摘要：介绍了一种新型的竹炭净味抗菌内墙乳胶漆，精选纯天然竹醋液，采用中空聚合物包埋，延缓了天然竹醋液的挥发，保证了长期抗菌作用。
关键词：竹醋液 中空聚合物微球 包埋原理 抗菌乳胶漆
前言：
乳胶漆具有施工方便，颜色多样的特点，在我国的内墙装饰中占统治地位，其市场份额超过80%。但是常规乳胶漆不具有抗菌作用，在医院，儿童房间容易因为细菌容易吸附在墙体上，人不小心跟墙体接触就容易沾染上细菌，从而对身体产生危害。
一．抗菌内墙乳胶漆的现状及存在的问题
目前市面上宣传具有抗菌功能的乳胶漆很多，一般都是通过添加专用抗菌材料(即抗菌剂)来达到抗菌效果。抗菌材料(即抗菌剂)是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料。乳胶漆中常用的抗菌剂有以下几种：
1.无机抗菌剂：利用银、铜、锌等金属的抗菌能力，通过物理吸附离子交换等方法，将银、铜、锌等金属（或其离子）固定在氟石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌能力的材料。水银、镉、铅等金属也具有抗菌能力，但对人体有害；铜、镍、钻等离子带有颜色，将影响产品的美观，锌有一定的抗菌性，但其抗菌强度仅为银离子的1/1000。因此，银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。银离子类抗菌剂是最常用的抗菌剂，呈白色细粉末状，耐热温度可达270℃以上。银离子类抗菌剂的载体有沸石、陶瓷、活性炭等。有时为了提高协同作用，再添加一些铜离子、锌离子。此外还有氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂等无机抗菌剂。
2.有机抗菌剂：有机抗菌剂的主要品种有香草醛或乙基香草醛类化合物，常用于聚乙烯类食品包装膜中，起抗菌作用。另外还有酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等。
3.是光催化纳米钛白粉抗菌剂：纳米二氧化钛在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果的。
笔者经过对比测试，发现这三类抗菌剂都存在部分缺陷：1.无机抗菌剂，无机抗菌剂具有耐热性好、抗菌广谱，但是靠消耗重金属离子杀菌，当重金属离子消耗完毕，即失去杀菌作用。抗菌效果达标的产品添加量大，成本较高。2.有机抗菌剂，有机抗菌剂杀菌效果快，选择品种多，广谱高效，但是往往耐热性差些，容易水解，有效期短。3.光催化纳米钛白粉抗菌剂，光催化纳米钛白粉抗菌剂在紫外光照射下，能有效杀灭细菌，但是在弱紫外光下产生的活性自由基少，杀菌活性很低，在实际效果不突出。
为了能够解决以上问题，笔者经过反复试验，找到了一种新的天然竹醋液，应用于抗菌内墙乳胶漆的制备。
二．竹醋液的作用及在净味抗菌内墙乳胶漆中的功能原理：
竹醋液是在竹材烧炭的过程中，收集竹材在高温分解中产生的气体，并将这种气体在常温下通过冷却、沉淀、过滤、蒸馏、吸附过滤的方法进行处理，除去杂质，得到纯净透明的液体，竹醋液含有200多种有机化合物，能够对硫化物、氢化物、甲醇、苯、酚等有害化学物质起到吸收、分解异味和消臭作用。对大肠杆菌等有害细菌具有有效杀灭作用，并且纯天然无毒。
采用高温炭化高山竹炭获得竹醋液，利用其亲油疏水的性质，在搅拌下使竹醋液渗透至聚合物纳米空心微球内部，形成包埋结构。竹醋液从包埋结构中释放出来，利用竹醋液的活性加强激活纳米负离子助剂中稀土元素价态变化，利用稀土元素价态变化过程中转移的电子激活并参与光化反应，降低水分子缔和度，促进羟基自由基产生；由于羟基自由基具有很强的氧化能力，可分解有机物，对各种有害病菌有很好杀灭作用。因为竹醋液被包覆在纳米聚合物空心微球的空腔中，通过复合无机纳米负离子助剂稀土元素在温度和湿度变化时价态发生变化来控制竹醋液的挥发速率，能够较长时间发挥竹醋液的作用从而达到长时间的抗菌效果。
三.试验部分
3.1配方原料的选择
3.1.1.吸附剂
竹醋液，为清澈透明，气味清新的江西高山毛竹的竹醋液；
纳米聚合物空心微球，纳米聚合物空心微球为聚甲基丙烯酸－二乙烯苯空心微球，其粒径为50-150nm，其纳米级的细小的规则而均匀的孔隙率可以有效吸附接触的细菌；
超细硅酸铝功能性填料，该功能性填料具有白度高，吸油量低，易分散特点，侧角光低，并且具有蜂窝状超微孔结构，能有效吸附空气中的有害粒子。
纳米无机负离子助剂，所用纳米无机负离子助剂为纳米稀土元素混合物。
3.1.2乳液
本产品选用特殊的壳核结构苯乙烯-丙烯酸酯乳液，利用水为外增塑剂，不需要添加任何成膜助剂即能较好成膜，采用特殊的保护胶体，具有优异的抗冻融性，不需要添加防冻剂，并且在合成的时候经过三次真空隔膜净化处理，游离单体极少，气味清淡，用该乳液配置的本产品涂刷后不需要长时间通风“晾”房，可以做到当天涂刷，隔天入住，大大缩短入住时间。
3.1.3助剂
润湿剂、分散剂、消泡剂、BIT（1.2-苯并异噻唑林-3-酮）类防腐剂，非离子型改性羟乙基纤维素增稠剂和环保型聚氨酯增稠剂配用。
3.2.配方及生产工艺
3.2.1配方
净味抗菌内墙乳胶漆配方如下
3.2.2生产工艺
1）将纳米聚合物空心微球、竹醋液按重量比3：1的比例混合均匀，搅拌2-3小时，使竹醋液渗透至空心微球内部，备用；
2）将水、防腐剂、湿润分散剂和消泡剂混合，搅拌均匀；
3）加入颜料、填料、增稠剂，真空状态下高速分散到40微米以下；
4）加入水性树脂，纳米负离子助剂，聚氨酯流平剂，搅拌均匀，然后加入第一步做的备用混合液，即可。
3.3性能测试
根据国标GB9756-2009标准，本案例竹炭净味抗菌乳胶漆与现有技术生产的市售常规优等品乳胶漆和某国际品牌竞争产品净味抗菌乳胶漆的基本性能对比见表1。环保性能指标比较见表2.
由表1、2可见：自制竹炭净味抗菌乳胶漆性能远远好于GB9756-2009各项性能要求，并且优于进口产品。
自制竹炭净味抗菌乳胶漆乳胶漆与市售优等品乳胶漆和某进口净味抗菌乳胶漆的气味消散时间比较：
实验装置：在一个30㎡的密闭的房间内，分别放入4个1m3的铁皮盒子，在每个盒子留两个通风口，保持通风状态，其中1个盒子不刷漆留作空白标准样，其余3个盒子分别放入刷了市售常规优等品乳胶漆和某国际品牌竞品抗甲醛乳胶漆、本案例竹炭净味除甲醛乳胶漆的0.5㎡样板两块，放入后每四小时从通风口闻一次，直至盒子中闻不出气味为止，通过达到气味消散时间的快慢来判断其净味效果。具体结果见表3
由表3可见：市售优等品乳胶漆在涂刷24小时后味道依然很重，而进口乳胶漆和自制净味抗菌乳胶漆在涂刷20小时内基本没有味道，完全能够达到当天涂刷隔天入住的要求。
按HG/T3950-2007《抗菌涂料》及GB/T21866-2008《抗菌涂料（漆膜）抗菌性测定法和抗菌效果》，自制竹炭净味抗菌乳胶漆与现有技术生产的市售优等品乳胶漆和某进口净味竹炭抗菌内墙乳胶漆抗菌性能比较见表4。
由表4可见：自制竹炭净味抗菌乳胶漆能够达到国家和行业标准抗菌涂料的I型要求，可在很长时间内保持稳定的杀菌、抑菌状态，且优于某进口的净味抗菌内墙乳胶漆。
4、结语
通过对乳液、助剂、颜填料进行优化精选，特别开创性的引进竹醋液，采用纳米聚合物中空微球进行包埋，制得的内墙乳胶漆抗菌性能优异，并且具有气味清淡，消散时间快，超低VOC，遮盖力好，耐洗擦性能优，能够覆盖细微裂纹等特点，是一款将装饰性、功能性、环保性三大主题完美融合的产品
参考文献
1.胡中源，唐琴琼.中空聚合物微球的制备及其在涂料中的应用[J].，中国涂料，2008，9；37-40
2.张文标,华毓坤,王伟龙,傅秋华.高纯度竹醋液生产和加工工艺的研究，林产化学与工业,2003(01)
3.李忠琴,郭养浩,陈杰波,许小平.竹醋液抗致病性真菌的活性研究.海峡药学,2003年第06期
文章摘选自《上海涂料》2012年3月第50卷第3期
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