1 前言
保持环境清洁无污染，是防止细菌、病毒等大量繁殖，阻止其对人类感染切实可行的途径，使用抗菌材料是实现环境清洁、无污染的为简单有效的方法。传统的墙面涂料防霉、抗菌效果较差，涂膜易长霉菌和细菌。霉菌、细菌的繁殖和生长，不仅使涂膜容易开裂和剥落，而且使人们的健康受到威胁。从环保和健康角度考虑，研制和推广使用抗菌内墙乳胶涂料显得越来越重要。

2 实验部分
2.1 主要原料
纳米氧化锌复合抗菌剂、苯丙乳液、钛白粉、碳酸钙、滑石粉、硅灰石粉、分散剂、增稠剂等。
2.2 试剂及仪器设备
试剂：营养琼脂培养基、菌悬液（金黄色葡萄球菌、大肠杆菌）。
仪器设备：培养皿、移液管、隔水式电热恒温培养箱、高速分散机、耐洗刷仪等。
2.3 涂料配方（见表1）

2.4 工艺设计及制备
乳胶涂料的组分通常达20 多种，首先考虑到基料、颜填料及其颜料体积浓度（PVC）与乳胶涂料的性能关系；其次考虑到抗菌剂、增稠剂、成膜助剂、润湿分散剂与乳胶涂料的性能关系。在确定配方的过程中结合抗菌乳胶涂料应达到的性能指标，特别是对优异的抗菌性、耐洗刷性、遮盖力及控制成本等目标，将研究重点放在乳液、颜填料及抗菌剂的选择上，同时对各种助剂进行调整，使抗菌乳胶涂料综合性能达到佳。
将上述抗菌剂、颜填料、分散剂等与水混合高速分散均匀后用砂磨机研磨，细度合格后过滤，与选定的乳液、增稠流变剂等用调速机分散搅拌均匀，制得抗菌乳胶涂料。

3 结果与讨论
3.1 乳液的选择
抗菌乳胶涂料中乳液的正确选择，对其性能特别是耐久性、耐水性、耐碱性及耐洗刷性等起着重要的作用。乳液的组成、结构、性能不仅直接影响抗菌乳胶涂料的耐水、耐碱性、耐洗刷性、耐久性等性能，而且也影响其与颜填料及助剂之间的混配性。试验中筛选了国民淀粉、北京科信等公司的苯丙乳液进行配漆试验，采用测试结果好、综合性能佳的乳液制备抗菌乳胶涂料。
3.2 颜填料的选择
金红石型钛白粉是乳胶涂料中常用的白色遮盖颜料，其折光指数高、吸油量小，呈晶体结构，且对可见光具有很高的反射能力和很低的吸收能力。考虑到抗菌乳胶涂料属中高档功能性涂料，通过大量试验，选择了国外某大公司生产的金红石型钛白粉，其具有超耐候性、易湿润、良好的遮盖力和稳定性，综合性能优异。填料在乳胶涂料中不具备着色力，但可以增加涂膜厚度，提高涂膜的耐磨性和耐久性等。根据抗菌乳胶涂料的性能要求，对常用填料碳酸钙、滑石粉、高岭土等进行了优选。
3.3 助剂的选择
抗菌剂是抗菌乳胶涂料的主要成分，筛选不同公司的多种抗菌剂，分别制漆检测，经过不同品种不同用量抗菌剂的平行比较，选出抑菌带宽、抗菌效果好的纳米氧化锌抗菌剂作为抗菌成分。除抗菌剂外，重点对分散剂、增稠流变剂、成膜助剂进行了优选，还有消泡剂、防腐剂、防霉剂、中和剂等。通过大量的试验确定了各类助剂的品种和用量，在满足各项性能要求的前提下，尽量减少助剂的用量。
3.4 性能测试
3.4.1 抗菌性
抗菌乳胶涂料的抗菌性参照日本相关标准，先在实验室自测，其终抗菌效果经中国科学院理化技术研究所抗菌材料检测中心进一步证验，结果见表2、表3。
实验菌种：金黄色葡萄球菌大肠杆菌。
检验方法：制备4.0×106/mL的菌悬液，取0.1mL的菌悬液均匀分布于营养琼脂培养基表面，将10mm的抗菌乳胶涂料涂膜试片放在涂菌营养琼脂培养基表面，放于隔水式电热恒温培养箱内24h，观察抗菌效果，测量、记录抑菌带尺寸，检验结果见表2。

注：0# 乳胶涂料为普通内墙乳胶漆，1-4# 乳胶涂料为不同品种及不同用量抗菌剂的抗菌乳胶涂料，1-4# 抗菌乳胶涂料均有抗菌效果，而3# 抗菌乳胶涂料抗菌效果好（抑菌带宽）。

从检测结果可以看出，普通内墙乳胶涂料的抗菌效果很不明显，而在乳胶涂料体系中添加纳米氧化锌抗菌剂后可以明显地看出其抑菌率的变化，并且随着抗菌剂含量的增大，抑菌率也随之增大。从乳胶涂料体系的整体来看，添加纳米氧化锌抗菌剂后，乳胶涂料抗菌率有明显的提高。
氧化锌作为传统的无机抗菌材料之一，在与细菌接触时，锌离子缓慢释放，由于锌离子具有氧化还原性，并能与有机物的巯基、羧基、羟基反应，破坏其结构，进入细胞后破坏电子传递系统的酶并与— SH基反应，达到杀菌目的。在杀灭细菌后锌离子可以从细胞内游离出来，重复上述过程。纳米氧化锌除具有传统氧化锌的抗菌作用外，还具有光催化能力，在光照下产生高活性的羟基自由基，可以氧化分解各种有机物，将其分解为无害的CO2 和H2O，这样既能杀灭微生物，也能分解有机营养物，从而有效地抑制细菌等微生物的大量繁殖，达到抗菌净化的目的。
从表２、表３可见，研制的抗菌乳胶涂料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等常见感染菌显示出极高的抗菌性，抗菌率达到99% 以上。
3.4.2 综合性能
研制的抗菌乳胶涂料其综合性能经国家建筑材料测试中心及天津市质量监督检验站第11 站按GB/T9756-2001《合成树脂乳液内墙涂料》、GB18582-2001《室内建筑装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》及HBC 12-2002《环境标志产品技术要求》标准分别进行检测，结果如表4、表5 所示。


由表4、表5 可见，抗菌乳胶涂料的各项性能指标均满足合成树脂乳液内墙涂料国标优等品要求，其中耐碱性、耐洗刷性远远高于国标合成树脂乳液内墙涂料国标优等品要求，各有害成分均低于环境标志产品标准规定限量值。
4 结语
(1) 抗菌乳胶涂料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等常见感染菌显示出极高的抗菌效果，抗菌率达到99%以上。可有效抑制和杀灭环境中的有害致病菌，降低环境微生物对人体的危害，进而达到净化环境的目的。
(2) 抗菌乳胶涂料的综合性能优异，超过合成树脂乳液内墙涂料国标优等品的标准，且有害物质释放量远远低于国家标准限量值及环境标志产品技术要求，能满足中高档建筑物对功能涂料的要求。