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罐内防腐剂的创新取决于完美混合物的发现与测试

罐内防腐剂的创新取决于完美混合物的发现与测试

时 间: 2022-03-08

访 问:7,892 次

摘 要: img{max-width:100%;} img{max-width:10…

作者 Judy Betancur,美洲市场经理;Beth Ann Browne博士,工业防腐专家,IFF微生物控制公司,特拉华州,Wilmington

 

 

 

毫无疑问,水性油漆和涂料的出现带来了相当大的挑战。对于那些希望为客户提供创新产品的配方设计人员而言,接近溶剂型涂料的性能、低VOC,水性替代产品可能具有不断变化的目标——从细菌、酵母菌再到霉菌和藻类,这条路上也不乏其微生物敌人的存在。

 

全球监管又增加了水性涂料的复杂性。水性解决方案现在是油漆和涂料行业的确定趋势,但在该领域许多最有效的杀菌剂——包括甲醛释放剂——在消费市场面临着严格的剂量限制,尤其是在欧洲。

 

配方制定者如何应对无数微生物和跨境监管指南的挑战?有人可能会认为,答案在于一种尚未被发现的新型化学杀菌剂,但实际上,找到一个现有行业可靠产品的完美比例——并调整该比例以适应多个地区和应用——是实现杀菌防腐剂创新的最明确的道路。

 

目前存在许多添加剂,可以混合使用来满足应用需求和监管要求。经过广泛的研究和测试,IFF微生物控制(MC)部门的专家们发现,BIT和CMIT/MIT活性物(见下文)的正确组合可以产生一种理想的防止细菌和真菌的罐内防腐剂。这些发现使得BIT/CMIT/MIT的混合物BIOBAN™BTCM产品的推出,它具有强大功效、配方灵活性、防腐稳定性、更方便的物流和易用性。

 

BIOBAN BTCM是MC产品组合中的最新产品,该组合包括用于油漆、乳胶漆和其他油漆配方成分以及建筑材料保存的各种罐内和干膜解决方案。该产品是在BIOBAN BZ杀菌剂推出后不久发布的,BIOBAN BZ结合了BIT和ZPT,可在广泛的pH值范围(2-12)的产品中获得最佳的抗菌和抗真菌性能。

 

 

 

活性成分

 

配方制定者们发现1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)作为罐内防腐剂总是非常成功,可以在潮湿状态下抵御广谱细菌和一些真菌。它在广泛的温度和pH值范围内高度稳定,能提供长期保护,使产品具有更稳定的保质期。该成分的一致性使其成为与其他具有更特殊或更剧烈作用模式成分的常用复配基础。

 

氯甲基异噻唑啉酮/甲基异噻唑啉酮(CMIT/MIT)是一种被广泛接受的金标杀菌剂,用于pH值高达8.5的水性涂料和粘合剂的罐内防腐,在低添加量下非常有效——成品中的活性成分为15-22.5%的ppm。CMIT/MIT杀菌剂可提供广谱保护,有效防止微生物生长,如细菌、酵母菌和霉菌等,从而使水性产品(包括油漆、粘合剂、乳液、矿物浆料和胶带接缝化合物等)得到强有力的保护。CMIT/MIT杀菌剂可与水性涂料相容,通常不会引起絮凝或粘度、颜色、光泽、成膜或成品配方的其他关键参数的变化。最重要的是,CMIT/MIT提供了针对假单胞菌的固体保护,假单胞菌在保存油漆和涂料时已成为一个非常普遍的问题。

 

当寻找能在潮湿状态下对细菌和真菌的都广谱有效的杀菌剂时,配方制定者应该考虑1,2-苯并异噻唑啉-3-酮/锌-2-吡啶硫代-1-氧化物(BIT/ZPT)。像BIOBAN BZ这样的BIT/ZPT组合是水性分散体,它已被证明在乳液、建筑材料以及一些油漆和涂料应用中是相容的和有效的。由于具有BIT和ZPT,该产品在温度和pH范围内也具有稳定性。

 

2,2-二溴-3-氰基丙酰胺(DBNPA)作为一种成本效益高的防腐剂,具有几乎瞬时的杀菌活性,被广泛应用于油漆和涂料制造工厂的清洁处理。许多油漆和涂料生产商通常使用DBNPA来保存原材料,净化洗涤用水和受污染的产品,并作为工厂设备的快速杀菌剂使用。DBNPA在低浓度下即可发挥功效,可快速杀死细菌、霉菌和酵母菌。它与水完全混溶,通常在几分钟到几小时内就能实现有效的微生物控制。

 

DOWICIL™ QK-20抗菌剂是一种基于DBNPA的快速、广谱的技术,非常适合生产批次产品的处理,以减轻微生物污染,优化长期罐内保存体系的表现和剂量。它可用于水性油漆和涂料、乳胶和树脂以及许多其他产品中的罐内防腐体系的补充。

 

虽然所有这些活性成分都是很好的选择,但BIT和CMIT/MIT已经成为保护工业产品(如油漆和建筑材料)的主力军,它们彼此也具有互补性。BIT提供持久保护,CMIT/MIT通过更快的灭杀速度进行补充。将它们混合成一种精心调配的预混合添加剂,配方设计人员可以在没有任何影响的情况下利用两者的优点。

 

 

 

条例和比率

 

将BIT和CMIT/MIT结合在一起的便利性无疑对所有规模的操作都是有利的,并且已经向市场提供了几种类似的组合尝试。然而,在选择罐装混合物时,配方设计师应注意与杀菌剂供应商合作,该供应商应该提供严格的实验室测试,以确认独特配方对生产环境中可能存在的强大微生物的有效性。

 

鉴于全球监管环境的复杂性,对杀菌剂组合决策的影响是广泛的。随着法规变得越来越严格,配方设计师可用的杀菌剂活性成分工具箱也在以相应的速度缩减。MIT是BIOBAN BTCM产品的三种活性成分之一,它目前在消费者市场(尤其是欧洲)面临着最严格的用量限制。

 

在美国,杀菌剂必须根据《联邦杀虫剂、杀真菌剂和杀鼠剂法案》(FIFRA)以及在使用杀菌剂的每个州进行注册。常规化学品受《有毒物质控制法》(TSCA)的监管,食品和个人护理市场使用的油漆和涂料产品受《联邦食品、药品和化妆品法》的监管。

 

欧洲产品必须符合欧盟第528/2012号《生物杀菌剂产品法规》(BPR)-(EU)的要求,以及在国家一级注册产品的持续要求。此外,在欧盟关于化学品注册、评估、授权和限制的法规REACH中也有相关要求。

 

至于世界其他地区,各国通常都有自己的法规来管理杀菌剂的使用,尽管在某些情况下,它们依赖于获得欧盟BPR或美国EPA批准的产品。油漆和涂料行业的防腐剂供应商应具备这些法规的工作知识。以BIOBAN BTCM为例,配方制定者有独特的灵活性,通过确保CMIT/MIT浓度保持在15ppm以下,使产品避免贴上H317的标签。本产品中的活性物质因此可以满足MC欧盟BPR法规关于罐内防腐用产品(PT-6)的要求,因此相应的处理条款在进口和投放欧洲市场时均符合要求。

 

欧洲的配方制定者——以及那些只想向欧洲出口产品的美国配方制定者——必须在创新供应商的帮助下克服这些挑战,这些供应商可以提供稳健的选择,不会与监管法规产生冲突。建议为了符合监管要求,配方设计师应与具备专业知识和实验室基础设施的制造商合作,来提供符合全球标准的产品。以BIOBAN BTCM为例,该混合物提供了尽可能多的BIT,同时保持了有效且为欧洲所接受的CMIT/MIT水平。

 

 

 

从影响到应用

 

满足世界各地的监管要求是至关重要的,但实现理想的BIT/CMIT/MIT配比也具有较小规模的影响。对于许多中小型企业来说,二合一的产品提供了他们无法放弃的便利性。

 

对于各种规模的公司来说,防腐都是一个全行业关注的问题,但规模较小公司的配方设计师可能缺乏时间和资源来专注于此。这种规模的配方制定人员依赖于杀菌剂供应商来提供有效的解决方案。通过提供一种由常见成分制成的复合杀菌剂,将这种压力从配方制定人员的待办事项列表中去除就容易多了。在新冠疫情期间,只有被认为必不可少的工作人员才能进入实验室工作,而且资源也不可避免地产生了稀缺,使用复配的一个产品解决方案便显得更为重要。

 

对实际应用的测试也同样重要。在选择供应商之前,要确定他们是否拥有必要的实验室基础设施,可以评估客户要求的配方和应用中的产品。较好的公司将能够动态地进行改变,并提供实验性的设计过程。例如,IFF就引导其一位客户完成了一个实验设计阶段,该阶段侧重于在100天内控制特定的微生物。

 

在产品测试方面,胶带连接化合物(TJCs)案例提供了一个理想的研究。TJCs需要具有特定的一致性,同时保持对微生物的控制。BIT/CMIT/MIT的理想组合不仅能提供较好的杀菌保护,还能保护TJC产品的粘度。

 

在此之前,许多甲醛类产品很受欢迎,但实际上它们容易导致该化合物粘度的降低。最佳的复配产品可以在确保产品正常工作的同时,抵御微生物的侵蚀。

 

 

 

关于杀菌剂供应商的最后一点

 

无论配方设计师选择何种防腐剂组合产品,都必须与那些能够证明其对工艺防腐化学、水处理化学和微生物学有深刻理解的供应商合作。供应商还应能够向配方设计者提供工厂卫生检测,以识别和清除所有微生物污染源,以及具备实验室能力,以帮助优化产品的开发。世界一流的实验室基础设施所能提供严格的测试,这是无可替代的,它可以进行实验设计和实际应用时的故障排除。

 

尽管杀菌剂成分工具箱在不断缩小,但配方设计师仍有大量的选择。好消息是,在经验丰富的防腐剂供应商的帮助下,配方制定者可以确定兼容的、经批准的防腐剂解决方案,以适应市场需求和监管要求的变化趋势。正如我们所发现的,完美的原料复配可以扩大配方设计人员在全球市场的影响力,帮助各种规模的公司轻松、一致地服务于当地市场。

 

 

 

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本文收录在《PCI中文版》杂志2021年9月刊中

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