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抗菌劑根據(jù)其材料的不同，可分為有機(jī)抗菌劑和無機(jī)抗菌劑兩種類型。有機(jī)抗菌劑為傳統(tǒng)的抗菌劑，在各工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；無機(jī)抗菌劑通過抗菌成分Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等離子及其化合物和其它金屬結(jié)合于無機(jī)材料而制得。在一些領(lǐng)域，有機(jī)抗菌劑以其耐熱性好、安全性高、抗菌持久性長的優(yōu)點(diǎn)得到較快發(fā)展，可廣泛應(yīng)用于涂料、有機(jī)塑料、纖維、陶瓷、搪瓷等領(lǐng)域。

粉末涂料經(jīng)常會用于氣候潮濕、溫度適中的環(huán)境中，涂膜表面就有可能受到細(xì)菌、霉菌等有害微生物的侵害，導(dǎo)致涂膜玷污、變色、粉化、脫落，失去對底材的保護(hù)裝飾功能。如果有害細(xì)菌與人體接觸還會傳染各種疾病，威脅人類的健康。

2019年新冠狀病毒全球大流行以來，抗菌材料得到長足發(fā)展。在粉末涂料領(lǐng)域，由于粉末涂料制品與人們生活息息相關(guān)，抗菌和抗病毒粉末涂料制品在未來必將成為新的發(fā)展趨勢，新的抗菌功能型材料越來越會受到消費(fèi)者的歡迎。

由于粉末涂料烘烤溫度普遍較高，烘烤時(shí)間長，可用于粉末涂料的有機(jī)抗菌劑種類就比較少，對于烘烤溫度不高，烘烤時(shí)間短的粉末涂料，有機(jī)鋅、有機(jī)銅抗菌劑由于性價(jià)比較高，可用于低溫工藝的粉末涂料抗菌。在無機(jī)抗菌劑中，銀、鋅無機(jī)抗菌劑是典型的無機(jī)抗菌劑代表。

人類早在公元前4世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)銀具有消毒殺菌作用，用銀制水壺來儲存、凈化飲用水和葡萄酒，傷口愈合十分有效。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，純金屬銀對于人體細(xì)胞和病毒等微生物是無毒而惰性的。但是，在環(huán)境中的H2O和O2的作用下，位于金屬銀或載銀材料表面的銀原子會釋放出游離銀離子。這些銀離子具有極高的生物活性，對于細(xì)菌和病毒等微生物有很強(qiáng)的殺滅作用。本文對某些典型的有機(jī)抗菌劑和常用的無機(jī)抗菌劑的抗菌性能做一些對比研究。

試驗(yàn)部分

抗菌防霉粉末的制備

將一定比例的抗菌防霉粉末物料與純聚酯、純環(huán)氧樹脂混合在一起，充分混合均勻。通過雙螺桿擠出機(jī)熔融混合，壓片冷卻、粉碎，再置于研磨機(jī)中，粉碎成粒徑合適的粉末涂料。

取適量的抗菌防霉粉末涂料，用靜電噴槍噴涂于樣板上，置于設(shè)定溫度的烘箱中，固化規(guī)定的時(shí)間后取出，室溫下放置24h。按照GB/T21866-2008抗菌涂料國標(biāo)檢測方法檢測其抗菌性能，分別檢測樣件的耐沖擊性能、耐彎曲性能和耐劃痕性能。

抗菌性能檢測

嚴(yán)格按照GB/T21866-2008所要求的微生物檢測方法，分別取0.4-0.5ml試驗(yàn)菌液滴加到陰性對照樣板(A)、空白對照（B）和抗菌涂料樣板（C）上。用滅菌的膜覆蓋樣板，使菌種均勻接觸樣品板表面，在平皿中，于37±1℃，相對濕度＞90%條件下培養(yǎng)24小時(shí)。然后，洗脫、培養(yǎng)、計(jì)數(shù)、計(jì)算抗菌率。

結(jié)果與討論

有機(jī)鋅抗菌劑在低溫工藝抗菌粉末涂料抗菌性能

有機(jī)鋅類抗菌劑是性能優(yōu)良的抗菌防霉劑，在國內(nèi)外廣泛使用，有機(jī)鋅類抗菌劑有卓越的抗菌、防霉和抗藻性能，廣泛應(yīng)用于涂料的抗菌防霉和抗藻。有機(jī)鋅類抗菌劑的抗菌性能如表1所示。

從表1可以看出，在烘烤時(shí)間為20min的條件下，隨著烘烤溫度的不同，有機(jī)鋅抗菌劑表現(xiàn)出完全不同的抗菌性能，當(dāng)烘烤溫度在180℃及以下時(shí)，有機(jī)鋅類抗菌劑表現(xiàn)出良好的抗菌性能，當(dāng)烘烤溫度高于180℃后，有機(jī)鋅完全失去抗菌活性。其主要原因是有機(jī)鋅類抗菌劑在180℃以上的高溫條件下迅速分解，導(dǎo)致有機(jī)鋅抗菌劑完全失去抗菌活性。

無機(jī)銀抗菌劑在高溫工藝抗菌粉末涂料抗菌性能

無機(jī)銀抗菌劑是耐溫性能比較好的抗菌劑，正常耐溫性能可以達(dá)到500℃以上。為滿足國家和地區(qū)的法規(guī)要求，試驗(yàn)采用玻璃載銀和磷酸鋯載銀兩種無機(jī)銀抗菌劑對比試驗(yàn)，評價(jià)兩種載體載銀的抗菌性能。在試驗(yàn)條件為：烘烤溫度220℃，烘烤溫度30分鐘，配方體系為環(huán)氧和聚酯兩種粉末涂料體系下分別評價(jià)其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌性能。

從表2可以看出，無論是環(huán)氧配方體系還是聚配方體系，在0.4-1.0%玻璃載銀的抗菌劑均表現(xiàn)出良好的抗菌性能，無論對大腸桿菌還是對金黃色葡萄球菌，抗菌率均超過99.9%以上，具有良好的抗菌性能。無機(jī)玻璃載銀在粉末涂料中的抗菌效果非常突出。

備注：LD904為玻璃微珠載銀粉體抗菌劑；PR12為環(huán)氧體系，PR16為聚酯體系

表3為磷酸鋯載銀抗菌粉體在粉末涂料制板上的抗菌性能測試，磷酸鋯載銀抗菌粉體在0.4-1.0%的添加量條件下，無論對大腸桿菌還是對金黃色葡萄球菌，抗菌率均超過99.9%以上。與玻璃載銀相比，具有相同的抗菌性能，其抗菌效果與載體無關(guān)，只與活性成分有關(guān)。但不同的載體使用于不同的國家和地區(qū)的法規(guī)體系，這一點(diǎn)也尤為重要。

備注：LD940為磷酸鋯載銀粉體抗菌劑

無機(jī)鋅抗菌劑在高溫工藝抗菌粉末涂料抗菌性能

無機(jī)鋅抗菌劑也是耐溫性能比較好的抗菌劑，正常耐溫性能也可以達(dá)到500℃以上，試驗(yàn)采用玻璃載納米氧化鋅為抗菌劑做對比試驗(yàn)，在試驗(yàn)條件，烘烤溫度220℃，烘烤溫度30分鐘條件下，對不同色系的粉末涂料板試驗(yàn)其抗菌性能，分別測試其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌性能。

表4中，10組樣品四中色系樣板，分別測試對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌效果。對金黃色葡萄球菌抗菌活力值達(dá)到4.9，即抗菌率超過99.99%以上。對大腸桿菌，在測試條件下，抗菌活力值達(dá)到3.3，即抗菌率超過99.9%以上。另外，可以看出，各種色料的加入不影響無機(jī)鋅抗菌劑的抗菌性能。無機(jī)鋅抗菌劑在高溫長時(shí)間烘烤條件下，表現(xiàn)出優(yōu)秀的抗菌性能。

內(nèi)擠和外混工藝抗菌結(jié)果對比

抗菌劑添加到粉末涂料中有內(nèi)擠添加和外混添加兩種方式，以玻璃載銀為抗菌劑，制備粉末涂料樣板，考察添加工藝對抗菌性能的影響，從表5抗菌性能結(jié)果看出，無論是外混和內(nèi)擠，銀系抗菌劑對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率超過99.0%，具有良好的抗菌性能。

結(jié)  論

抗菌劑種類比較多，但適合高溫固化粉末涂料的抗菌劑種類卻比較少。大多數(shù)有機(jī)抗菌劑和天然抗菌劑在粉末中在高溫烘烤條件下均會失去抗菌性能。有機(jī)鋅是少數(shù)有機(jī)抗菌劑中適合低溫烘烤粉末涂料性價(jià)比優(yōu)勢明顯的抗菌劑。無機(jī)抗菌劑耐高溫性能出色，無論是玻璃載銀體系，還是磷酸鋯載銀體系，銀系抗菌劑在合適添加量下，無論對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌，抗菌率均可以達(dá)到99%以上，銀系抗菌劑在粉末涂料領(lǐng)域具有良好的抗菌性能。同樣在無機(jī)材料中，無機(jī)鋅抗菌劑在粉末涂料中的抗菌性能也表現(xiàn)出色。在抗菌影響因素方面，著色劑對銀鋅抗菌劑的抗菌性能無影響。在加工工藝方面，無論是外混或者內(nèi)擠，均不會影響銀抗菌劑的抗菌性能。