液體復合抗菌劑在拋光納米液中分散穩定性實驗研究*

易仕偉 楊奎彬 管蒙蒙

(海鷗冠軍建材(煙臺)有限公司 山東 煙臺 265609)

前言

近年來，隨著社會發展和物質文化生活水平的提高，消費者對于健康的追求也與日俱增。目前抗菌技術的應用已經滲入到各個領域，如紡織品、塑料、家電、地板、建筑材料、裝修裝飾材料等。抗菌瓷磚就是近年來越來越受到消費者關注的一個品類，自20世紀90年代初，國外諸如日本等許多企業就開展了抗菌陶瓷的研究開發和生產[1-2]。

大理石抗菌瓷磚是通過在釉料中添加一些無機抗菌材料，然后達到抗菌的目的，但高亮面的大理石瓷磚表面都需要經過超潔亮拋光處理，超潔亮的原理是通過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，提高光澤度的同時還可以提高表面耐污染性能。但實際生產過程中，由于表面高亮防污層的存在，造成一定的阻隔作用，會使得拋釉中添加抗菌劑的抗菌性能檢測結果偶有不穩定的情況出現，因此有必要對高亮涂層進行抗菌處理，即將抗菌材料在拋光納米液中進行分散后再進入高亮工序。

考慮到實際生產的需要，液體復合抗菌劑與納米液混合后能在一定時間內穩定分散，不能出現嚴重的沉淀析出或絮凝、結凍等影響其正常使用的現象。

目前市面上抗菌劑的種類主要有天然抗菌劑、有機抗菌劑和無機抗菌劑3大類[3-4]。按照形態又可分為固體粉末抗菌劑和液體抗菌劑。

1 實驗準備

1.1 設備儀器

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個拋光頭用于填充毛孔；②拋光納米液調制溶液B：由拋光納米液濃縮液A添加防燒蠟、增亮劑等加水調配而成，直接用于正常高亮工序使用；③拋光納米液調制液C：由濃縮液A、調制液B和自來水，按體積比A∶B∶水=1∶1∶1配制而成；④納米復合抗菌劑分散液：分別標記為LM、JD、SR、BF，分別購于不同廠家。

表1 不同抗菌劑與拋光納米濃縮液A混合結果

2 實驗方法

筆者選用幾種不同廠家的納米復合抗菌劑分散液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的拋光納米液A、B、C中，攪拌均勻，靜置，觀察樣品的分散穩定性。

3 實驗結果與結論

拋光納米濃縮液A為原液，拋光工序中前3～5個頭使用，如果直接用于加壓拋磨過程中容易因局部溫度高而出現“燒蠟”現象，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制液B進行拋磨。由表1可以看出，不同的液體復合抗菌劑按照廠商建議的比例添加到濃縮液中，8 h內均無明顯的狀態變化。隨著靜置時間的延長，樣品LM因粘度變大而逐漸絮凝，然后開始結凍凝固。這說明不同廠家的納米復合抗菌劑本身對陶瓷行業用的拋光納米液本身就可能產生反應。

表2 不同抗菌劑與拋光納米液調制液B混合結果

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

為了解決上述結凍凝固的問題，本實驗通過將濃縮液A和調制液B加自來水按不同比例進行復配，將調制液B中的防燒蠟添加劑稀釋的同時，以濃縮液A彌補其整體提高光澤度的性能，再加水降低其粘度提高流動性，通過測試最終確定性價比較高的配比比例為A∶B∶水=1∶1∶1。然后將液體復合抗菌劑添加到復配液C中，結果如表3所示：

表3 不同抗菌劑與拋光納米液復配液C混合結果

從表3可以看出，復配后的納米液中，除了LM,其余實驗的液體復合抗菌劑均能穩定分散72 h以上，基本可以滿足現場生產的需要，而且從留樣的狀態觀察，可穩定的分散時間可延長至20天以上。這說明之前B溶液中的反應并不是會慢慢發生反應，逐步變成絮凝、結凍狀態，而是整個混合體系中添加劑作為重要影響因子，它飽和度的高低會直接導致整個體系的反應，在低濃度時是基本不會改變整個體系的穩定結構，不會引起反應，只有濃度到達一定的比例后才會引起直接的變化，然后變成絮凝結凍。

綜上所述，不同廠家的液體復合抗菌劑在同一種拋光納米液中的穩定時間不同，每個工廠選擇抗菌劑時要根據本廠的納米液提前做測試，看是否與基礎配方納米溶液反應，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影響液體復合抗菌劑在拋光納米液中分散穩定性；當到達一定比例時會直接導致整個體系反應發生結凍，該變化導致生產無法使用。