液体复合抗菌剂在抛光纳米液中分散稳定性实验研究*

易仕伟 杨奎彬 管蒙蒙

(海鸥冠军建材(烟台)有限公司 山东 烟台 265609)

前言

近年来，随着社会发展和物质文化生活水平的提高，消费者对于健康的追求也与日俱增。目前抗菌技术的应用已经渗入到各个领域，如纺织品、塑料、家电、地板、建筑材料、装修装饰材料等。抗菌瓷砖就是近年来越来越受到消费者关注的一个品类，自20世纪90年代初，国外诸如日本等许多企业就开展了抗菌陶瓷的研究开发和生产[1-2]。

大理石抗菌瓷砖是通过在釉料中添加一些无机抗菌材料，然后达到抗菌的目的，但高亮面的大理石瓷砖表面都需要经过超洁亮抛光处理，超洁亮的原理是通过加压抛磨使抛光纳米液，在瓷砖表面形成一层很薄的涂层，填充表面微孔并使得瓷砖表面形成镜面效果，提高光泽度的同时还可以提高表面耐污染性能。但实际生产过程中，由于表面高亮防污层的存在，造成一定的阻隔作用，会使得抛釉中添加抗菌剂的抗菌性能检测结果偶有不稳定的情况出现，因此有必要对高亮涂层进行抗菌处理，即将抗菌材料在抛光纳米液中进行分散后再进入高亮工序。

考虑到实际生产的需要，液体复合抗菌剂与纳米液混合后能在一定时间内稳定分散，不能出现严重的沉淀析出或絮凝、结冻等影响其正常使用的现象。

目前市面上抗菌剂的种类主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂3大类[3-4]。按照形态又可分为固体粉末抗菌剂和液体抗菌剂。

1 实验准备

1.1 设备仪器

烧杯；量筒；电子秤；搅拌器。

1.2 试剂

①抛光纳米浓缩液A：为原液，通常用于超洁亮工序前3～5个抛光头用于填充毛孔；②抛光纳米液调制溶液B：由抛光纳米液浓缩液A添加防烧蜡、增亮剂等加水调配而成，直接用于正常高亮工序使用；③抛光纳米液调制液C：由浓缩液A、调制液B和自来水，按体积比A∶B∶水=1∶1∶1配制而成；④纳米复合抗菌剂分散液：分别标记为LM、JD、SR、BF，分别购于不同厂家。

表1 不同抗菌剂与抛光纳米浓缩液A混合结果

2 实验方法

笔者选用几种不同厂家的纳米复合抗菌剂分散液LM、JD、SR、BF，分别按照各自厂家的推荐添加量加入到某品牌的不同种类的抛光纳米液A、B、C中，搅拌均匀，静置，观察样品的分散稳定性。

3 实验结果与结论

抛光纳米浓缩液A为原液，抛光工序中前3～5个头使用，如果直接用于加压抛磨过程中容易因局部温度高而出现“烧蜡”现象，为了避免此种情况，后面的头均采用添加了防烧蜡添加剂的调制液B进行抛磨。由表1可以看出，不同的液体复合抗菌剂按照厂商建议的比例添加到浓缩液中，8 h内均无明显的状态变化。随着静置时间的延长，样品LM因粘度变大而逐渐絮凝，然后开始结冻凝固。这说明不同厂家的纳米复合抗菌剂本身对陶瓷行业用的抛光纳米液本身就可能产生反应。

表2 不同抗菌剂与抛光纳米液调制液B混合结果

由表2可知，对于添加了添加剂的抛光调制液B，除SR外，其余几种液体复合抗菌剂添加后，与浓缩液A相比稳定性均变差，其中LM在4 h即完成絮凝，结冻，然后固化，完全不能用于大批量的生产过程。这可能是由于防烧蜡添加剂、增亮剂等与复合抗菌剂中的分散剂或者抗菌剂本身发生反应，破坏了体系的电荷平衡，导致其体系稳定性被逐渐破坏，从而逐渐凝固结冻。

为了解决上述结冻凝固的问题，本实验通过将浓缩液A和调制液B加自来水按不同比例进行复配，将调制液B中的防烧蜡添加剂稀释的同时，以浓缩液A弥补其整体提高光泽度的性能，再加水降低其粘度提高流动性，通过测试最终确定性价比较高的配比比例为A∶B∶水=1∶1∶1。然后将液体复合抗菌剂添加到复配液C中，结果如表3所示：

表3 不同抗菌剂与抛光纳米液复配液C混合结果

从表3可以看出，复配后的纳米液中，除了LM,其余实验的液体复合抗菌剂均能稳定分散72 h以上，基本可以满足现场生产的需要，而且从留样的状态观察，可稳定的分散时间可延长至20天以上。这说明之前B溶液中的反应并不是会慢慢发生反应，逐步变成絮凝、结冻状态，而是整个混合体系中添加剂作为重要影响因子，它饱和度的高低会直接导致整个体系的反应，在低浓度时是基本不会改变整个体系的稳定结构，不会引起反应，只有浓度到达一定的比例后才会引起直接的变化，然后变成絮凝结冻。

综上所述，不同厂家的液体复合抗菌剂在同一种抛光纳米液中的稳定时间不同，每个工厂选择抗菌剂时要根据本厂的纳米液提前做测试，看是否与基础配方纳米溶液反应，选择本厂适合的抗菌剂。纳米液中防烧蜡剂或者增亮剂等添加剂的加入会影响液体复合抗菌剂在抛光纳米液中分散稳定性；当到达一定比例时会直接导致整个体系反应发生结冻，该变化导致生产无法使用。