环境技术
ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
1999年　第17卷　第6期　Vol.17　No.6　1999



混合型防霉剂HFM-01在三防涂层中的应用研究
王忠　张铮　巫铭礼
　　摘要：通过筛选试验而研配的混合型防霉剂HFM-01具有高效、低毒和安全的特点。在涂料中添加HFM-01可以有效提高涂层的三防（防潮、防霉、防盐雾）性能。
　　关键词：防霉剂； 涂层； 三防； 环境试验； 工艺 
　　中图分类号：E 925.23　　　文献标识码： A
Application Study of HFM-01 in Protective Coating
WANG Zhong, ZHANG Zheng and WU Ming-li
　　Abstract:　 HFM-01 characterises in high efficacy, low toxicity and high safety, prepared by combining through screening testing. Adding HFM-01 in coating can enhance moisture-proof, fungi-proof and salt fog-proof performances of coating.
　　Keywords: 　Fungicide, coating, protection, environmental testing and processing
引言
　　在金属和非金属表面形成的涂层具有防护、装饰及其它特种功能（如导电、导磁等），对提高产品的使用寿命起到重要作用。在我国东、南海域及其沿海地区,环境条件对产品的环境适应性影响较显著，其中潮湿、霉菌和盐雾对产品的影响尤为突出。涂层防护性能的好坏将直接影响产品的防潮、防霉和防盐雾（简称“三防”）性能。要获得优质涂层，首先应选择优质涂料，采用配套的涂装工艺以及适度添加防护剂（如防霉剂、防锈剂、防光老化剂等）可以有效提高涂层的防护性能。
　　在防霉剂的应用方面，国外趋向选择高效、低毒、安全的混合型防霉剂，特别注重防霉剂对人体健康与周围环境的影响。一些毒性较高的防霉剂，如含汞、铜、锡、砷等金属的有机化合物，在发达国家被禁止或限制使用。国内旧型防霉剂使用较多，毒性较高，多为单组分剂型。一些在国外被禁止或限制使用的防霉剂目前仍然还在继续使用，对人体及周围环境造成一定的影响。本文立足于筛选出高效、低毒、安全的防霉剂，并混配成混合型防霉剂，采用合理的三防工艺，以提高防护效果和增长防护时间。
1　检测试验方法
1.1　培养皿法霉菌试验
　　培养皿法一般适用于材料及小样品的防霉性能检测，能较快获得试验结果（试验时间14天）。试验操作方法参照GB/T 1741-79(89)《漆膜耐霉菌测定法》进行。
1.2　温湿箱法霉菌试验
　　温湿箱法一般适合于设备、零部件、元器件及其它样品，试验结果的再现性与温湿箱的性能优劣关系较大。本文温湿箱法霉菌试验按照GJB150.10-86《军用设备环境试验方法　霉菌试验》的试验操作程序进行。
1.3　湿热试验
　　湿热试验用于检测和评价样品在高温高湿条件下耐潮湿劣化影响的能力。试验操作程序参照GB/T 1740-79（89）《漆膜耐湿热测定法》的规定进行。
1.4　盐雾试验
　　盐雾试验用于检测样品耐盐雾腐蚀的能力。试验操作程序参照GB/T 1771-91《色漆和清漆耐中性盐雾的测定》的规定进行。
2　防霉剂的筛选
　　一种化合物对霉菌是否具有毒杀作用，取决于这种化合物是否具有毒性基团以及分子的立体结构是否能够附着及进入菌体内。防霉剂的作用机制主要是阻碍菌体呼吸、干扰菌体生物合成、破坏菌体细胞壁合成和阻碍菌体类酯的合成等。
　　各种防霉剂的杀菌谱及杀菌效力不同，其效力的影响因素也各不相同。合理的混配可以互相弥补不同防霉剂各自的不足之处，整体增强防霉剂的效力和延长防霉的持续有效时间。
　　选择防霉剂，首先要判断防霉剂的抑菌（杀菌）效力，以期初步筛选作用效力强的防霉剂。衡量防霉剂的效力大小，一般采用防霉剂对各种霉菌的最低有效抑制浓度（MIC）来表示，作为选用防霉剂的重要参考依据。防霉剂的实际使用浓度一般都要大于实验室计算出来的MIC。
2.1　防霉剂的效力试验
　　防霉剂效力试验一般采用培养皿琼脂平板法。效力试验方法中简要的操作步骤如下：
　　a. 制备霉菌的合成培养基或完全培养基，作成培养皿琼脂平板；
　　b. 制备混合霉菌孢子菌丝悬浮液（或单个菌种的孢子菌丝悬浮液）；
　　c. 将孢子菌丝悬浮液均匀涂布在培养皿琼脂平板上；
　　d. 把浸有防霉剂不同浓度的圆滤纸片干燥后放置于培养皿琼脂平板的中央；
　　e. 培养一段时间，观察菌种生长情况；
　　f. 记录抑菌圈大小，评定防霉剂效力的高低。
2.2　初步筛选的几种防霉剂
　　防霉剂的筛选应以高效、低毒、广谱、耐热、抗氧化、无腐蚀性、经济适用作为选择原则。根据这一原则初步筛选了下面两种防霉剂：
　　a. 防霉剂GX-006
　　防霉剂GX-006的热稳定性好，杀霉菌效力很高，LD50＞5000mg/kg。防霉剂GX-006对部分微生物的最低有效抑制浓度(MIC)见下表1：
表1　防霉剂GX-006的最低有效浓度(MIC)
微生物种类MIC(ppm)微生物种类MIC(ppm)
黑曲霉1.0ppm拟青霉1.5ppm
黄曲霉1.5ppm蜡叶芽枝霉0.4ppm
杂色曲霉0.4ppm木霉0.6ppm
桔青霉0.2ppm//
　　b. 防霉剂FX-03
　　　　防霉剂FX-03稳定性好，毒性低，LD50为1100mg/kg。防霉剂FX-03能杀死或抑制一般的霉菌或细菌，其抗霉菌的效力虽然不是太强，但能杀死在相对湿度大时生长的毛霉、交链孢霉和根霉等，与其它防霉剂配合使用能取得良好的效果。
3　三防涂装工艺方法
　　（1）涂装前底材的预处理
　　a.打磨、挫平：采用机械方法尽量使底材平整，不允许有毛刺、凸瘤、型砂、焊渣及焊料残留物等；
　　b.化学除油：用有机溶剂除油、碱液除油和金属清洗剂除油等，除油质量要求达到1级、滤纸表面无油迹（按《SJ 2573－85》）；
　　c.除锈：用手工（例如刷、砂）、机械（例如喷砂、喷丸抛光等）或化学除锈法。采用化学除锈法时,为提高酸洗质量、缩短酸洗时间、防止过腐蚀与氢脆、减少酸雾的产生，可在酸性液中加入缓蚀剂和润湿剂；
　　d.磷化、氧化或钝化处理：对于黑色金属如钢铁可镀锌或磷化处理，对于铝合金和镁合金可化学氧化处理，对于铜及铜合金可化学钝化和氧化处理。
　　（2）涂装工艺
　　底材：钢板；
　　底漆：选用与底材及面漆配套的铁红锌黄环氧酯底漆H06-2；
　　面漆：白色丙烯酸磁漆B04-11，加入1%防霉剂HFM-01［(GX-006）∶（FX-03)=3∶1］；
　　涂装工艺：钢板表面预处理（打磨与挫平、除油、除锈、镀锌或磷化）──涂覆第一层底漆H06-2（干膜厚度20μm）──干燥──填补腻子（环氧酯H07-4，干燥条件为105±2℃、时间不大于1小时）──打磨（砂磨，金刚砂布或木砂纸120＃）──第二层底漆H06-2（干膜厚度20μm）──干燥──填补腻子──水磨（水砂纸240～320＃）──干燥──第三层底漆H06-2（干膜厚度20μm）──干燥──填补腻子──水磨（水砂纸320～400＃）──干燥──涂覆第一层面漆B04-11（干膜厚度20μm）──干燥──水磨（水砂纸400＃以上）──干燥──第二层面漆B04-11（干膜厚度20μm）──干燥──水磨（水砂纸400＃以上）──干燥──第三层面漆B04-11（干膜厚度20μm）──干燥。
4　三防试验检测结果
4.1　霉菌试验结果
　　将三防涂层工艺样品按照GB/T 1741-79(89)《漆膜耐霉菌测定法》中的培养皿法和GJB150.10-86《军用设备环境试验方法 霉菌试验》的方法分别进行14天和28天的试验，结果见下表2：
表2　霉菌试验结果
序号底材底漆面漆防霉剂名称与用量培养皿法结果湿热箱法结果
1铁板H06-2B04-11未加防霉剂长霉1级0～1级
2铁板H06-2B04-11HFM-01（1％）未长霉，0级未长霉，0级
4.2　湿热试验结果
　　将三防涂层工艺样品按照GB/T 1740-79(89)《漆膜耐湿热测定法》进行240小时的湿热试验，结果评级方法按GB/T 1766-79(89)《漆膜耐候性评级方法》。湿热试验结果见下表3：
表3　湿热试验结果
序号底材底漆面漆防霉剂名称与用量试验结果
1铁板H06-2B04-11未加防霉剂1级
2铁板H07-2B04-11HFM-01（1％）1级
4.3　盐雾试验结果
　　将三防涂层工艺样品按GB/T 1771-91《色漆和清漆耐中性盐雾的测定》进行96小时的盐雾试验,结果见下表4：
表4　 盐雾试验结果
序号底材底漆面漆防霉剂名称与用量试验结果
1铁板H06-2B04-11未加防霉剂无生锈和起泡现象
2铁板H06-2B04-11HFM-01（1％）无生锈和起泡现象

5　分析与讨论
　　a. 涂层长霉的原因在于涂层的成膜物质是由各种天然和合成的高分子化合物组成，大部分含有微生物必需的营养物。加入涂料中的各种助剂很多都可以成为微生物的养料来源，此外在涂装工艺过程中出现的污染也可能将霉菌的营养物带入涂层中。通过空气传播的霉菌孢子几乎无处不在，当温湿度条件适合时霉菌便在涂层表面生长起来，造成涂层过早损坏和失去附着力，严重影响涂层的保护功能以及涂层的整洁与美观；
　　b. 在实际使用中影响防霉剂效力的因素很多，例如工艺操作的温度、pH值、防霉剂与材料的相容性、混配防霉剂之间的协同或抵销作用、防霉剂在材料中的迁移等因素都会影响防霉剂在材料中实际的应用效果，在实际的工艺方法中要充分考虑到这些因素，扬长避短，否则会大大影响高效力防霉剂的实际应用效果；
　　c. 未加防霉剂的样品出现长霉现象，加入混合型防霉剂HFM-01的样品未出现长霉，说明HFM-01能有效提高涂层的防霉性能；
　　d. 未加防霉剂样品与加入防霉剂样品分别经过240小时的湿热试验和96小时的盐雾试验后涂层均无生锈、起泡和脱落等劣化现象，说明涂层的防潮与防盐雾性能较好，加入混合型防霉剂HFM-01后没有影响涂层的防潮与防盐雾性能；
　　e. 提出的三防涂层工艺方法制作的涂层样品能较好通过实验室人工模拟的湿热、霉菌和盐雾试验，显示了较好的三防性能。在实际的高温、高湿、高盐雾等恶劣环境条件下的防护性能还有待经过真实环境条件的进一步考核（其缺点是所需时间较长，结果的反馈较慢）。
6　结论
　　a. 混合型防霉剂HFM-01［（GX-006）∶（FX-03）=3∶1］能有效提高涂层的防霉性能，不会影响涂层的防潮和防盐雾性能；
　　b. 提出的三防涂层工艺方法制作的涂层样品能通过GB/T 1741-79(89)《漆膜耐霉菌测定法》14天试验与GJB150.10-86《军用设备环境试验方法 霉菌试验》28天试验，以及GB/T 1740-79(89)《漆膜耐湿热测定法》240小时试验和GB/T 1771-91《色漆和清漆耐中性盐雾的测定》96小时试验，具有较好的三防（防潮、防霉、防盐雾）性能。
作者简介： 王忠(1968-)，男，工程师，主要从事环境试验与评价，环境工程技术及相关产品的开发研究。
作者单位：王忠　张铮　（电子工业部第五研究所，　广州　510610)
巫铭礼　（广州电器科学研究所，　广州　510300)
参考文献
［1］　David L.Campbell,“Biologicol Deterioration of Paint Film”, Paint and Coating Testing Manual: Fourteenth Edition of the Gardner Sward Handbook / Joseph V. Koleske, editor.
［2］　Brinton M. Miller and Warren Litsky, 
Industrial Microbiology,1976．
［3］　钱逢麟、竺玉书主编.涂料助剂.化学工业出版社.1990年.
［4］　马振瀛、吴小梅编著，《工业防霉》，轻工业出版社，1983年。
［5］　GB/T 1740-79(89)《漆膜耐湿热测定法》［S］
［6］　GB/T 1741-79(89)《漆膜耐霉菌测定法》［S］
［7］　GB/T 1766-79(89)《漆膜耐候性评级方法》［S］
［8］　GB/T 1771-91《色漆和清漆耐中性盐雾的测定》［S］
［9］　GJB150.10-86《军用设备环境试验方法　霉菌试验》［S］
　
收稿日期： 1999-09-08
