水性配方的兴起——解决油漆和涂料市场中的微生物污染问题
作者：Judy Betancur, 区域市场经理, 北美, 陶氏微生物控制
每个问题都会有解决办法。而且，对于每一个解决方案，都可能出现相应的挑战。随着油漆和涂料配方设计者越来越擅长将溶剂型涂料的理想性能与环保、低VOC、水性产品相匹配，他们也面临着越来越多关于微生物生长和污染方面的挑战。
这是工业领域一个众所周知的知识：哪里有水，哪里就会有“细菌”产生——这些肉眼看不见的微生物会污染油漆、涂料、生产设施和关键的原材料等。为了确保油漆和涂料配方的最佳性能，需要使用化学防腐剂或杀菌剂来控制和杀死工厂和罐内的微生物。如今，行业内对杀菌剂的使用受到法规监管与壁垒的限制，同时也使我们应对微生物的解决方案受到了相应的限制。
全球法规监管限制是这些挑战中最主要的，而且它们还在继续收紧中。尽管水性漆的主导未来就在前方，但许多传统用于水性油漆和涂料产品的杀菌剂(包括甲醛缓释剂)，在消费市场上依旧面临剂量限制，尤其是在欧洲。配方设计者必须克服这方面的挑战，但这也为创新创造了机会，以及为行业采用成熟而可靠的选项创造了机会。
供应的可靠性
油漆和涂料防腐剂可能偶尔会受到原料短缺的限制。这些情况通常是动态的和暂时的，但它们会干扰市场需求和产品的生产。配方设计者需要准备经过验证的替代产品，以保证对客户的供应和工厂的运转。
在原材料短缺的情况下，防腐剂供应商有时可以找到关键杀菌剂成分的替代供应源。更重要的是，它们可以帮助配方师确定可用于油漆和涂层产品的替代解决方案。这需要深入了解当前的监管环境，以及要精通微生物、低VOC和水性涂料配方等方面的专业知识。
对微生物进行控制具有一定的挑战性，并非那样简单，这使得与经验丰富的杀菌剂供应商进行合作，并根据特定配方特性来选择合适的防腐剂变得至关重要，这些特性包括杀菌效率、长期效率、pH值稳定范围、化学兼容性，以及对目标细菌和真菌的杀菌效率等等。以下是一些供选择的杀菌剂产品，配方师应考虑其需求来进行选择，以确保涂料产品的安全性。
性价比高，易于生物降解的CMI/MI防腐剂
氯甲基异噻唑啉酮/甲基异噻唑啉酮(CMI/MI)常常被称为水性涂料和粘结剂罐内防腐的主力军，其pH值可达8.5，添加量低至0.1 -0.15%，便可发挥很好的效果。CMI/MI杀菌剂对微生物(如细菌、酵母菌和霉菌)提供广谱保护，从而使包括涂料、粘合剂、乳液、增粘剂、矿物浆料和色浆等在内的水性产品得到强有力的保护。
CMI/MI杀菌剂与水性涂料的相容较好，通常不会引起絮凝或改变配方成品的粘度、颜色、光泽、漆膜或其他关键性能参数。
Kathon™LX 1.5%是一种基于CMI/MI的广谱罐内杀菌剂，广泛用于包括水性涂料在内的水性工业产品。该产品对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌、需氧和厌氧菌以及霉菌和酵母都有效，符合欧盟和美国食品药品监督管理局（FDA）的几项关于食品接触类的法规。
可与其他杀菌剂成分共同使用的DBNPA
2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺（DBNPA）作为一种具有即时抗菌活性，快速化学分解力，在环境中可快速安全降解的高效杀菌剂，被广泛应用于油漆和涂料的生产中，用于清洁目的。许多油漆和涂料生产商通常使用DBNPA来保持原材料的洁净，净化生产用水和受污染的产品，并用作快速清洁剂来清洗工厂设备。DBNPA即便少量添加，便可产生效果，对细菌、真菌和酵母菌具有广谱快杀效果。可与水完全相溶，并在几分钟内实现有效的微生物控制。
作为一种可共同使用的杀菌剂，DBNPA在成品涂料中的价值被许多涂料配方者所忽视。在已含有长期杀菌剂(如CMI/MI、BIT和BIT/ZPT等)的涂料中添加DBNPA，可以减少其他杀菌剂的负担，并在保质期内保持涂料的质量。这可以降低涂料的现场腐败风险、产品召回、产品返工和停产的几率。
DOWICIL™ QK-20是一款快速广谱的基于DBNPA的杀菌剂，它是减少水性油漆和涂料、树脂和乳液，以及许多其他产品中微生物污染的理想选择。
针对更广pH值与更高防霉性的BIT/ZPT解决方案
在潮湿环境下，寻找对细菌和真菌广谱有效的罐内杀菌剂的配方设计者应考虑1,2-苯并异噻唑啉-3-酮/锌2-吡啶硫醇-1-氧化物（BIT/ZPT）类型的产品。这类杀菌剂在各种温度和pH值下都具有很高的稳定性。BIT/ZPT类杀菌剂是填补其他杀菌剂在假单胞菌空白上的很好选择，它是水性分散体，在乳液、建筑材料和许多油漆和涂料的应用中，已被证实具有很好的兼容性和有效性。
基于BIT/ZPT的新型BioBan™BZ杀菌剂，是高于8.5pH值应用的理想选择，它具有很强的防霉性。该杀菌剂已经由美国环境保护署（EPA）批准用于油漆、涂料和乳液等应用，以及建筑和建材等配方中，添加量在总配方的0.01%到0.4%。目前新产品正在美国各州进行注册获得批准中。
为微生物解决方案选择合适的杀菌剂供应商合作伙伴
杀菌剂的全球监管环境可能令人望而生畏。针对微生物控制产品的法规和标签要求在不断变化，使得配方设计者在配方设计时很难走在最前沿。
例如，在美国，杀菌剂必须根据《联邦杀虫剂、杀菌剂和灭鼠剂法》进行注册。常规化学品受《有毒物质控制法》管制，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》管制。
在欧洲，产品必须满足欧盟第528/2012号《生物杀灭产品条例》（BPR）-（欧盟）的要求，且欧盟国家的产品注册要求也越来越高。此外，也受REACH法规监管，它是欧盟化学品注册、评估、授权和限制条例的法规。至于世界其他地区，各国通常有自己的法规来对杀菌剂的使用实行监管，它们大多以欧盟BPR或美国EPA的法规作为参照来制定。
油漆和涂料行业的杀菌剂供应商应熟知这些法规。例如，陶氏微生物控制部门通常会帮助配方设计者浏览这些复杂法规的协议和程序，以确保配方产品的正确性和成功注册。该公司还积极倡导科学的法规决策，以适应包括油漆和涂料在内的各个市场的风险敞口。在个人护理市场，使用特定材料的潜在危害与其他市场并不总是相同——但监管当局并不会总是考虑到这一重要区别。
除法规外，与杀菌剂供应商合作也非常重要，这有助于深入了解杀菌剂保护的化学过程、水处理防护过程、罐内杀菌以及油漆和涂料配方在分子水平上的科学性。供应商还应能为配方设计者提供工厂的卫生检测服务，以识别和补救所有微生物污染源，以及拥有帮助客户优化产品生产能力的实验室。
尽管可使用杀菌剂的范围在缩小，但配方设计者仍有足够的杀菌剂可以选择。好消息是，在有经验的杀菌剂供应商的帮助下，配方设计者可以确定具兼容性的、经过检验的杀菌剂解决方案，以适应市场和法规监管要求变化的需求。
