改性硫化锌在建筑涂料中的应用研究

　　在人们的居住环境中存在着各种有害微生物,对人类的生活产生不良的影响,尤其是公共环境更容易滋生各种病菌和霉菌。这些病菌和霉菌时刻威胁着人们的健康,因此开发具有抗菌防霉功能的涂料对保护人类健康,预防疾病改善生活环境具有十分重要的意义。制备具有抗菌防霉功能的涂料主要是通过在涂料中添加抗菌防霉剂实现的。目前常用的抗菌防霉剂主要有三大类：有机、无机和复合型。普通的具有一定抗菌防霉功能的乳胶漆大多采用在乳胶漆中添加有机防霉剂的方法,但有机防霉剂易分解且有效期短、有毒性、不安全、易溶出、耐久性差,应用效果并不十分理想[1]。无机抗菌防霉剂主要以银、锌和铜离子为主,其中以银离子的抗菌效果最好,但银离子存在易变色和成本高两大难以解决的问题。价格适中的无机抗菌剂一般采用氧化锌或与氧化锌复合的粉体材料,如采用氧化锌和银盐复合制备的具有很好的抗菌效果的复合抗菌剂可以在不同材料和环境中获得应用,但其中银离子在水性涂料中仍面临变色问题[2]。由于氧化锌在水中的溶解性比较大,对分散剂、增稠剂以及搭配的颜填料有很高的选择性,受pH值影响大,涂料的稳定性差,也限制了它在涂料中的推广。硫化锌也具有很好的抗菌防霉性,我们研究了硫化锌在乳胶漆中的抗菌防霉作用,采用的硫化锌样品是由德国SachtlebenChemie GmbH生产的Sachtolith KL。
 
1 试验部分
将Sachtolith KL粉体与其他颜填料一起添加到含助剂的水溶液中分散研磨至细度40μm,制成乳胶漆的浆料,然后加入乳液并调漆。内墙乳胶漆配方见表1,外墙乳胶漆配方见表2。
    
涂 料 的 基 本 性 能 采 用 G B 9 7 5 5 - 2 0 0 1 和GB9756-2001标准,抗菌效果采用QB/T2591-2003标准,防霉效果采用GB/T1741-1979标准测试。黏度采用斯托默黏度单位KU(Stormer viscometer),根据GB/T9269-88进行测量,一般用于乳胶漆的黏度的测量,反映的是涂料在中剪切速度下的黏度。

2 结果与讨论
2.1 添加改性ZnS粉体对乳胶漆的储存稳定性的影响
Sachtolith KL粉体主要成分是硫化锌,该粉体在水中的溶解性比较低,远小于0.01 g/L,在酸性条件(pH值小于3)才会有少量反应,而乳胶漆一般pH值在8～9,偏碱性。国内混凝土墙体也以碱性为主,因此硫化锌在乳胶漆的储存过程中理论上不存在稳定性问题,同时涂膜在碱性墙体上也很稳定。在涂料配方中选择了市场上常用的分散剂如SN-5040,SN-5027,P-19等钠盐或氨盐分散剂,该ZnS在乳胶漆中的添加量分别为2%,3.5%,5%,涂料的基本配方参见表1。
在整个涂料制备过程中发现Sachtolith KL对分散剂、增稠剂和颜填料的适应性好,未出现任何不稳定性现象。从制备的含有硫化锌的内墙涂料热储存稳定性的结果来看(将涂料置于50 ℃的烘箱一个月),涂料的外观和流动性保持得很好(见表3),涂料不分水,测试前后涂料黏度变化不大,即使在7%的用量的情况,储存前后黏度也几无变化。而相比之下,采用同样方法制备的含氧化锌的涂料在热储
存测试前后黏度变化大(见表4),黏度相差40 KU以上,在用量超过5%时涂料甚至失去流动性,主要是氧化锌在涂料中溶解性比较大引起的。

这说明该ZnS对乳胶漆体系的稳定性几乎没有任何副作用,较目前常用的ZnO抗菌剂有明显的提高。这主要归功于ZnS在水中极低的溶解性。同时也赋予了ZnS的抗菌长效性。
 

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