北方的住宅建筑近几年来都采用外墙外保温系统。但是很多小区的住宅楼南北面造型复杂,窗口多,不少建筑商为了降低成本,不采用喷涂聚氨酯作保温材料,而是用聚苯板或者挤塑板来造型。采用聚苯板或挤塑板作为保温材料,由于粘接材料不能满粘保温材料,会造成局部透寒,在冬季供暖后或者春季天气转暖后,室内透寒部位便开始发霉、长毛、变黑,严重影响室内涂料的装饰效果。本文研制了一种防水防霉杀菌剂,能够有效治理涂料的发霉、变黑问题。
1 实验部分
1.1 主要原料及来源
质量分数为9%的次氯酸钠溶液(试剂级,广东西陇化工),质量分数≥6%的次氯酸钠溶液(工业级,市售),乳化硅氧烷(吉林大田化工),硅酸钠(沈阳力诚化工),pH 值调节剂(自制),高pH 值防腐杀菌剂(霍夫曼化学),大白(市售),乳胶漆(市售)。
1.2 防水防霉杀菌剂的配制
防水防霉杀菌剂的基本配方见表1。
表1 防水防霉杀菌剂的基本配方
在带有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入配方量的水,升温至50 ℃左右,加入称量好的硅酸钠颗粒,使其溶化后降至室温,加入乳化硅氧烷,搅拌均匀后加入高pH 防腐杀菌剂,在缓慢搅拌下加入两种次氯酸纳溶液,用pH 值调节剂调节pH 值为12~12.5 左右,搅拌20 min,即制得防水防霉杀菌剂,在避光、密封、阴凉处保存。
1.3 霉菌、黑斑的培植
取4 块500 mm×500 mm 的石膏板,将大白刮涂于石膏板上,大白干燥后将其中2 块喷上乳胶漆,待大白和乳胶漆全部干燥成膜后,再将其表面喷湿,放入阴暗木箱中存放1 个月(温度最好在25~30 ℃左右,每星期往木箱底部喷水2 次),大白和乳胶漆均长出霉菌和黑斑。将每块模板的一半用薄膜盖住,用双面胶固定,备用。
1.4 防水防霉杀菌剂的喷涂效果
将4 块模板没有覆盖薄膜的部位喷上防水防霉杀菌剂,静置0.5 h 后,观察到霉菌基本全部消失,剩余没有消失是特别严重的部位,再喷涂一遍防水防霉杀菌剂,20 min 后可观察到霉菌和黑斑全部消失。
1.5 防水防霉杀菌剂的长期效果
将4 块模板的薄膜撕去,各取一块大白和乳胶漆模板在室内室温下存放观察,另外2 块还放置在原木箱中保存(温度最好在25~30 ℃左右,每星期往木箱底部喷水2 次),2 个月后取出观察4 块模板的情况。2 个月后取出4 块模板观察,发现室内室温下存放的模板,喷涂过防水防霉杀菌剂的部位光洁如新;没有喷涂过防水防霉杀菌剂的部位霉菌继续生长;交接部位由于防水防霉杀菌剂的缘故,在宽度为2 cm的范围内霉菌的生长都受到了抑制。放置在木箱中的模板,喷涂过防水防霉杀菌剂的部位霉菌没有再生长,由于存放环境的缘故,乳胶漆和大白没有室内的光亮;没有喷涂过防水防霉杀菌剂的部位,霉菌长势更旺。在喷涂过防水防霉杀菌剂的部位淋上水,发现水珠在表面滚动,类似荷叶效应,说明防水防霉杀菌剂能起到明显的防水作用。在杀菌和防水的双重作用下,霉菌和黑斑更不易生长。
2 结果与讨论
2.1 次氯酸钠的分解控制
防水防霉杀菌剂中的主要原料是次氯酸钠,它在常温下很容易分解,不同pH 值条件下次氯酸钠溶液的主要成分见表2。加入硅酸钠和pH 值调节剂,调整pH 值在12~12.5 左右,能够有效抑制和延缓次氯酸钠的分解。
表2 不同pH 值条件下次氯酸钠溶液的主要成分
2.2 高pH 值防腐杀菌剂在强氧化剂下的稳定性
普通的防霉杀菌剂在强碱性和次氯酸钠的强氧化性下易分解或者失效,选择一种高效的高pH 值防腐杀菌剂,并控制它的稳定性,是决定配制防水防霉杀菌剂效果好坏的关键。
2.3 荷叶效应的产生机理
乳化硅氧烷是渗透性防水剂的主要原料,能够透过水泥、石膏等无机材料的表面,在基材表面交联形成不溶于水和溶剂的聚有机硅氧烷树脂膜,产生拒水性,并且具有透气性。干燥后的膜能产生荷叶效应,具有防水作用,使水珠和湿气不能渗透到基材内部,断绝霉菌产生的潮湿环境。
2.4 次氯酸钠的单独杀菌效果
用次氯酸钠和配制的防水防霉杀菌剂作对比试验,单独使用次氯酸钠溶液的模板,在养护箱中1 个月后即又产生霉菌和黑斑,其表面也不具有防水作用,杀菌长效性远远不如配制的防水防霉杀菌剂。
2.5 防水防霉杀菌剂的储存稳定性控制
由于防水防霉杀菌剂中的次氯酸钠容易分解,即使加入硅酸钠作为稳定剂,长时间的储存也会降低使用效果,所以应在低温避光的环境中保存。在pH 值为12~12.5 的条件下,初配置的防水防霉杀菌剂在阴凉处避光保存18 个月后,在室内墙面长霉斑的地方使用,仍然具有初配制时的杀菌效果,霉斑全部清除干净,墙面光洁如新。
2.6 防水和杀菌效果的持久性
2009 年春季至2010 年年底,近2 年时间,经观察,喷涂过防水防霉杀菌剂的模板没有再生长霉菌;淋水试验也表明,水珠喷上后随即滚落,不能往涂料内部渗透,涂料表面没有润湿现象发生,涂料的表面仍然具有防水作用。
3 应用实践
3.1 应用注意事项
防水防霉杀菌剂表现为强碱性和强氧化性,使用时应特别注意周围物品的保护,不能喷溅到地板、窗帘、衣物等物品上,否则会造成这些物品的颜色脱落。喷涂时施工人员应配带护目镜,对于霉菌严重的部位,应加喷一遍,一般30 min 后即可使墙面光洁如新。喷涂后应开窗通风0.5 h 以上,消除室内的次氯酸钠气味。次氯酸钠本身就是医院和公共场所的常用杀菌剂,不会对人体造成伤害,这点在喷涂防水防霉杀菌剂时要对业主说明。
3.2 应用案例
按照小试配方量,配制100 kg 防霉杀菌剂,在大连庄河御华苑小区、木兰花园、新华小区等住宅楼内应用,喷涂面积约600 m2,2009 年春季至今,喷涂部位不再生长霉菌,墙面光洁如新,得到了物业和业主的好评,取得了良好的社会效益和经济效益。