别(当时还对上海提供的纳米抗菌材料及北京、四川提供的微珠纳米材料进行了试验,由于微珠的纳米粉末本身为灰白色,所以,样板颜色有变暗的趋势)。
    经陕西省卫生防疫站对上述三种样板作金黄色葡萄球菌抗菌率的实验,实验结果其三样板的杀菌率 均为66.8%.这个结果与实际要求相差甚远,经分析造成实验失败的原因,主要是因为杀菌剂粒度很小,,在制作时分散不好是赞成这次失败主因,使用量不足,制作工艺欠妥也有一事实上的影响。在此基础上我们又在2002年对康旺杀菌剂在粉末涂料中的应用又作了一些实验,所不同的是注意了分散和添加量的,在制作基料时增加了予分散的特殊工序。其实验结果如下:
粉末类型:纯聚酯。
    杀菌剂加入量为1#0.4% 1#0.8% 1#1.2% 1#1.6% 0#为对比样板。

项目       样品

0#

1#

2#

3#

4#

备注

外观

涂前

白色

0#稍白

0#稍白

同左

同左

固化后有变深变暗的趋势

涂后

白色

0#稍黄

同左

同左

同左

光泽(%

88-89

89-90

89.5

88.5

89

 

柔韧性(mm)

1

1

1

1

1

 

附着力划格法(%)

100

100

100

100

100

 

冲击强度(kg.cm)

50

50

50

50

50

 

厚度(u)

66-84

59-67

64-71

63-69

67-75

每片测9点取最大及最小值

杀菌率(%)

 

96.32

96.41

98.39

99.82

 


杀菌率的检验方法:

    将各样品分别制成1.0*3.0cm大小,每样各两片(平行样),将制备好的样片放入医用紫外消毒器中消毒表面,同法制备相应的阳性对照片。
金黄色葡萄球菌24h培养物配制成106cfu/ml的菌悬液,每样片及阳性对照片各滴加20ul,菌悬液滴加涂匀后表面各放置一块1.0*3.0cm大小的无菌塑料薄膜->置湿盒内24h进行洗脱->分别接种->培养48h作活菌计数,并计算抗菌率。
杀菌效果:经过24h对金黄色葡萄球菌ATCC 6583 进行抗菌率(%)实验(阳性对照 菌数为8.7*104cfu/片)其结果如上表所示。

5、水性涂料的试验

    目前我们曾与西安、苏州等化工厂进行合作,分别提取上述公司的内、外墙涂料进行实验。具体数据有兴趣的可与我们联系。

三、结论

    以上试验可以证明,采用康旺PAg-40型载银抗菌剂制作新型高效、安全、环保的抗菌、杀菌、灭藻类涂料是完全可行的。它的实验成功将会给建筑、医药、机械、食品机械、家用电器、海洋工程等领域带来福音。

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标签:银离子抗菌剂应用
分类:抗菌面料动态| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2013-10-06
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