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0　引　言

伴隨涂料在建筑裝飾中的廣泛應用,具有防腐防霉等功能的新型涂料在近年得到了快速發展。然而,與之相適應的涂料檢測標準卻停止不前,就涂料防霉性能測試標準而言,已有的GB /T1741—1979 (89)《漆膜耐霉菌性測定法》自1989頒布以來,一直沿用至今。該標準在試驗時間、試驗方法、菌種選擇、儀器設備及防霉等級評定等方面都已不適應現有涂料行業的發展中國涂料在線coatingol.com。廣東省微生物研究所根據“全國涂料顏料標準化委員會[ 2006 ]涂顏標字(14)號”文件要求,制定了GB /T 1741—2007《漆膜耐霉菌性測定法》。新標準的制定參照了國際相關標準,吸收了國內外最新研究成果,與GB /T1741—1979 (89)《漆膜耐霉菌性測定法》相比, GB /T 1741—2007形式完整,規范性強,菌種選擇更能代表涂料的真實使用環境,試驗時間更科學,試驗方法更完善,增加了先進的試驗設備,漆膜載體選擇及涂層的制備都科學合理,試驗條件要求嚴格,試驗結果能夠真實反映漆膜的耐霉性能。

1　GB /T 1741—2007的主要內容及其編制依據

111　主要內容

GB /T 1741—2007包括適用范圍、規范性引用文件、術語和定義、試驗原理、試驗條件、霉菌菌種及混合霉菌孢子(種子)懸浮液的制備、檢驗程序、結果觀察共8章。

112　編制依據

11211　試驗時間

GB /T1741—1979 (89)規定的試驗時間為14天,在14天內若用肉眼觀察不到漆膜表面有霉菌生長,則認為該耐霉涂料防霉菌的能力較強。然而,霉菌繁殖是一個非常復雜的問題,若試驗僅培養14天,霉菌在涂層上的生長還處于初級階段,據此進行防霉效果評價常常是不夠準確的。因此, GB /T1741—2007依據本實驗室的長期試驗結果并借鑒國內外有關試驗標準對培養時間的規定,將耐霉試驗培養時間延長至28天左右,這樣觀察到的結果就更準確可靠。本實驗室參照國際國內漆膜耐霉測試標準規定的培養時間(BS 3900: Part G6: 6周或12周; ASTM D 5590—1994: 4周;ASTM D 3273—00: 4周; J IS Z 2911: 2000: 2周或4周; GB /T2423116—1999: 4周或12周) ,對不同測試時間的漆膜進行了耐霉性能試驗比較,在菌種選用、接種量、接種方式、培養溫度、載體等條件都一致的情況下,以A、B、C 3類不同的涂料作為防霉測試樣品,以D (不含防霉劑的空白乳膠漆) 、E (纖維濾紙,不得經防霉處理) 、F (棉布,不得經防霉處理)為對照樣品,選用培養皿法,進行不同測試時間的比較(試驗數據見表1) 。

注:結果判定的級別以GB /T 1741—2007規定的評級方法進行判定,以下表中所涉及到的結果判定也與此一致。

　　根據表1比較結果分析:試驗經不同的培養時間( 2周或4周) ,對防霉效果好的樣品無明顯影響,而對防霉效果不是很好的樣品有明顯影響。同時,從表1培養1周后的結果,對照樣品D與F培養1周后長霉不明顯,對照樣品E培養1周后長霉最明顯。表1也論證了在漆膜的防霉性能測試中為什么選用纖維濾紙作為對照樣品,而不選用空白漆膜作為對照樣品。

11212　試驗方法

GB /T 1741—1979 (1989)采用的試驗方法包括甲法和乙法兩種,實際上這兩種方法屬于同一類型,即培養皿法,該方法只適用于小件試驗樣品。為適應不同規格的試驗樣品, GB /T 1741—2007在試驗方法上進行了修訂,除培養皿檢測法外,還增加了懸掛法,小件樣品選擇培養皿檢測法,大件樣品選擇懸掛法。

懸掛法:把待檢測樣品接菌后懸掛于一濕室(密閉箱內盛一定量水,樣品懸掛于上方并不能接觸水) ,將濕室置于一定溫度的環境中,培養28天后觀察試驗結果。培養皿檢測法:即把樣品置于無機鹽培養基平皿中,接種后置于一定溫度與濕度的環境中,培養28天后觀察試驗結果。本實驗室在菌種選用、接種量、接種方式、培養溫度( 28 ℃) 、載體(鋁片)等條件都一致的情況下,以純丙類防霉乳膠漆為測試樣品,以纖維濾紙(不得經防霉處理)作為陽性對照樣品,同時選擇同一涂料測試樣品作為陰性對照(不接種) ,對培養皿法與懸掛法的實驗過程與結果進行了研究比較(見表2) 。

表2　不同測試方法的實驗結果比較

　據表2分析,培養皿檢測法與懸掛法對測試結果并沒有明顯的差異。國內外的防霉標準對兩種方法都有采用, GB /T2423116—1999、GJB150110—86、M IL - STD - 810F—2000 等標準采用濕室懸掛法,ASTM D 5590—1994 、ASTM G21—1996標準采用培養皿檢測法, J IS Z 2911∶2000既有懸掛法,又有采用培養皿檢測法。培養皿法優點:適合小件樣品的試驗,每個樣品都相對獨立,互不干擾,節省空間。缺點:濕度控制,平皿需要較多無機鹽培養基以保持充分的濕度,否則培養基失水干裂,濕度降低而影響試驗;不適用于大件樣品的整體試驗。懸掛法的優點:適合大件樣品的試驗,只要箱內盛有足夠的水,其相對濕度可恒定不變。缺點:同一組樣品置于同一潮濕箱中時,容易相互干擾,多個樣品同時試驗將需要多個潮濕箱并占據大量的空間。

11213　儀器設備

與GB /T 1741—1979 (1989)相比, GB /T 1741—2007增加了恒溫恒濕培養箱、濕度計、霉菌孢子液噴霧箱、生物安全柜、離心機、冰箱等試驗設備,以保證實驗的準確性和安全性。恒溫恒濕培養箱在培養霉菌菌種、實驗樣品的培養過程中是必不可少的,溫度、濕度的控制決定了實驗成敗。濕熱蒸汽滅菌鍋、干熱滅菌箱是對不同的器具與實驗用品進行滅菌:試管、燒瓶、錐形瓶、移液管、玻璃平皿等用干熱滅菌箱160 ～170 ℃滅菌2 h,培養基、水、培養液、實驗完廢棄物的處理等用濕熱蒸汽滅菌鍋滅菌。顯微鏡有助于測試結果觀察時,痕量生長或不生長的確定必須通過顯微鏡觀察。離心機是為了更好地洗脫孢子上的有機培養基成分,純化孢子,因為從斜面洗下菌種時有可能帶入少量有機培養基或菌絲,若不把這些培養基或菌絲清除干凈,將嚴重干擾實驗結果。由于霉菌對環境與人員具有較大的危害,若不謹慎有可能導致微生物危害事件,所以標準嚴格控制霉菌對環境的影響,除了要求由具有一定微生物操作經驗的人員試驗操作,還要求具備霉菌孢子液噴霧箱、生物安全柜等設備,有利于保護環境和人員的安全。冰箱是為了更好地保存霉菌菌種。無機鹽培養基的微量元素需要精密度高的天平(精確度0101 g)稱量。溫度計、濕度計是為了更好監控生化培養箱的溫度、濕度。玻璃或塑料密閉容器用于懸掛法實驗培養方式,玻璃或塑料密閉容器內盛一定量水,制成一個濕室,把待檢測樣品接種后懸掛于濕室,以保證樣品在測試期間要求的濕度。

11214　漆膜制備

與GB /T 1741—1979 (89)比較, GB /T 1741—2007規定可以根據試驗樣品的實際應用選擇漆膜載體,如玻璃、鋁板、木片、鍍鋅(或鍍錫)鐵片、濾紙片等,并對載體的尺寸、載體的厚度進行了規范要求,對涂抹情況也作了相應要求。載體的選擇更為廣泛,這在實際實驗過程中更加適用。本實驗室對不同厚度漆膜的耐霉性能進行了測試比較,實驗數據見表3。

表3　不同漆膜厚度對測試結果的影響

　實驗結果表明,漆膜厚度對其耐霉性能無明顯影響。因此在制備漆膜時,若第一次涂抹厚薄均勻,則可不要求涂抹第二次,若第一次涂抹不均勻,有鏤空或不均勻時,則需要再次涂抹,直到能滿足該試驗要求。

11215　試驗菌種

根據內外墻涂料的使用環境不同、受微生物污染的菌種也不一樣的特點, GB /T 1741—2007參照國內外其他漆膜耐霉測試標準中菌種的選擇情況(見表4) ,根據漆膜以及環境中分離到的霉菌種類(或屬) ,對GB /T1741—1979 (1989)選用的菌種進行了修訂,使得菌種選擇更具代表性,更符合實際使用環境,同時考慮到內墻漆膜與外墻漆膜的使用環境不一樣,因而內外墻漆膜的菌種選擇也有差異。GB /T 1741—2007規定了孢子懸浮液中孢子濃度,并明確了噴灑到漆膜上的噴灑量。GB /T 1741—2007操作性更強、更規范、更先進。

(1) 菌種選擇種類

①國內外相關研究

依據國內外有關文獻,影響漆膜最常見的霉菌主要是曲霉屬(Aspergillus sp1)和青霉屬( Penicillium sp1) ,其次是短梗霉屬(Aureobasidium sp1) 、根霉屬(Rhizophydium sp1) 、毛霉屬(Chaetom ium sp1) 、木霉屬( Trichoderm a sp1)和交鏈孢屬(A lte2naria sp1)等。以下文獻資料記錄的是到目前為止從漆膜上分離到的常見的主要霉菌種類。井上真由美在《微生物災害及其防止技術》中指出,容易污染涂料的霉菌有:在用涂料涂裝后的漆膜上,也容易生長出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans) 、黑曲霉、臘葉芽枝霉(Cla2dosporium herbarum ) 、黑根霉( Rhi1nigricans ) 、集團莖點霉( Phom a glom erata) 、鏈隔孢(A lt. A lternats) [ 1 ]。日本曾對260個地方的內裝修材料進行取樣調查,其所取得的霉菌的代表性菌種有:芽枝霉屬菌(Cladosprium ) 、支頂孢屬菌(Acrem onium ) 、青霉屬菌、木霉屬菌、交鏈孢屬菌、曲霉屬菌、金霉屬菌[ 1 - 2 ]。

馬振瀛在“乳膠涂料的微生物腐蝕及其防止技術”談到,涂料在涂裝以后的涂膜上滋生的微生物霉菌主要是:出芽短梗霉、臘葉芽枝霉、黑曲霉、黑根霉、集團莖點霉、鏈隔孢[3 ]。歐陽友生等根據對廣東省10個市(縣)的26個食品(飲料)車間墻壁污染進行取樣分離,得到的優勢霉菌屬有:少根霉(Rhizopusarrhizus) 、聚多曲霉(Asp. sydow ii) 、鏈隔孢、黃曲霉(Asp. f lavus) 、出芽短梗霉、半帚霉屬(Leptographium sp. ) 、腐質霉屬(Hum icola sp. ) 、巨大曲霉(Asp. giganteus) 、黑曲霉、黑根霉、肉色曲霉(Asp. carneus) 、綠色木霉( Trichoderm a viride) 、桔青霉( Penicillium citrinum ) 、繩狀青霉( Penicillium funiculo2sum ) 、米根霉(Rhi. oryzae) 、常見青霉( Pen. freguentans) 、黃綠青霉( Pen. citreo - viride) 、產黃青霉( Pen. chrysogenum ) 等。其中最常見的是曲霉屬和青霉屬,其次是短梗霉屬、根霉屬、毛霉屬、木霉屬和交鏈孢屬等。其中鏈格孢在啤酒廠、飲料廠等特別潮濕的車間容易分離到[ 4 ]。

鐘嘵東在“防霉劑/抗藻劑在乳膠漆中的應用”中指出,外墻乳膠漆環境中接觸的常見菌種有:鏈隔孢、黃曲霉、黑曲霉、焦曲霉(Aspergillus ustus) 、臘葉芽枝霉、出芽短梗霉、桔青霉、Paecukim yces cariotl、S tachybotrys chartarum [ 5 ]。王玉琦在“水性建筑涂料中防霉劑的選擇”一文中提到,水性涂料在涂裝后可能會在涂膜上滋生的霉菌主要有黑曲菌、青霉、根霉等[ 6 ]。

②國內外相關標準的菌種選用情況

表4為國內外相關標準的菌種選用情況。

③GB /T 1741—2007的菌種選擇

GB /T 1741—2007內墻漆膜耐霉試驗菌種保留了GB /T1741—1979 (1989)標準中的黑曲霉、黃曲霉、臘葉芽枝霉、宛氏擬青霉、球毛殼霉、桔青霉、綠色木霉7種霉菌,減少了賽氏曲霉、土曲霉、焦曲霉3種曲霉屬霉菌,同時增加了出芽短梗霉(見表5) ,因為在GB /T 2423116—1999、ASTM D 3273—00、J IS Z 2911幾個標準中都選用了該菌種,并且該菌種也是內墻漆膜上分離到的常見的菌種。

表5　內墻漆膜耐霉試驗菌種名稱及侵蝕性

　GB /T 1741—2007 外墻漆膜耐霉試驗菌種保留了GB /T1741—1979 (89)標準中的黑曲霉、黃曲霉、臘葉芽枝霉、宛氏擬青霉、球毛殼霉、桔青霉、綠色木霉7種霉菌,減少了賽氏曲霉、土曲霉、焦曲霉3種曲霉屬霉菌,增加了出芽短梗霉、鏈格孢(A lternata alternata) 2種霉菌(見表5、表6) ,據上述文獻資料顯示,這2種霉菌在外墻漆膜上較常見,同時BS 3900: PartG6外墻乳膠漆也選用了這2種菌。

表6　外墻漆膜耐霉試驗菌種名稱及侵蝕性

　注:根據產品的使用要求,也可適當增加其他菌種作為檢測菌種。所有菌種均來自國家或省級微生物菌種保藏中心的典型菌種。

　　(2)孢子懸浮液中孢子濃度

GB /T1741—79 (1989)對孢子液中孢子含量無明確要求,對噴灑到漆膜上的噴灑量也沒有明確的說明。事實上孢子濃度、噴灑量對涂料耐霉結果有一定的影響,太少、太多、噴灑不均勻、霧化狀況不好,都會造成試驗結果不同。我們選擇不加防霉劑的純丙乳膠漆為測試樣品,在不同孢子液接種量的情況下進行防霉性能測試,同時以纖維濾紙作為陽性對照樣品,結果(見表7)表明:菌液接菌量過多,導致孢子液顏色深,易堆積于樣品表面,影響觀察(難以分清楚是噴上的孢子團或是樣品上長出的孢子) ,樣品表面有明顯色斑; 菌液接菌量過少, 難以達到嚴酷的試驗環境。在106 cfu /mL接種量時,培養時間在第1 周就明顯看到菌絲長出,既可達到嚴酷的試驗環境,又不致于對樣品產生不良影響(如樣品上有明顯色斑、菌液堆積不均勻等情況) 。

表7　接種不同濃度孢子液的實驗結果比較

　GB /T 1741—2007依據本實驗室的試驗結果(見表7) ,并參考GB /T 2423116—1999、ASTM G21—1996、ASTM D 5590—1994、M IL - STD - 810F—2000等標準對孢子懸浮液制備的規范,要求接種孢子液濃度為8 ×105 ～112 ×106 cfu /mL,每個測試樣品需接種1 mL左右孢子液。

(C)孢子懸浮液接種

GB /T 1741—2007規定孢子懸浮液接種于樣品上的有噴灑、涂抹、浸泡3種方式。對水不浸潤的漆膜樣品不宜選用涂抹、浸泡兩種方式;一般漆膜樣品都可選用噴灑接種,該方式要求具有一定霧粒直徑大小的噴灑器;一定大小樣品的表面,孢子液需均勻分布于樣品的整個表面,噴菌時噴口離樣品的距離與角度控制在使噴出液體落在樣品范圍內。霧粒噴灑到樣品表面不應形成液滴。GB /T1741—1979 (1989)無此要求。

11216　陽性對照與陰性對照

GB /T1741—1979 (1989)試驗過程無陽性對照與陰性對照,不符合微生物檢測規范要求。陽性對照試驗是對霉菌菌種的孢子進行活力檢查,以確保試驗結果可靠,霉菌孢子活力影響霉菌能否良好生長,當霉菌孢子活力很弱時,即使在最適宜的溫濕度條件下,其生長也不旺盛,造成試驗結果誤判。GB /T 1741—2007增加了陽性對照試驗與陰性對照試驗,以便在試驗結果有疑問的情況下查找是人員因素或是儀器設備影響對試驗造成的誤差,能檢驗試驗的有效性。陽性對照樣品不宜選用涂料而選用纖維濾紙(見表1結果) ,是由于涂料樣品多種多樣,成分千變萬化,檢測實驗室很難為各種配方的涂料產品制備相應的涂料空白樣品,并且即便是沒有加防霉劑的某些空白涂料樣品,其本身含有的某些防腐劑成分或其他添加劑也多少具有耐霉菌能力,導致空白涂料的試驗結果也無霉菌生長,這難以判斷是霉菌孢子的活力低還是空白涂料樣品(或別的原因)導致的試驗失敗。陽性對照樣品選擇纖維濾紙(未經防霉處理)明顯的優點在于濾紙營養豐富,纖維濾紙比空白涂料、棉布都較易受霉菌感染,更有利于考察試驗菌種的活力。

11217　外墻漆膜的持久性耐霉試驗

GB /T 1741—2007增加了外墻漆膜的持久性即時效性耐霉試驗。由于某些外墻漆膜即便通過了耐霉性能檢測,有一定的防霉效果,但其在惡劣的自然環境中有效耐霉期限較短,難以達到使用要求,防霉時效性測試條件的建立適應了涂膜的使用要求,與GB /T 1741—1979 (89)相比,更加接近涂料的真實使用環境,取得了較大的進步。耐霉時效性是指防霉涂料在現實使用環境中的耐霉效果基本保持不變的時間,它決定著涂刷耐霉涂料的建筑飾面能夠不受霉菌侵害的時間。目前國內市場上的耐霉涂料雖然具有一定的耐霉效果,但其有效期限較短,難以滿足使用要求。英國BS 3900: Part G6標準給出了外墻漆膜的老化試驗方法,日本J IS Z 2911: 2000也給出了涂料的老化方法,目前國內在此方面的工作僅中國建筑科學研究院做過嘗試性研究[ 7 ]。本實驗室在現有的工作基礎上,同時參考國外的相關檢測方法,對漆膜的耐霉時效性進行了測試,結果見表8。

表8　漆膜老化前后的耐霉試驗結果

　注:老化方法: A1 瑞士某公司老化方法。將涂料樣品涂刷至濾紙上,干燥后置于流動的水中24 h,然后在室溫至65 ℃的空氣中干燥,此操作為1個循環。此循環可根據需要進行多次。完成后進行耐霉性能的測試; B1日本J IS Z 2911: 2000老化方法。把試材均勻涂抹在試驗紙片上,置室內溫度20 ℃,相對濕度75% , 48 h。取樣品置于裝有200 mL水的錐形瓶中,于20 ℃浸泡18 h,取出試驗涂片,室溫晾干,再置于80～85 ℃烘箱烘2 h。完成后進行防霉性能的測試,試驗只需培養1周便可判斷老化后耐霉性能; C1BS 3900: Part G6老化方法。外墻漆膜制備好后,將其暴露于人工氣候箱中放置250 h,在此過程后期將試樣轉移至特定狀況下至少放置24 h再進行耐霉性能測試; D1廣東省微生物分析檢測中心。漆膜制備好后,室溫下置于緩慢流動的自來水中沖洗24 h,注意水流不能直接沖刷到漆膜上。取出試驗涂片在室溫下晾干后,待試樣狀況穩定后(不應有起泡、脫落、開裂等現象)考察漆膜的耐霉性能。

據表8結果所示,從3個樣品在老化前后的耐霉測試結果來看,A方法、B方法在培養4周后只有樣品2有明顯變化,方法C由于本實驗室不具備條件未進行,方法D對漆膜樣品的耐霉試驗結果影響更為明顯,樣品1、樣品2、樣品3都有明顯的變化。所以GB /T 1741—2007標準中采用方法D作為漆膜的老化方法,并且該方法更接近自然界的雨水沖刷漆膜環境。

11218　評級方法

GB /T 1741—2007與GB /T 1741—1979 (1989)相比,在結果評定方面更加先進、科學,不易誤判。GB /T 1741—1979 (1989)以漆膜上霉菌斑點大小與長霉面積同時評定級別,由于樣品上霉菌斑點大小與長霉面積不成線性關系,樣品上某個霉斑大,不一定代表該樣品的長霉面積大,有時某個樣品上僅有一處較大的霉斑,但是整個樣品的長霉面積并不大,而另一樣品的霉斑小,但數量多,長霉總面積大,這樣就難以給出正確判定結果。另外, GB /T 1741—1979 (1989)僅憑肉眼辨認來判定結果,如果樣品上生長的霉菌菌絲、孢子僅為少量痕跡,且顏色與樣品的顏色非常接近,這樣的霉菌斑點若單憑肉眼辨認,是難以準確判定結果的。GB /T 1741—2007評級方法依據霉菌在樣品上的生長覆蓋面積來判定長霉級別,必要時需借助放大鏡來觀察,長霉等級的劃分參照了GB /T 2423116—1999、ASTM G21—1996對試驗結果防霉等級的劃分,分級更細,更為嚴格。

2　GB /T 1741—2007的適用性和先進性

GB /T 1741—2007《漆膜耐霉菌性能測定法》參照了國際相關標準,吸收了國內外最新研究成果,能真實反映漆膜的耐霉性能,與GB /T 1741—1979 ( 1989)相比, GB /T 1741—2007更加先進、適用。首先,新標準增加了恒溫恒濕培養箱、濕度計、霉菌孢子液噴霧箱和生物安全柜、離心機等先進儀器設備;規定孢子懸浮液濃度在106 cfu /mL 范圍;增加陽性對照試驗和陰性對照試驗,以檢驗試驗的有效性;持久性防霉試驗(外墻漆膜浸泡在慢流動自來水中沖洗24 h)的嘗試;實驗結果的評價方法直接根據霉菌在漆膜上覆蓋的面積,并借助放大鏡來判斷定級,結果更易判定,試驗更加嚴格。

其次,新標準根據測試樣品本身的尺寸規格選擇培養皿法或懸掛法的試驗方法,實驗操作更為簡便;根據涂料的實際應用情況,漆膜的載體可選用玻璃、鋁板、木板、鍍鋅(錫)板以及濾紙等材料;依據最新研究報道和本實驗室研究調查結果并結合國內外標準情況來選擇實驗菌種,適合我國涂料防霉測試的國情;依據霉菌的生長特性與國際國內標準的規定,規定試驗培養時間為28天,結果更準確;在保證孢子液在漆膜上均勻分布、不形成液滴的原則下,對不同材料的漆膜,可選用噴灑、涂抹、浸泡等不同接種方式對漆膜接種。