**劑在涂料中的應用研究 whatman934-AH 應用 上海摩速代理

**劑在涂料中的應用研究 whatman934-AH 應用 上海摩速代理

摘要：本文根據國外**涂料的**和防霉特性，研究了商業主要**劑的**性能，介紹了測試**性能的兩種方法，抑菌圈法和JIS Z 2801。詳細研究了基材、膜厚、浸濾、罐內防腐劑等可變因素對**性能的影響。

關鍵字：**涂料，抑菌圈，浸濾，防霉，內墻涂料

0   引言

    使用抑菌圈（之前使ASTM G-22）及JIS Z 2801的方法研究商業涂料的**性能。測試中使用了五種微生物：金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus），沙門氏菌（Salmonella choleraesius），銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa），埃希氏大腸桿菌（Escherichia coli）及肺炎克雷伯桿菌（Klebsiella pneumoniae）。結果顯示只有一種品牌的涂料及一種“品牌標識”的涂料能夠提供良好的廣譜**性能，包括防止**生長及減少**數量。為明確哪種商業**劑提供**性，六種常見的具有抗霉性能的商用干膜**劑被選擇做此實驗：吡啶硫酮鋅 (ZPT)，3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯 (IPBC)，2-辛基-4-異噻唑啉-3-酮 (OIT)， 4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT)，和 N-正丁基-1,2-苯并異噻唑啉-3-酮(BBIT)。僅被看作抗**劑的銀**劑也被包括在內。測試顯示吡啶硫酮鋅可提供良好的生物穩定性及**性能以對抗所有的被測試**。對干膜來說銀是其次*好的**劑。吡啶硫酮鋅的**性能通過在粉刷后的墻上而進一步測試，通過一個月對其施加廣譜微生物結果的監測發現其仍然有作用。此研究證實了將**涂料涂裝在基材上可以提供抗微生物性能，特別是抗**性。

1  **性能測試

EPA 和 BPD都沒有發布的測試**涂料效果的標準方法。許多工業團體如ASTM, ISO, JIS等發布了它們自己的主要用于確定無孔材料的抗微生物劑活性的標準方法。其中的很多方法被采用來測試涂膜的**效果。商業上慣用基于擴散區域分析以確定被處理產品防止微生物生長的定性**測試。**效果通過接種或劃線過**的營養瓊脂上形成的抑菌圈大小來評定。此方法通常用于評估***效力(8)。

圖1闡明了抑菌圈方法。

對定量評估上，日本工業標準（JIS）Z2801:2000⁽⁹⁾ 及ASTM E2180-01⁽¹⁰⁾ 都是使用*廣泛的。在JIS Z2801方法中，涂層表面接種**懸液并通過已**的聚丙烯膜或蓋玻片使其緊密接觸一定時間，通常為24小時。只要求（但不限于）測試兩種菌株：金黃色葡萄球菌(ATCC # 6538)和大腸桿菌(ATCC# 8739)。**活性值由**產品和未經處理產品24小時接菌后的活菌數對數值的差異決定。通過測試的產品，其**對數減少量的值不應小于2.0。

圖2闡明了JIS方法。

       ASTM E2180-01方法更多的用于疏水性或硬表面物品的測試。它是另一用來評定**涂料效果的定量方法。此方法與JIS 方法類似。然而在ASTM 方法中，菌懸液制作在瓊脂漿液中，應用在測試表面上以形成假性-生物膜從而提供一種均勻緊密的接觸。**效果由處理過樣品對未處理過樣品的**減少百分數確定。

2 實驗

六種商業**油漆及六種**劑的**性由抑菌圈方法及JIS 2801方法對金黃色葡萄球菌(S.c.)、大腸桿菌(E.c.)、銅綠假單胞菌(Ps.a.)、沙門氏菌（S.c）及克雷伯氏菌（K.p）進行評定。商用油漆包括三種有“處理條款”信息的店頭品牌漆及三種具有“商品標識”的產品。測試的**劑包括吡啶硫酮鋅(ZPT)，3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯 (IPBC)， 2-辛基-4-異噻唑啉-3-酮 (OIT)， 4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT)， N-正丁基-1,2-苯并異噻唑啉-3-酮(BBIT) 和銀。這些**劑通過添加在建筑涂料中進行測定。

2．1 樣品準備

商用油漆按其原本的樣子進行測試。除ZPT之外，其它**劑按其制造商推薦的*低和*高濃度進行測試。每個樣品在Whatman 934-AH 濾紙上進行雙涂層，然后將其在涂料之中干燥24小時。之后將涂層濾紙切成1英寸直徑大小進行使用。每種樣品系列在流動的水中浸濾24小時并在進行**測試之前至少干燥24小時。測試重復三次。

2．2 抑菌圈測試

0.1ml的菌懸液分散在含凝固的胰酶大豆瓊脂（TSA）的培養皿上。將各涂層樣品放在培養皿的中間，置30°C培養24小時。在除由于**劑滲透出來抑制了**的生長的涂層樣品附近的區域，在培養的過程中**生長并繁殖生成一大片菌落完全把培養基的表面覆蓋住了。涂層樣品附近生成一個“暈環”或“抑制圈”（Z）。從樣品邊緣到Z區外緣的距離（測量到毫米）及澄清的Z區都指示了**劑抑制**生長的效果。沒有Z區的樣品表明其無生物穩定性或者該**劑無法滲透到培養基上。培養后有抑菌圈的樣品測量其區域并對透明的Z區進行紀錄。

2．3 JIS 2801測試

將0.1ml24小時制備的菌懸液接種到各涂層濾紙表面。對于“0小時接觸時間”，在菌液施加到樣品表面后立刻用10ml已**的李氏肉湯沖洗。對“24小時接觸時間”，在菌液施加到樣品表面后將無菌蓋玻片蓋在接種體表面，置30°C培養24小時；之后用10ml已**的李氏肉湯沖洗。沖洗液中的活菌數通過在胰酶大豆瓊脂（TSA）進行系列稀釋來確定。若要通過測試，**減少量的log值應小于2。對數**減少量計算通過圖3進行說明。

2．4 漆面墻的**測試

我們對ZPT在多種內墻涂料中的抑菌效果進行了研究。測試中**組油漆為丙烯酸亞光漆，丙烯酸，環氧；**組由半光漆組成。每種漆粉刷在(80 x 80) cm²的墻面上后接種各種**及**。每周墻被擦拭并對其**/**計數。 測試的微生物如下：

  枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis (B.s)

沙門氏菌Salmonella choleraesius (S.c)

金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus (S.a)

大腸桿菌Escherichia coli (E.c.)

產氣腸桿菌Enterobacter aerogenes (E.a)

恥垢分枝桿菌Mycobacterium smegmatis (M.s)

銅綠假單胞菌Pseudomonas aeruginosa (P.a.)       

糞產堿桿菌Alcaligenes faecalis (A.f)

須癬毛癬菌Trichophyton mentagrophytes (T.m)

青霉菌Penicillium pinophilum (P.p)

Pool of mixed bacteria 混合**

Pool of mixed fungi 混合**

Pool of fungi and bacteria 混合**與**

3 結果與討論

此研究中的**性能評估基于抑菌圈及JIS 2801測試方法。我們發現為使測試方法可應用于涂料**性能的評估，有很多變量是應被考慮進來的。首先應該考慮的變量是用于涂層的基質。JIS 2801要求使用無孔基質。蓋玻片直到瀝濾和浸水是常用和實用的。但由于應用的涂料可能脫落而產生了問題。理想情況下，兩種評估的**測試應使用相同的基質。為了選擇理想的基質，我們對松木、934-AH濾紙及蓋玻片進行了評估。松木及濾紙是常用的抗**測試基質。通過對革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌及革蘭氏陰性菌大腸桿菌的作用來評估這些不同基質涂層的功效。表1和表2中對結果的總結顯示：蓋玻片和濾紙產生了相似的結果并有比松木更好的重現性。木片涂層產生了比其它兩種基質更好的**對數減少值，這說明**在木片涂層表面的黏附性強而且在沖洗過程中不易有效釋放在李氏溶液中。出于實用性，被應用于余下的實驗中。

在此實驗中，對JIS 2801中使用的**劑中和劑的效果也做了研究。若中和劑在JIS的測試中確實具有非常重要的作用，溶解性好的**劑應比溶解性差的**劑具有更好的**效果。BBIT的水溶性為400ppm左右，而ZPT大概6ppm。BBIT用硫代硫酸鈉中和；ZPT用硫代硫酸鈉和巰基乙酸鈉的混合物進行中和。表2的結果顯示中和劑的影響很小。JIS中的**提取可以在沒有中和劑的情況完成。之后此研究中沒有使用中和劑。

3．1 罐內防腐

我們測試的許多防腐涂料都產生了抑菌圈和減少**數量的效果。這個發現因干膜**劑的作用變得無關了而使得測試有效性變得復雜。為確保這些干膜**性的“真實有效”，我們選擇了一部分涂料并使其浸濾了24小時。浸濾過和未浸濾過的涂料的**效果在表3和圖4中進行了比較。結果顯示浸濾減少了罐內防腐引起的干涉。浸濾洗掉了涂料中有機可溶材料初始顯示的“假性-**效果”。

     圖4.  罐內防腐在JIS 2801**測試中對結果的影響

3．2 膜厚

一種典型的普通建筑涂料及幾種商用涂料被按不同膜厚度涂層在了濾紙上。我們沒有進行膜厚度測量，而改為用實施涂層的次數（一或兩層）區別膜厚度。對兩種涂料的評估顯示，涂層厚度對抑菌圈測試的結果影響不大，見表4。類似結果還出現在JIS 2801測試中，見圖5。**對數減小數值并非**值的而是概數，而且二者的涂層展現了相似的**性趨勢。

圖5. 膜厚在JIS 2801**測試中對結果的影響

清楚影響**測試結果的變量非常重要。此研究顯示罐內防腐劑及涂料中有有機溶解性的物質可以在瓊脂基質中進行擴散或可溶于李氏溶液中從而產生假性-**結果。此影響可被*小化，而且為證實涂層**效果浸濾是應被考慮的因素。同時應使用無防腐劑的涂料作為“陰性控制”。*后，無孔基質對這兩個測試來說是較好的基質?？紤]到在防霉測試中可以用相同的基質，我們選擇了濾紙。由于膜厚度的影響不大，我們用兩層涂層確保測試的一致性。

4  **劑**性能評估

在此研究中，除ZPT之外，其它**劑按其內用涂料制造商推薦的*低和*高濃度加入常用丙烯酸亞光漆進行測試。ZPT在760~1520ppm范圍的中間濃度進行測試。表5中只報告了用JIS 2801評估的浸濾過的樣品。結果顯示，除IPBC外，其它**劑都顯示了抵抗**的功效。異噻唑啉基**劑特別是OIT和BBIT提供了相似的**防護水平，且在提供廣譜**效果時*高濃度是必需的。ZPT及銀在*低測試濃度下就有效。

表6中總結的抑菌圈測試結果證實了IPBC不能提供廣譜抑制**生長的效果。在對S.a, K.p 和 E.c.進行涂料測試時出現了**生長。其它**劑如OIT和BBIT提供了相似水平的**行為。ZPT對測試的五種菌中的四種形成了抑菌圈，銀未形成任何抑菌圈。

 綜合以上兩種**測試的結果，只有ZPT可對測試的五種菌種提供強力持久的抵抗性。銀是另一種被證明能提供**性的**劑，盡管其生物穩定性不是太好。

* 重復地，并有0.3log的減少

G – **生長

5 有**涂料墻面的**性測試

通過進一步的測試來確定ZPT的效果。含有ZPT的不同涂料被粉刷到模擬真實生活條件的內墻上，并在其上接種微生物。由于抑菌圈及JIS2801的方法都沒法采用，**活性通過每周從墻壁上轉移活菌數至營養瓊脂進行監測，共實行四個星期。此研究的結果表明，所有未添加**劑的涂料都沒有展現任何**性；所有測試微生物及環境污染都在其表面生長。相反，只有從環境中收集到的**污染物在用ZPT處理過的少數**組涂料中被測出，而未發現任何測試菌生長。從亞光到弱反光涂料，ZPT在1900ppm下對多種**和**都有效。在半光漆體系中，被發現對**的生長的敏感性下降。只有金黃色葡萄球菌（S.a）和恥垢分枝桿菌 (M.s) 在無**劑的涂料中生長。額外添加的濃度在950ppm的ZPT可提高此涂料的**性。

6 結論

    支持**涂料的術語及方法都還有爭論。然而此研究的結果表明加入合適量的**劑，**涂料在防止或減少**生長方面被證明是有效的。ZPT被證明是**效果*好且*廣譜的**劑。ZPT對**和藻類的有效性是眾所周知的。銀是另一種有效的**劑，雖然其表現不如ZPT強，且其對**的效果還需確認。其它異噻唑啉基的**劑被證明具有有限的**性。涂料配方在決定**劑用量方面也起到了非常重要的作用。半光漆與添加更多量顏料的涂料相比對**生長的敏感性更低。

7  參考文獻

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