液體復(fù)合抗菌劑在拋光納米液中分散穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究*

易仕偉 楊奎彬 管蒙蒙

(海鷗冠軍建材(煙臺(tái))有限公司 山東 煙臺(tái) 265609)

前言

近年來(lái)，隨著社會(huì)發(fā)展和物質(zhì)文化生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)于健康的追求也與日俱增。目前抗菌技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲入到各個(gè)領(lǐng)域，如紡織品、塑料、家電、地板、建筑材料、裝修裝飾材料等?？咕纱u就是近年來(lái)越來(lái)越受到消費(fèi)者關(guān)注的一個(gè)品類(lèi)，自20世紀(jì)90年代初，國(guó)外諸如日本等許多企業(yè)就開(kāi)展了抗菌陶瓷的研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)[1-2]。

大理石抗菌瓷磚是通過(guò)在釉料中添加一些無(wú)機(jī)抗菌材料，然后達(dá)到抗菌的目的，但高亮面的大理石瓷磚表面都需要經(jīng)過(guò)超潔亮拋光處理，超潔亮的原理是通過(guò)加壓拋磨使拋光納米液，在瓷磚表面形成一層很薄的涂層，填充表面微孔并使得瓷磚表面形成鏡面效果，提高光澤度的同時(shí)還可以提高表面耐污染性能。但實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于表面高亮防污層的存在，造成一定的阻隔作用，會(huì)使得拋釉中添加抗菌劑的抗菌性能檢測(cè)結(jié)果偶有不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)，因此有必要對(duì)高亮涂層進(jìn)行抗菌處理，即將抗菌材料在拋光納米液中進(jìn)行分散后再進(jìn)入高亮工序。

考慮到實(shí)際生產(chǎn)的需要，液體復(fù)合抗菌劑與納米液混合后能在一定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定分散，不能出現(xiàn)嚴(yán)重的沉淀析出或絮凝、結(jié)凍等影響其正常使用的現(xiàn)象。

目前市面上抗菌劑的種類(lèi)主要有天然抗菌劑、有機(jī)抗菌劑和無(wú)機(jī)抗菌劑3大類(lèi)[3-4]。按照形態(tài)又可分為固體粉末抗菌劑和液體抗菌劑。

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 設(shè)備儀器

燒杯；量筒；電子秤；攪拌器。

1.2 試劑

①拋光納米濃縮液A：為原液，通常用于超潔亮工序前3～5個(gè)拋光頭用于填充毛孔；②拋光納米液調(diào)制溶液B：由拋光納米液濃縮液A添加防燒蠟、增亮劑等加水調(diào)配而成，直接用于正常高亮工序使用；③拋光納米液調(diào)制液C：由濃縮液A、調(diào)制液B和自來(lái)水，按體積比A∶B∶水=1∶1∶1配制而成；④納米復(fù)合抗菌劑分散液：分別標(biāo)記為L(zhǎng)M、JD、SR、BF，分別購(gòu)于不同廠家。

表1 不同抗菌劑與拋光納米濃縮液A混合結(jié)果

2 實(shí)驗(yàn)方法

筆者選用幾種不同廠家的納米復(fù)合抗菌劑分散液LM、JD、SR、BF，分別按照各自廠家的推薦添加量加入到某品牌的不同種類(lèi)的拋光納米液A、B、C中，攪拌均勻，靜置，觀察樣品的分散穩(wěn)定性。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

拋光納米濃縮液A為原液，拋光工序中前3～5個(gè)頭使用，如果直接用于加壓拋磨過(guò)程中容易因局部溫度高而出現(xiàn)“燒蠟”現(xiàn)象，為了避免此種情況，后面的頭均采用添加了防燒蠟添加劑的調(diào)制液B進(jìn)行拋磨。由表1可以看出，不同的液體復(fù)合抗菌劑按照廠商建議的比例添加到濃縮液中，8 h內(nèi)均無(wú)明顯的狀態(tài)變化。隨著靜置時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品LM因粘度變大而逐漸絮凝，然后開(kāi)始結(jié)凍凝固。這說(shuō)明不同廠家的納米復(fù)合抗菌劑本身對(duì)陶瓷行業(yè)用的拋光納米液本身就可能產(chǎn)生反應(yīng)。

表2 不同抗菌劑與拋光納米液調(diào)制液B混合結(jié)果

由表2可知，對(duì)于添加了添加劑的拋光調(diào)制液B，除SR外，其余幾種液體復(fù)合抗菌劑添加后，與濃縮液A相比穩(wěn)定性均變差，其中LM在4 h即完成絮凝，結(jié)凍，然后固化，完全不能用于大批量的生產(chǎn)過(guò)程。這可能是由于防燒蠟添加劑、增亮劑等與復(fù)合抗菌劑中的分散劑或者抗菌劑本身發(fā)生反應(yīng)，破壞了體系的電荷平衡，導(dǎo)致其體系穩(wěn)定性被逐漸破壞，從而逐漸凝固結(jié)凍。

為了解決上述結(jié)凍凝固的問(wèn)題，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)將濃縮液A和調(diào)制液B加自來(lái)水按不同比例進(jìn)行復(fù)配，將調(diào)制液B中的防燒蠟添加劑稀釋的同時(shí)，以濃縮液A彌補(bǔ)其整體提高光澤度的性能，再加水降低其粘度提高流動(dòng)性，通過(guò)測(cè)試最終確定性價(jià)比較高的配比比例為A∶B∶水=1∶1∶1。然后將液體復(fù)合抗菌劑添加到復(fù)配液C中，結(jié)果如表3所示：

表3 不同抗菌劑與拋光納米液復(fù)配液C混合結(jié)果

從表3可以看出，復(fù)配后的納米液中，除了LM,其余實(shí)驗(yàn)的液體復(fù)合抗菌劑均能穩(wěn)定分散72 h以上，基本可以滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的需要，而且從留樣的狀態(tài)觀察，可穩(wěn)定的分散時(shí)間可延長(zhǎng)至20天以上。這說(shuō)明之前B溶液中的反應(yīng)并不是會(huì)慢慢發(fā)生反應(yīng)，逐步變成絮凝、結(jié)凍狀態(tài)，而是整個(gè)混合體系中添加劑作為重要影響因子，它飽和度的高低會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)體系的反應(yīng)，在低濃度時(shí)是基本不會(huì)改變整個(gè)體系的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不會(huì)引起反應(yīng)，只有濃度到達(dá)一定的比例后才會(huì)引起直接的變化，然后變成絮凝結(jié)凍。

綜上所述，不同廠家的液體復(fù)合抗菌劑在同一種拋光納米液中的穩(wěn)定時(shí)間不同，每個(gè)工廠選擇抗菌劑時(shí)要根據(jù)本廠的納米液提前做測(cè)試，看是否與基礎(chǔ)配方納米溶液反應(yīng)，選擇本廠適合的抗菌劑。納米液中防燒蠟劑或者增亮劑等添加劑的加入會(huì)影響液體復(fù)合抗菌劑在拋光納米液中分散穩(wěn)定性；當(dāng)?shù)竭_(dá)一定比例時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)體系反應(yīng)發(fā)生結(jié)凍，該變化導(dǎo)致生產(chǎn)無(wú)法使用。