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满足绿色防腐剂的挑战

作者:   |  发表于:2013-04-01   |  关键词:

涂料生产商了解对于高级材料保护采用“绿色环保”技术的重要性。不幸的是,有时认为环保防腐计划产品没有含甲醛类杀菌剂化学品的效果好。如今,对绿色产品市场需求的增加及持续的法规压力迫使远离甲醛,这使得被认可的、有效的杀菌剂活性物质的列表大大缩小。生产商正在意识到,当杀菌剂与来自专业杀菌剂供应商的应用技术相结合时,最新的绿色环保技术就能帮助他们实现性能要求。以下是一个信誉良好的涂料生产商获得经济有效的高级绿色环保防腐剂的案例故事。

严格来说,要能制造出绿色环保产品,首先是要使用绿色环保的原材料来配制产品。然而,绿色原材料通常更易受到微生物的攻击,经常是微生物污染的重要来源。主要原因是:树脂单体含量降低、使用较少的助溶剂、总体VOCs含量较低、由生产过程留下的杀菌剂残余物的量降低。这些因素会对维持良好的车间卫生施加更多的压力,而这依次又会造成涂料生产商提高工艺过程中各处杀菌剂的使用量,从而也会影响所要求的监控程度。

有一家美国生产商(公司A)销售的使用了甲醛类化学品的防腐性能很好的涂料产品,有令人羡慕的使用多年的记录,某些产品使用甚至超过了15年。2011年,公司发布了适用于北美消费者的一个新的系列的绿色涂料产品。此外,除了对配方中所有其他材料进行改变外,涂料设计成低甲醛的产品。开始评价时,公司A发现,当将产品中主要原材料的VOC含量降至远低于50 g/L后不久就出现了微生物问题。问题表现为偶尔出现胀罐问题,有时又表现为同时生产的产品罐与罐之间有差异。

内务检查、微生物状况调查、甚至是对最终产品的仔细研究都清楚的表明没有什么特别情况。特定消费者先前的使用经验表明,这种日常监控的做法对于以前采用甲醛类杀菌剂的产品是有用的,而对新型绿色防腐剂是不够的。公司A认识到需要采用新的能更准确模拟变化的卫生状况和对最终产品防腐性能影响的标准试验方法。为此公司A就与主要的杀菌剂供应商 Troy公司建立技术上的合作。

了解到对杀菌剂要求的提高和其新产品对表面上看起来似乎变化微小的保存条件敏感,公司A决定设计高灵敏度的测试方法来揭示绿色湿态处理产品之间的性能差异。合格的绿色杀菌活性产品有:苯并异噻唑啉酮(BIT)、氯甲基异噻唑啉酮(CMIT)和溴硝醇(BNPD)。

首先,所有新的测试需要对工厂生产的实际批量化产品进行,而不是对实验室配制的产品进行测试。其次,测试应在夏季微生物问题最为常见的时候进行。Troy公司和公司A在进行高级工厂卫生检查问题上进行合作,他们采用Troy公司的TMMA原理来识别需要关注的区域,这些区域在采用标准的卫生检查方法时不会被检测到。

   TMMA代表Troy公司的微生物管理条件,由Troy公司提供的一种技术性支持服务计划,以确保正确使用性价比最高的防腐剂。

选择了从内用到外用十个不同涂料等级的产品系列进行测试,代表了乳胶树脂、颜料和增稠剂的不同组合。所有产品以典型方式在工厂批量生产,然后一桶一桶进行测试,对其中不同的防腐剂组合进行测试。添加杀菌剂后,将五加仑的桶用处理后不同等级的涂料样品装满,储存在不进行空气调节的仓库六个月,包括夏天。此时,采用修改后的实验室测试方法,用多个外部设施进行防腐性能的挑战性测试。对新生产的涂料样品和经过热陈化(热陈化是为了对待测防腐程序增加难度)的样品分别进行测试。

1中的剂量-响应曲线表示基于BITBNPDCMIT组合不同的防腐处理方法。红的“竞争性线描述了使用0.3%量的所有三种活性剂组合后得到的性能,而绿线表示使用量分别为0.3%0.4%Mergal® 758后的性能,Mergal® 758是一种独特的不含VOC、不含甲醛的BITCMIT的分散体。当经过四种挑战性试验和热陈化后,使用量为0.3%的竞争性活性剂组合和Mergal®758都未能达到<10cfus/mL的要求。然而,使用量为0.4%Mergal® 758显示有优异的性能。如图所示,在一系列特殊的实验室条件下,采用Mergal®758,得到的性能有差异,说明了使用某些绿色湿态产品技术对控制极端条件下的微生物活性能相当有效。

1给出了绿色杀菌剂活性物和在长期研究中使用的浓度。系列7-9 (Mergal 758)中使用的产品都经过了绿色徽章和绿色防护标志的认证。这种测试方法能更准确地模拟微生物、化学品和热因素对公司A新的绿色涂料系列的影响,这也是研究的最终目的。

测试杀菌剂选择的标准如下:

零甲醛、低VOC至零VOC浓度、高活性;

基于温度和pH值的化学稳定性;

杀菌速度(剂量-响应);

对相关微生物种类的最低抑制浓度(MIC);

相对性能优势和缺点;

底材的兼容性和添加的容易程度。

经过第一轮的挑战性测试后,就能发现某些性能差异。另一方面,热老化挑战性测试显示有明显的性能差异,尤其是采用绿色技术。由Mergal® 758代表的多活性产品技术性能最好。当对经过六个月热陈化的产品进行在测试时,在绿色活性剂组合技术中有明显的优胜者,最为显著的是Mergal产品。


结论

公司A在保护和维护方面有长期较好的产品质量声誉。其客户正在要求使用更加绿色环保的产品,而他们认为标准实验室习惯做法、取样方法和测试方法都不足以用来预测未来的性能。公司ATroy公司一起合作研制新型测试方法能成功区分哪一种绿色湿态处理产品能经受高热和时间的作用。最重要的是,公司能区分基于在杀菌剂活性物组合方面具有微小差异的产品性能,以及能帮助他们获得绿色产品地位的产品配方特征。通过提供新型绿色防腐剂的性能,涂料公司不仅能解决微生物问题,而且能实现可持续性目标,准时引进新的绿色涂料产品系列。




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