抗菌型雙組份刷涂聚脲的性能和應用
李占一
廣州市金鉑爾化工有限公司 廣州
抗菌型雙組份刷涂聚脲是一種可手工施工，有殺菌性能的高分子材料，具有安全、廣譜、長效殺菌抑菌功能.既可做成硬度2H的剛性抗菌型防護涂料，也可以做成高延伸率和高拉伸強度的彈性抗菌型防水材料、抗菌型地坪材料。耐黃變性好，物理力學性能優異，對基材的粘結力強，施工簡便靈活。施工過程無VOC排放。已在藥廠、醫院、學校及污水處理廠水池、水槽、飲用水等工程領域廣泛應用。是一種值得大力推廣的兼有抗菌功能的新型材料。
關鍵詞：抗菌型雙組份刷涂聚脲，防水涂料，重防護涂料
一、前言
隨著我國國民經濟的快速發展和生存環境的不斷變化，由于抗生素和化學藥物的大量使用，以細菌和病菌為代表的微生物已對人類健康造成越來越嚴重的威脅，直接危害著人們的健康。全球每年因細菌感染導致死亡的人數接近2000萬，占死亡總數的30%以上。從1996年日本大面積爆發的0—157大腸桿菌感染事件，到2003年肆虐于我國的“非典型肺炎”，以及讓人為之色變的登革熱，出血熱等流行病，無不向人們說明一個事實：只有建立環保健康的生存環境和使用的消毒滅菌產品，才能有效抵抗有害微生物的侵害。
抗菌型雙組份刷涂聚脲是一種慢反應型聚脲，可以手工施工，固化后的涂膜表面具有安全、廣譜、長效殺菌抑菌功能。其涂料組份由位阻型仲氨基天冬樹脂組成，殺菌助劑由無機載體的金屬系殺菌助劑復配而成，固化劑組份由脂肪族異氰酸酯或其預聚體構成。其滅菌原理是：當細菌、霉菌、真菌，苔蘚菌等微生物接觸到涂膜釋放的抗菌金屬離子時，這些抗菌離子帶正電荷，而微生物帶負電荷，當兩者接觸后產生庫倫吸引，相互牢固吸附。當微生物細胞表面積蓄一定數量抗菌金屬離子時，便會依據 “微動力效應”使之有效地擊穿微生物細胞壁，粉碎其細胞膜，接觸到細胞內的蛋白質和核酸；達到一定濃度后便產生化學反應使蛋白質變性，降低蛋白酶的活性。蛋白質是一切生命的基礎，蛋白質的失活影響細胞的代謝和呼吸功能，使其無法分裂、繁殖直至死亡，從而完成了抑菌滅菌的全過程。
由含有抗菌劑的聚脲涂料A組份和固化劑B組份現場反應形成致密的涂膜，其涂膜除了廣譜的殺菌消毒功能外，其它各項性能優異，耐候性好，拉伸強度高、斷裂延伸率大，可廣泛用于藥廠、醫院、學校及污水處理廠水池、水槽、飲用水等防水工程
刷涂聚脲克服了傳統噴涂聚脲由于反應速度過快，需要的高溫、高壓設備施工的弊端，可以按常規涂裝方法施工，能夠一勞永逸地解決重防腐、防水中的疑難問題，其特點是：雙組分，環保高固含，現場即配即用，施工方便靈活，可采用手刷、輥涂、刮涂、普通噴涂、普通無氣噴涂等多種方式施工。
1. 有廣譜的殺菌消毒功能，對人體和環境安全可靠。
2. 涂膜整體無縫，無缺陷漏點，并且性能可調，既能做成硬度高達2H的剛性涂膜，又可以做成斷裂伸長率高達400%、拉伸強度高達25Mpa的彈性材料。
3. 耐候性能優異，已通過4000h的人工加速老化試驗。
4. 耐磨性能優異，彈性涂膜磨耗損失≤10mg（1000g/500r),剛性涂膜RCA≥400次。
5. 防腐性能好，耐化學介質性能好。
二、金鉑爾化工抗菌型刷涂聚脲系列產品介紹
廣州市金鉑爾化工有限公司致力于雙組份脂肪族刷涂型聚脲的研發生產。產品包括抗菌類聚脲彈性涂料和聚脲剛性涂料，前者用于混凝土基材的防水，后者用于金屬基材的防腐蝕涂裝及金屬基材的抗菌耐磨涂層。
1、抗菌型刷涂聚脲彈性體涂料
金鉑爾抗菌型彈性聚脲涂料包括T100KJ無溶劑聚脲抗菌中涂漆和T200KJ耐黃變的脂肪族聚脲抗菌面漆兩個系列，延伸率在300-500%，拉伸強度為10-25MPa，于混凝土基材防水和防腐，也可用于金屬管道內外壁涂裝。T100KJ聚脲中涂層與T200KJ脂肪族聚脲面漆組成耐候的防水涂層體系。
抗菌型彈性刷涂聚脲涂料的性能見表1，主要性能包括:①滅菌能力強，延伸率高，拉伸強度大；②耐磨性好；③耐紫外線好；④機械強度高,粘結力強,抗沖擊能力強,搬運吊裝過程中不易損傷;⑤能耐濃度為10%的強酸和10%的強堿；耐鹽性能穩定,可以在海洋大氣環境下使用;⑥施工方法簡便，手工刷涂或噴涂;環保型材料,對生態環境無污染。
表1 T100KJ/T200KJ脂肪族刷涂聚脲彈性涂料指標
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T100KJ系列 無溶劑抗菌型刷涂聚脲彈性涂料 |
T200KJ系列 抗菌型刷涂聚脲彈性面漆 |
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固含量% |
95-100 |
80-90 |
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對大腸桿菌滅菌率（24h）% |
99.99 |
99.99 |
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對金黃色葡萄球菌滅菌率（24h）% |
99.98 |
99.98 |
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拉伸強度/MPa |
≥20 |
≥20 |
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斷裂延伸率/% |
≥350 |
≥450 |
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不透水性/30min |
0.3 Mpa |
0.3 Mpa |
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低溫柔性/°C |
-40 |
-40 |
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對混凝土粘結力/MPa |
4.5 |
4.5 |
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耐磨性（1000g/500r） |
≤10mg |
≤10mg |
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施工方法 |
刷涂、輥涂、噴涂 |
刷涂、輥涂、噴涂 |
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耐酸性（10%H2SO4溶液,240h） |
漆膜完好，無起泡現象 |
漆膜完好，無起泡現象 |
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耐堿性（10%NaOH溶液,240h） |
漆膜完好，無起泡現象 |
漆膜完好，無起泡現象 |
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耐水性h |
≥240 |
≥240 |
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耐機油h |
≥240 |
≥240 |
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耐鹽水性(3%NaCl)h |
≥240 |
≥240 |
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耐紫外線 QUV313nm |
不起泡、不開裂，輕微黃變 |
1500h不黃變，不起泡、不開裂 |
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干燥時間 表干 |
1h |
1h |
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干燥時間 實干 |
24h |
24h |
2、T300KJ系列抗菌型刷涂聚脲剛性涂料
金鉑爾抗菌型剛性聚脲涂料T300KJ系列產品適用于金屬基材和混凝土基材的涂裝保護，硬度1-2H，耐紫外線高可達4000h（其性能見表2）。涂層有高的交聯密度和屏蔽性，抗菌滅菌能力強，耐酸堿性好，耐氯離子滲透能力強，能夠有效阻止環境中的水、氧氣、氯離子等腐蝕性因子侵入基材，有效延長設施的使用壽命，減少設施的維修費用。
表2 T300KJ系列抗菌型聚脲剛性涂料指標
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序號 |
檢驗項目 |
檢測結果 |
檢測方法 |
備注 |
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1 |
固體含量（%） |
90.5 |
GB/T1725-2007 |
125℃ 1H |
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2 |
細度（μm） |
20 |
GB/T6753.1-2007 |
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3 |
表干時間 h |
1 |
GB/T1728-1989 |
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4 |
實干時間 h |
24 |
GB/T1728-1989 |
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5 |
施工期限 h |
1 |
GB/T1728-1989 |
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6 |
柔韌性 mm |
1 |
GB/T1731-1993 |
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7 |
耐沖擊 kg.cm |
50 |
GB/T1732-1993 |
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8 |
鉛筆硬度 |
3H |
GB/T6739-2006 |
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耐磨性 g |
0.02 |
GB/T1768-2006 |
750g/500r |
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9 |
附著力（劃格法） |
1 級 |
GB/T9286-1998 |
間距1mm |
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10 |
耐堿性 240h |
漆膜完好，無異常 |
GB/T9274-1988 |
10%NaOH溶液 |
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11 |
耐酸性 240h |
漆膜完好，無異常 |
GB/T9274-1988 |
10%H2SO4溶液 |
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12 |
耐機油 240h |
漆膜完好，無異常 |
GB/T9274-1988 |
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13 |
冷熱交替循環（3個循環） |
漆膜完好，無異常 |
HG/T2884-1997 |
一個循環： -20℃×1h→ 80℃×1h |
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14 |
耐鹽霧 2000h |
合格 |
GB/T1771-2007 |
配套環氧富鋅底漆 |
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15 |
耐人工老化4000h（QUV313nm） |
色差△E=2.9 失光率 15% |
ASTM D4587-2005 |
QUV313nm |
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16 |
水蒸氣滲透率g/（m2.d.kpa） |
0.007 |
SY/T0319-1998 |
涂層厚度245μm |
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17 |
耐水性（1000h） |
無氣泡、無銹蝕 |
GB/T1733-1993 |
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18 |
氯離子滲透率mg/(cm2.d) |
0.7×10-4 |
JTJ/T275-2000 |
涂層厚度300μm |
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19 |
對大腸桿菌滅菌率（24h）% |
99.99 |
JC/T897-2002 |
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20 |
對金黃色葡萄球菌滅菌率（24h）% |
99.98 |
JC/T897-2002 |
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3 、T100KJ/T200KJ系列抗菌型聚脲彈性涂料的應用
抗菌型刷涂聚脲涂層是柔韌、牢固、一體無縫的彈性涂膜,除了抗菌消毒功能外，還具有良好的防水、耐化學腐蝕、抗沖擊和耐磨性能。同時,又具有高抗張強度和良好的柔韌性、延伸率,能避免因基材移動而產生的開裂現象。
醫院污水中含各種有害的細菌和病毒，危機人們的身體健康，同時污水中各種離子、酸性物質、氧化性物質都會對污水處理池的混凝土及內部鋼筋產生腐蝕破壞，必須對其進行有效保護。污水處理池采用抗菌型刷涂聚脲涂層，涂裝1-2mm厚T100KJ聚脲彈性涂膜，能有效殺滅各種病菌，阻止腐蝕性介質對混凝土的滲透。其優異的耐酸、耐堿、耐介質能力，可以保證聚脲涂膜本身能抵擋污水中各種介質的腐蝕。聚脲涂膜有優異的延伸率和抗拉強度，可保證在混凝土基面發生水平或垂直方向位移的情況下，能大限度地保持涂膜的連續性而不開裂，從而達到佳的保護效果。