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水性涂料及制品的抗生物性测试方法与评价标准(下),抗生物型功能涂料具有优越的抵抗微生物及藻类侵蚀的功能,合亚嗒资讯网,heyada.com
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水性涂料及制品的抗生物性测试方法与评价标准(下),抗生物型功能涂料具有优越的抵抗微生物及藻类侵蚀的功能
2020年03月15日    阅读量:3717    新闻来源:合亚嗒资讯网 heyada.com  |  投稿

4. 2 涂料涂膜防霉功能检测方法与标准

4. 2. 1 防霉功能检测方法

防霉涂料的技术要求包括两方面,一是装饰性能的指标,可执行GB /T 9756—2009《合成树脂乳液内墙涂料》; 二是功能性,即防霉性能的指标,防霉指标测试方法归纳为如下几种: 实验室人工加速试验、实地暴露试验、天然暴露试验、土埋试验。


( 1) 实验室人工加速试验

常用湿室悬挂法和无机盐琼脂平皿法。

湿室悬挂法是将试验样板置于透明橱箱内喷洒霉菌孢子悬浮液,感染霉菌,待测试样板稍干后将测试样板移至恒温恒湿室或试验箱内悬挂,箱内保持温度( 28±1) ℃、相对湿度>85%,观察测试样板上长霉情况,可按照GB /T 1741—2007《漆膜耐霉菌性测定法》的规定进行等级评定,一般试验周期28 d涂料在线coatingol.com


另外,Robert Asmith 还设计了另一种霉室悬挂法,样板的3 /4 表面积涂上涂料试样,1 /4 表面积( 一般为样板上部) 不涂试样,接上菌种,置于温度( 28±1) ℃、相对湿度85%的室内,定期观察样板长霉情况,按GB /T 1741—2007 评定等级。试验需要28 d。大件样品需要占据大的空间,优先选择悬挂法,培养过程中控制好温度、湿度。


无机盐琼脂平皿法是把样品置于无机盐培养基平皿中,接种霉菌孢子后置于温度( 28±1) ℃、相对湿度>85%的环境中,培养一定时间后观察样品上长霉情况,一般试验周期28 d。琼脂平皿法适用小件样品,节省空间,每个样品相对独立,不互相干扰。但是在长达28 d 的培养过程中,要防止平皿中无机盐培养基干裂。


( 2) 实地暴露试验

将涂有被测防霉涂料的样板置于实际环境中,如丛林、湿热地区等进行考察,或在卷烟厂、酿造厂、食品加工厂等需用防霉涂料的场所做实地涂饰试验,定期观察饰面情况。显然,实地试验可获得最准确的结果。

( 3) 天然暴露试验

将涂膜直接暴露在选定的湿热环境中,定期观察涂膜长霉状况,暴露时间根据试验需要确定。天然暴晒是将试样置于实际的气候环境中,其试验结果较为准确。但试验周期长,成本高。

( 4) 土埋试验法

在潮湿土壤环境中,霉菌容易繁殖,霉菌分泌的酶容易使涂膜发生颜色改变、生物分解。EN ISO11721-1-2001《织物.含纤维素织物耐微生物性测定.土埋试验.第1 部分: 腐烂延迟评定》要求土埋所使用的土壤的持水力为( 60±5) %,土壤周围环境空气的相对湿度为95% ~ 100%。AATCC 30—2017《抗真菌活性: 纺织品防腐和防霉性能评价》土埋要求试验土壤含水保持( 25±5) %,土壤周围环境空气的相对湿度为80%~86%。

( 5) 防霉持久性模拟试验

涂料的防霉持久性不仅包含涂膜抵御气候变化的能力,而且还应保证在一定时间内涂膜的防霉效果。

涂膜经过一段时间的人工加速老化后,以其表面状态( 颜色变化、剥落、裂纹、起泡) 作为评价涂膜耐候性的指标。经老化处理后,测定涂膜的防霉性能。


4. 2. 2 防霉功能检测标准

国际上许多国家和组织对建筑涂料建立了相应的国家或行业防霉测试标准及评价方法,如表1所示。

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涂料涂膜防霉功能检测方法与标准

GB /T 1741—2007 和HG/T 3950—2007( 2017)是我国目前常用的涂料防霉测试方法,后者根据抗细菌和霉菌效果及其耐久性,将抗菌涂料分I 型和II 型2 个等级,提出了相应的技术要求。


2 个标准的试验方法和原理基本一致,都是模拟自然界霉菌适宜的生长环境设计加速试验,测定漆膜对霉菌的耐受作用,观察漆膜表面霉菌生长程度判断漆膜防霉能力,测试方法的差异点如表2 所示。

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GB /T 1741—2007 和 HG /T 3950—2007( 2017) 比较

以上2 个标准在漆膜耐霉菌性测试方法和评判标准方面有较大差异,对结果的判定有一定的影响。

涂料研发人员也可参考包括ASTM G21—2015、ASTMD5590—2010、ASTM D3273—2016、JIS Z2911 ∶ 2018等国外行业标准,提高试验的科学性和准确性。



4. 3 涂料涂膜抗菌功能检测方法与标准

抗菌涂料要求具有良好的抑杀细菌与霉菌的性能,由于细菌和霉菌具有不同的结构和分类学特点,试验步骤完全不同,检测时对抗细菌和抗霉菌性能需分别进行。涂料涂膜抗菌功能检测方法与标准如表3 所示。

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涂料涂膜抗菌功能检测方法与标准

日本最早制定了涂料抗菌功能检测方法与标准JIS Z2801 ∶2000( 2010) ,国内抗菌产品标准中抗菌性能评价大多参考日本标准,2000 年以后,国内陆续出台了多种抗菌涂料的标准,包括GB /T 21866—2008、HG/T 3950—2007( 2017) 。


这2 个标准在试验方法、判别标准和性能要求一致,均参考了日本工业标准JIS Z2801 ∶2000( 2010) 。日本制定的JIS R1702 ∶2012适用于光催化抗菌涂料的抗菌性能测试。


国内近几年对光催化剂的研究极为活跃,伴随光催化抗菌新材料涌现及其在涂料中的应用,相应产生了GB /T30706—2014、GB /T 23763—2009 等标准,这些标准也大多参考了日本标准。HG/T 3950—2007( 2017)和GB /T 21866—2008 基本相似,但前者有抗菌耐久性试验( 可见表2) 。


GB /T 21510—2008 附录C 采用“贴膜法”测试漆膜的抗菌性能。

日本标准JIS Z2801 ∶2000( 2010) 抗菌活性值由抗菌产品和未经处理产品接触后的活菌数的对数值之差来表示,我国GB /T 21510—2008 抗菌性能90. 00%与JIS Z2801 ∶ 2000( 2010) 规定的1. 0 相当,99. 00%与JIS Z2801 ∶ 2000( 2010) 规定的2. 0 相当,99. 90%与JIS Z2801 ∶2000( 2010) 规定的3. 0 相当。ASTM E2180—2007( 2017) 也是常见的抗菌涂层抗菌效果定量检测方法标准。


试验方法与JIS Z2801∶2000( 2010) 相似,只是要求菌悬液置于琼脂浆中,在测试表面形成假性生物膜从而提供均匀紧密的接触,抗菌效果采用百分数( 即抗菌率) 表示。对于表面形状不规则的涂料样品,可参考ASTM E2149—2013a,在测试期间不断地振荡,以保证细菌与原材料的良好接触。


4. 4 涂料涂膜抗藻功能检测方法与标准

涂料抗藻性能测试模拟自然界藻类生长的环境条件,按藻类生长的生理特点设计加速试验,用以测定漆膜对藻类的抑杀效果,通过采用直观检验的方式判定藻类生长的程度来评价漆膜抗藻性能。目前用于漆膜抗藻性能测定的标准主要是ASTM D5589—2009 ( 2013 ) 、GB /T 21353—2008 和新加坡的SS345—2015 ( 如表4) 。

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ASTM D5589—2009( 2013) 、GB /T 21353-2008 和 SS 345—2015 的比较

1994 年ASTM 组织制定了漆膜和涂层抗藻性能测定方法ASTM D5589—1994,并分别于1997 年、2002 年、2009、2013 年进行了修订或核准。ASTMD3274—2009( 2017) 和ASTM D4610—1998( 2017) 是用微生物( 真菌或藻类) 生长或污物堆积来评定漆膜表面损坏程度的方法,不适合用于评定漆膜的抗藻性能,而ASTM G29—2016 则用于测定塑料膜抗藻性能。1990 年新加坡制定了装饰用抗藻乳化漆标准SS345,并于2015 年进行了修订。2008 年我国制定的GB /T 21353—2008 颁布实施。


5 涂料抗生物性测试方法和标准的发展方向

功能性涂料具有广阔的市场前景,相应的抗生物性能的测试方法和标准也越来越多,各个国家及其相关机构竞相制订了繁杂的检测和评价方法,但大多重复效仿、分散; 而且,部分涂料抗生物性测试评价方法还不够完善,表现在评价分级的界限、取样标准、试验方法等不一致。


从而导致对同类产品的性能测试指标相差很大,让客户无所适从,甚至严重影响了标准的权威性。因此,就国内现有的繁多的涂料抗生物测试标准来说,在选材、方法、取样等方面能否统一,形成标准化,能否整合制定出一个囊括多功能涂料的总的测试方法。


并且根据不同性质的材料或制品制定出相应的涂料抗生物性能测试标准,这将有助于测试人员更精准地操作应用,也让客户对抗生物性能测试结果更清楚明了,这需要科研和检测工作者们以及政府和行业部门的共同努力。


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