银或银与异噻唑啉的结合形成了一种新的非常有效的防腐剂体系。通过使用这种组合,增敏异噻唑啉的量可以显著减少,如果使用过量的苄异噻唑啉,银化合物的众所周知的光敏性就会降低。该组合是一种高效、安全的新型涂料防腐体系。


银或银与异噻唑啉的结合形成了一种新的非常有效的防腐剂体系。通过使用这种组合,增敏异噻唑啉的量可以显著减少,如果使用过量的苄异噻唑啉,银化合物的众所周知的光敏性就会降低。该组合是一种高效、安全的新型涂料防腐体系。

诸如R43为“致敏性”,N为“对环境有害”等标签限制,以及从蓝天使等积极清单中进行选择的压力,正在减少现有生物杀菌剂的选择和应用。此外,一旦生物杀灭产品指令生效,许多防腐剂将不再可用,监管压力继续降低单一防腐剂的标签限制。现有的已知活性组合已经达到了极限,进一步的新优化是不现实的。


银,安全杀菌剂

银的杀菌作用自古以来就为人所知。细菌被银抑制+浓度低至10的离子6mol/L,但也会在较低水平受到攻击。1银的另一个优点是其非常广泛和普遍的活性谱,加上它对人体的毒性低。例如,银离子用于饮用水的制备,即用于野营设备中的水的清洗。2正因为如此,银和银化合物对微生物非常有效,但同时对人类是安全的。




银——油漆中的防腐剂

到目前为止,银或银化合物在涂层中的使用非常有限,因为人们担心银与含硫成分反应或通过光的作用(离子银光还原为金属银)可能引起与银有关的变色。除了不可接受的变色效果外,可能的副反应还会降低银的生物利用度,从而降低保存涂料的潜力。此外,银被认为太贵,不能用作油漆中的防腐剂。由于这些特点,在大多数情况下,涂料组成已适应使用银化合物作为保存系统。

与涂料成分的副反应并非银独有,传统防腐剂也有副反应。此外,标记限制,即致敏性(R43致敏性),可将活性物质的可能使用水平降低到有效保存极限以下。通过添加不同生物杀菌剂的保存力,组合不同的活性有助于克服这一障碍;保持在单一活性物质的标签限制以下;而且不会对涂料的性能产生负面影响。

这种结合两种或两种以上知名活性的概念也可应用于银基防腐剂,即银与至少一种其他知名常规杀菌剂的组合。

在我们的测试中,我们使用了1,2-苯并异噻唑啉-3- 1 (BIT)作为与银结合的第二种生物杀菌剂。BIT非常耐高温和大多数化学物质,也有很高的标签限制(500 ppm),蓝天使批准用于低排放墙漆(最高200 ppm)。




磷酸盐缓冲溶液中银化合物的杀灭动力学。

银化合物和BIT的杀伤动力学

在我们的实验中,我们确定了不同的银化合物作为防腐剂的功效。为此,我们使用了内部开发的杀灭动力学测试,以确定在定义的基质中混合细菌的杀灭速度。

在本研究中,从不同部位提取10毫升细菌混合物 金黄色葡萄球菌 铜绿假单胞菌 大肠杆菌 而且, 肠杆菌属aerogenes 在0.1mol磷酸盐缓冲溶液中制成,其浓度约为1 x 107CFU/ml(菌落形成单位)。将1毫升该溶液加入19毫升磷酸盐缓冲液/防腐剂溶液中,使起始浓度约为1 - 2.5 x 106CFU /毫升。分别在0.5 h、1 h、2 h、3 h、5 h、7 h、24 h时测定菌落数量。

图1是不同银化合物处理后CFU的时间图。在TiO上添加80 ppm的银作为硝酸银、氯化银或氯化银2,在100至300 CFU的水平下,24小时后仍能观察到细菌种类的恢复。添加二辛基磺基琥珀酸盐(DOSS),这是一个长期建立与银的增效剂3.24 h后显示完全杀灭细菌。



苯异噻唑啉在磷酸盐缓冲溶液中的杀伤动力学。

BIT的杀伤动力学如图2所示。低剂量(80 ppm)的初始效果与银类似,但24小时后细菌无法恢复。剂量越高,杀伤率越快;例如,在1000ppm的浓度下,不到5小时就能观察到完全杀伤。



在磷酸盐缓冲液中BIT对银化合物的杀灭动力学。

将BIT与银化合物(即硝酸银)结合,在活性物质的总浓度为80 ppm(银+ BIT)时,细菌数量在24小时内减少到不可检测的水平。通过以1:2的比例使用Ag + BIT的组合,细菌数量在7小时内减少到不可检测的水平(图3)。


银+ BIT +二辛基磺基琥珀酸盐的杀伤动力学。

进一步向氯化银添加DOSS2BIT,如图4所示,进一步提高了击杀速度,2小时后达到总击杀!


银色化合物暴露在自然光下1分钟后的颜色。

银化合物的抗光稳定性

所有含银防腐剂的一个共同特征是它们的“仓库效应”。通过在基质中包含银,银的释放量和溶剂化量,因此,生物可利用性是可控的。另外的好处是光还原和与其他涂料成分的相互作用大大减少。

在进一步的系列中,我们检查了银化合物对光的敏感性,有和没有BIT。在这些测试中,硝酸银在几分钟内变黑,而氯化银,氯化银在TiO上2硝酸银加BIT保持白色(图5)。


暴露在日光下24小时后的银化合物的颜色。

然而,24小时后,除了硝酸银和多余的BIT之外,所有的银化合物都变色了(图6)。硝酸银和BIT在数周内保持白色(几天后硝酸银又变黑)。



银加BIT的光敏性和功效

如图3和图4所示,银化合物与BIT的结合将增强对微生物的功效。选择正确的组合(BIT过量),还可以抑制银化合物与光的问题反应
基于这些效果,组合防腐剂的剂量水平可以相对于单一活性物的剂量水平降低,这将导致更低的标签风险,也降低成本。有了这些发现,在油漆保存中使用银的传统问题已经成为历史。



本文在2007年5月由Vincentz网络组织的欧洲涂料展(Nürnberg,德国)期间举行的Nürnberg大会上发表。看到events@coatings.de。