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漆膜涂层耐霉菌性能测试标准方法的比较论文

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2024-09-24 17:05:29    来源:    作者:liziwei

摘要:耐霉菌性能是漆膜涂层的一项重要性能,基于此,文章对国内外漆膜涂层防霉性能的测试标准进行比较,涉及GB/T 1741-2020、HG/T 3950-2007、JISZ 2911-2018、ASTM D5590-17(2021),以及ASTM G3273-2021,从标准的适用范围、测试菌种、测试培养基以及结果评价等方面入手,对涂料漆膜防霉测试标准的应用现状展开分析,比较各种测试方法的异同之处,并讨论现有标准体系存在的问题,以期为防霉涂料漆膜的检测工作提供可靠的参考。

  摘要:耐霉菌性能是漆膜涂层的一项重要性能,基于此,文章对国内外漆膜涂层防霉性能的测试标准进行比较,涉及GB/T 1741-2020、HG/T 3950-2007、JISZ 2911-2018、ASTM D5590-17(2021),以及ASTM G3273-2021,从标准的适用范围、测试菌种、测试培养基以及结果评价等方面入手,对涂料漆膜防霉测试标准的应用现状展开分析,比较各种测试方法的异同之处,并讨论现有标准体系存在的问题,以期为防霉涂料漆膜的检测工作提供可靠的参考。

  关键词:漆膜涂层;防霉性能;测试方法;测试标准

  防霉性能与人们的日常生活存在密切关联。霉菌无孔不入、无处不在,只要有合适的环境,其就能大量繁殖,特别是在温暖潮湿的地方,很多物品上都会长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蜘蛛网状的菌落或菌丝。漆膜涂层是建筑内墙装饰的主体材料,随着科技进步,特别是防霉、杀菌剂生产技术、涂料制造技术,以及住宅产业的蓬勃发展,人们对生活质量的要求不断提高、环保意识不断增强,防霉涂料也随之得以迅速发展,实现了广泛应用。霉菌不仅会使受侵蚀的涂层表面变得十分难看,并且深层长出的霉菌还会冲破涂膜,导致涂膜开裂或剥落。同时,霉菌还会散发独特的味道,其中含有挥发性有机化合物,会对人体身心健康造成严重威胁,因此,漆膜涂层的防霉性能检测必不可少。本文对国内外漆膜涂层防霉性能的测试标准进行比较,包括GB/T 1741-2020、HG/T 3950-2007、JISZ 2911-2018、ASTM D5590-17(2021),以及ASTM G3273-2021,从标准的适用范围、测试菌种、测试培养基、结果评价等层面入手,分析漆膜涂层防霉测试标准的应用现状,比较了各种测试方法的异同之处,并探讨现行标准体系存在的问题,以期为漆膜涂层的防霉性能检测工作提供有效参考。

  1漆膜涂层耐霉菌性能的测试标准

  漆膜涂层的耐霉菌性能是指产品抑制霉菌孢子在漆膜表面的萌发和霉菌菌丝在漆膜表面生长的能力。在测定过程中,可以模拟自然界霉菌的生长环境,按照霉菌生长的生理特点设计加速试验。具体来说,可以在试样表面接种霉菌孢子,并将试样放置在适合霉菌生长的环境进行培养,观察霉菌在试样表面的生长情况,根据试样表面霉菌的生长情况,对漆膜涂层的耐霉菌性能进行评定分级(又称防霉等级)。长霉面积越小说明涂层的耐霉菌性能越好,反之,则说明耐霉菌性能越差。目前国内外漆膜涂层耐霉菌性能的主要标准包括:GB/T 1741-2020〈漆膜耐霉菌性测定法〉、HG/T 3950-2007〈抗菌涂料〉、JISZ 2911-2018〈真菌抗性测试方法〉、ASTM D5590-17(2021)〈快速4周琼脂平板法测定漆膜及相关涂层的抗真菌能力〉,以及ASTM D3273-21〈标准试验方法环境舱中测定室内涂料表面耐霉菌生长〉。

  2漆膜涂层耐霉菌性能测试方法的对比

  在测试方法方面,现有的5种标准耐霉菌性能测试法各具特点,具体如表1及表2所示。

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  3漆膜涂层耐霉菌性能测试标准总结及建议

  研究发现,各种漆膜涂层的耐霉菌性能检测方法差异较大。因此,选择一种合适的检测方法对于法差异较大。因此,选择一种合适的检测方法对于以从以下几方面入手对各种检测方法加以衡量。第一,测试范围。GB/T 1741-2020可应用于各类建筑漆膜的测试;HG/T 3950-2007可应用于具有抗菌功能的建筑涂料的测试,其他漆膜也可参照该方法;JISZ 2911-2018和ASTM D5590-17(2021)可用于测定两种或两种以上的油漆或涂层;ASTM D3273-21只能用于测定内墙涂料。从使用范围来看,前四个标准适用范围更广,可用于多种漆膜涂层的检测。第二,试样制备方式。GB/T 1741-2020按照产品的实际应用需求选用底材,规定底材的厚度和尺寸,并根据产品的实际应用情况进行施涂及养护;HG/T3950-2007也按照产品实际应用选用底材,规定底材的厚度和尺寸,并规定涂刷两次,涂膜厚度湿膜小于100μm,并在标准条件下养护7 d。其他三种测试方法则只规定了样品的尺寸,并未规定底材、涂刷及养护的方式。细致的规定能使检测方法更具操作性和可重复性,减少样品测试产生的误差,使检测方法更加合理且完善。第三,测试培养基。培养基配方的含糖量,决定了测试过程中培养基自身的长霉情况。同时,不同漆膜涂层样品的耐霉菌性能不同,对培养基的敏感程度也存在差异。在使用不同培养基对涂膜样品进行防霉等级测试的过程中,当漆膜涂层样品的耐霉菌性特别高或特别低时,测试结果差异不大;但当漆膜涂层样品的耐霉菌性能处于中等水平时,测试结果经常存在差异。尤其是经过老化处理的漆膜涂层样品,防霉等级一般会出现不同程度的下降,而选择合适的培养基则能够更好地区分漆膜产品老化后的耐霉菌效果,增强产品的区分度。GB/T1741-2020和HG/T3950-2007中用到的5‰蔗糖营养盐琼脂培养基,是上述几个标准中含糖量适中的培养基,可以较好地区分各产品的耐霉菌效果。一般情况下,耐霉菌性能的检测周期很长,如果想在较短时间内筛选出耐霉菌效果很强的产品,就可以选择使用JISZ 2911-2018。该测试方法使用含糖量为20‰的PDA或麦芽汁培养基,可为霉菌提供更好的养分,使霉菌生长更快,为测试样品营造一个更加严苛的环境,有效缩短漆膜涂层样品耐霉菌性能检测的培养时间。第四,稀释孢子悬液的营养盐溶液。GB/T 1741-2020和HG/T 3950-2007使用含糖5‰的营养盐溶液稀释孢子混合液,而其他三个标准只使用含有分散剂的无菌水溶液。耐霉菌性能测试的样品在湿度较高的培养箱中培养,接种菌液并自然晾干后其样品表面会因为含糖而吸潮,且耐霉菌性能测试的样品会使用紫外灯或者酒精进行样品表面灭菌处理,但一些较为顽强的细菌芽孢并无法被完全杀死。在有糖且湿润的环境下,细菌就会大量滋生,进而影响霉菌生长,阻碍对样品的测试和观察。因此,从样品的实际运用来看,耐霉菌性能测试只需为其提供一个严苛的环境,即在培养基中加糖便可使测试环境中的霉菌大量生长,进而测出样品是否具备耐霉菌性能。而使用加糖的营养盐溶液糖稀释孢子液,在测试样品接菌后的培养过程中,样品表面携带的细菌和真菌会随之生长,进而影响测试结果,且对样品测试而言也会过于严苛。第五,测试菌种。GB/T 1741-2020中使用的8种菌种,涵盖了其他几个标准中的大部分菌种,且从长霉的墙面来看,也曾分离鉴定出这8种菌种。因此,用这8种菌种来测试耐霉菌性能,具有一定的代表性。第六,老化处理方式。漆膜的老化处理即检测漆膜的耐候性。耐候性是指涂料干膜受阳光照射、温度变化、风吹雨淋等外界条件影响,而出现的变黄、龟裂和防霉防藻抗菌能力减弱等一系列老化现象。GB/T1741-2020室外用漆膜涂层产品按GB/T 23987-2009中8.2.1的规定进行老化试验,辐照度为0.83 W·m-2·nm-1,试验时间为100 h。GB/T 1741-2020老化方法中紫外照射凝露及温度变化与室外产品的所处环境相似,所以外墙使用的漆膜涂层可参照该标准的方法进行检测。HG/T 3950-2007的老化处理方式为采用1支30 W、波长为253.7 nm的紫外灯,距离样品0.8~1.0 m照射100 h。实际应用中,由于内墙漆膜涂层只受光照影响,所以其老化处理可参照HG/T 3950-2007的老化方式加以处理。其他三个标准均没有漆膜涂层老化的处理方法。第七,测试样品的尺寸。GB/T 1741-2020中规定的培养皿法只适用于规格较小且可裁剪的样品,而大件且不可裁剪的样品可采用悬挂法进行测试。其他4个标准都只提出了一种测试方法。ASTM D3273-21使用土壤加入霉菌使其生长后,将样品置于长霉的严苛环境中,此方法和漆膜涂层的使用方式相同,较大且不可裁剪的漆膜涂层样品可参照此方法进行测试。第八,评级方法。耐霉菌性能测试样品的防霉评级方法越细致,对样品耐霉菌效果的区分就会越精准。因此,国内大部分标准基本上都采用5级评定法,以有效区分耐霉菌样品的防霉等级。ASTM D3273-21使用11级评定法并附图标明了具体评价方法。如果在耐霉菌性能产品的研发阶段使用这种评级方法,就可以更好地区分耐霉菌性能测试样品的防霉效果,对于在样品中准确添加防霉剂具有重要的指导意义。第九,培养时间。各种防霉检测方法的培养时间一般都为28 d,有些可延长至56 d。防霉检测周期很长,要想在较短时间内区分样品的耐霉菌效果,可以选择使用JISZ 2911-2018测试方法,培养时间为7 d。现阶段检测时,有些客户还会要求延长耐霉菌性能测试的培养时间。适当延长培养时间,如56 d或84 d,对于测定样品的耐霉菌效果具有一定的指导意义。但如果培养时间延长过度,如6个月或6个月以上,便不再具有实际意义。因为6个月以后,用于霉菌培养的营养盐培养基会因时间太长缺乏营养而并干裂,导致霉菌孢子失去活力、不再生长。如果想检测耐霉菌测试样品是否具备长期耐霉菌性能,可以尝试培养2~3个周期,并将培养后的样品取出放在新的营养盐培养基上,重新加喷孢子液进行循环测试。

  4结语

  在对现行漆膜涂层耐霉菌性能的测试标准中,不同测试方法各有优点。因此,不能将用不同方法测试的防霉等级进行简单的比较,而应考虑漆膜涂层的特性、用途、使用要求等因素以选用合适的检测方法。

       参考文献

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