涂料中添加生物殺傷劑是為了防止微生物的生長繁殖，從而保護涂料、涂膜和生產(chǎn)現(xiàn)場免遭微生物損壞，減少危害和事故。生物殺傷劑的效能通常是有選擇性的，往往與被防護材料的性能、氣候區(qū)域等因素相關(guān)，有時也與局部條件相關(guān)。由于生物殺傷劑對操作人員是有毒害的，對環(huán)境具有生物毒性和活性，在濕漆和干涂膜中可能產(chǎn)生各種負(fù)面作用，因而它們被認(rèn)為是"不可避免的災(zāi)難"。然而，從溶劑型涂料向水性涂料發(fā)展的趨勢看，活性殺傷劑在涂料中的應(yīng)用在日益增長。
溶劑型漆和水性漆（特別是水性漆）、涂膜、某些底材、工藝裝置、管道和儲槽、循環(huán)水和生產(chǎn)用水等若沒有進行生物性防護，會遭受各種各樣微生物的侵蝕。在濕氣、氧和養(yǎng)分（有機涂料的各種組分屬于此范疇）存在下，細(xì)菌和霉菌會在液體漆中快速生長，發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化；細(xì)菌、霉菌和藻類在儲槽、產(chǎn)生用水中生長，使其污染并造成危害；霉菌和藻類能破壞成品漆、涂膜和某些底材（如木材），它們在合適的潮濕陰暗環(huán)境或陽光下生長，使涂料過早破壞造成損失。
微生物
微生物生長必須具備三個主要條件，即：①有適于微生物生存的環(huán)境；②有促進生長的適宜氣候；③有含營養(yǎng)成份的材料。其它生長要素可能包括陽光、水分、pH值等，取決于微生物類別
有成千上萬種細(xì)菌、霉菌和藻類在人們生存環(huán)境中繁殖，細(xì)菌會造成材料性質(zhì)變化、放氣，其作用是肉眼看不到的；霉菌則表現(xiàn)為生霉、發(fā)粘、發(fā)酵（這些只是這類有機生物的一些常見表象）。只有幾百種藻和霉菌對涂料、建材和含水散裝貨有直接威脅，其中不足百種的藻和霉菌對涂料和其它聚合物產(chǎn)品會造成巨大的、不同形式的破壞，并逐漸損害整體。
細(xì)菌
有十多種細(xì)菌，如需氧菌、桿狀菌等會引發(fā)水性漆降解。細(xì)菌與霉菌共生時，對一切有機物都有損壞和分解作用。
霉菌（霉菌、霉）
霉菌是各種各樣單細(xì)胞或多細(xì)胞的有機生物，它們直接吸收營養(yǎng)物（主要以纖維素和蛋白質(zhì)為食）。霉和霉菌一般是可互換的術(shù)語，不過霉菌通常表示黑色和有色霉菌生長物，而霉則指白色生長物。這些生長物可能生長在不同的底材上，有機的和無機的（木材、磚石、鋁、塑料、有生命的物體如植物、工業(yè)污染物諸如灰塵和油脂等），水分是霉菌生長首要而必不可缺的環(huán)境因素。已知有多種霉菌對涂料有影響，櫻草色胞子臺芽霉菌和黑霉菌是最常見的霉菌。
霉菌生長既影響面漆外觀又影響漆膜性能。霉菌有兩種主要形態(tài)，即胞子型、菌絲體（多細(xì)胞）或絲狀體型。涂膜損壞起因于涂料表面的霉菌生長，或者涂料施涂到帶霉菌的底材上。由于有機酸的生成或由于涂膜機械性破裂，霉菌向涂層滲透，從而導(dǎo)致酶分解，特別是纖維素酶增稠劑分解。由此可見，霉菌生長繁衍通常會造成涂膜破裂、附著力下降、起泡等危害，同時對涂膜下方的底材造成損壞或腐蝕。
一般來說，霉菌對木質(zhì)底材影響******，用含殺菌劑的涂料進行涂裝，可防止涂膜被霉菌進一步污染及霉菌的繁殖，但未必總能殺傷底材上已有的微生物。為此，通常總是建議涂漆之前先清理底材，同時還要防止霉菌生長。
藻類
藻是簡單的光化合成有機物，它們從水、光、二氧化碳和少許微量元素中攝取所需的能量。最常見的殺藻劑是硫酸銅。
與霉菌相比，藻類通常生長在更為潮濕（含水）的環(huán)境中，但有時常會將霉菌與藻類相混淆。因此，為便于有效地使用活性殺傷劑，準(zhǔn)確鑒別生長物是霉菌或藻類是非常必要的。霉菌多生長在暴露于潮濕條件下的戶內(nèi)涂裝表面上，而藻類生長需要光和更加充足的水分，多出現(xiàn)在戶外涂層上，在氣候適宜和向北地帶戶外涂層上的生長物多數(shù)是藻類，在濕熱地區(qū)它們生長得更旺盛。盡管人們認(rèn)為藻類對涂膜的破壞不象霉菌那樣嚴(yán)重，但它們具有保持水分的能力，可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的危害，特別值得注意的是這種破壞可以發(fā)生在由凍融誘發(fā)的涂膜龜裂處。
敏感性（可生物降解的）漆、涂膜和底材
不但某些底材（如木材）是可生物降解性的，而且濕漆和干涂膜也是可生物降解的，微生物會使它們發(fā)生我們所不希望的變化。細(xì)菌主要侵蝕液體漆，干燥的涂膜則因霉菌和藻類生長而受損、遭破壞。在油漆生產(chǎn)和貯藏（液體狀態(tài)）中，磁漆、清漆及乳液可能受到各種微生物的侵害，導(dǎo)致粘度下降、散發(fā)異味、起泡、pH值變化、容器腐蝕、長出肉眼可見的表面生長物等等。
人們認(rèn)為，涂裝后的干燥涂膜和細(xì)木工制品是不易受細(xì)菌侵蝕而降解的。然而，若對霉菌和藻類不加以防止，則會因它們的生長使涂膜過早損壞。由于涂膜受損或可生物降解性底材遭破壞的結(jié)果，導(dǎo)致涂膜變形、從底材上剝落或脫層。
某些表面活性劑和流變添加劑及其溶液，合成乳膠和聚合物乳液、粉狀原材料（特別是天然資源）、顏料分散體和漿液，它們自身對微生物降解作用是敏感的，如果不在安全條件（包括生物性防護）下進行生產(chǎn)，這些組分可能將污染源帶入漆中。就成品漆而言，下列涂料及相關(guān)材料通常是需要生物防護的：
建筑涂料（尤其是乳膠涂料）
木材著色劑和清漆
粘合劑、填縫劑、封閉膠泥
水泥拉毛飾面系統(tǒng)
屋面材料、地面膠泥和戶外覆層
需用專用生物殺傷劑的還有特種（功能性）涂料，其中包括防污涂料，其功能是防護金屬免受生物腐蝕。生物殺傷劑還用在粘合劑、橡膠材料、塑料、造紙、纖維、皮革、化妝品和醫(yī)藥等領(lǐng)域中。
油漆--微生物污染的來源
油漆受細(xì)菌、霉菌和藻類的微生物污染可能來自多方面，包括空氣、水（生產(chǎn)用水、洗滌用水）、原材料、惡劣的環(huán)境衛(wèi)生和成品容器等。
乳膠漆的可生物降解作用
水性漆，尤其是乳膠漆（漆中含有表面活性劑，有時還有其它可生物降解的組分）及其生產(chǎn)裝置，從它們易被生物污染并生長細(xì)菌、霉菌和藻類來看，需特別加以注意。在水性漆液中，許多有機物能產(chǎn)出酶（比如纖維素酶），它們侵蝕纖維素化合物（如廣泛使用的纖維素增稠劑），破壞長鏈纖維分子并削弱這類化合物控制粘度的能力。細(xì)菌、霉菌繼而讓分子鏈較短的分子群發(fā)酵，產(chǎn)出酸和二氧化碳，隨之造成油漆pH值和穩(wěn)定性顯著下降，出現(xiàn)膠化和漆膜爆孔。
敏感性涂料--木材面漆
在涂層覆蓋的木質(zhì)底材內(nèi)部極易滋生藻類和霉菌，因為此處總有濕氣和氧存在，而且木質(zhì)纖維的某些組分（提取物和天然油）是微生物的養(yǎng)分。就外用木材涂料而言，產(chǎn)生生物降解作用（藻類或霉菌）比其它類型涂料更多、更嚴(yán)重。霉菌的種類形形色色，但大致可分為兩類，即：木材破壞型霉菌（霉菌生出黑色或暗色生長物）和木材變色型霉菌（霉）。
木材破壞型霉菌以木質(zhì)纖維的組分作養(yǎng)分，而木材變色型霉菌則不以木質(zhì)素、纖維素或半纖維素為食物，所以后者對木材整體結(jié)構(gòu)無影響，但會引起面漆褪色。
為此，配制木材用（特別是外用的）溶劑型涂料和水性涂料時必須添加生物殺傷劑，這些添加劑雖不能阻止生物污染，但很大程度上可以防止涂膜和木質(zhì)底材滋生各種生長物，并抑止生物降解作用。當(dāng)木材表面需要進行重新涂裝時，若不對其進行適當(dāng)?shù)那謇砭褪┕ぃ咕鷮⑦M一步生長，涂膜會因起鱗、龜裂和起泡而早早損壞。
由于木材在戶內(nèi)主要是防霉，戶外應(yīng)用則需要防霉菌，那么建議內(nèi)用涂料或外用涂料應(yīng)使用不同的殺菌劑。水溶性防霉劑可用于戶內(nèi)，而防霉菌的殺菌劑則必須是水不溶的，以防被浸出。
涂料用生物殺傷劑
涂料生產(chǎn)中利用生物殺傷劑來達到如下目的：
油漆配方中用濕漆防腐劑或罐內(nèi)防腐劑（殺細(xì)菌劑和殺霉菌劑）來防止罐遭損壞；
油漆廠內(nèi)務(wù)管理（工廠衛(wèi)生--防止微生物在混合容器、貯槽、管道等滋生--主要使用殺細(xì)菌劑，但也用滅藻劑和殺霉菌劑）；
漆膜防腐劑是殺菌劑和滅藻劑，用它們來控制霉菌、霉和藻類在漆膜及可生物降解性底材上生長。
市售干漆膜防腐劑及底材用防腐劑大都為液狀物或粉狀物，罐內(nèi)防腐劑一般為水溶性產(chǎn)品，多以水溶液出售，其活性組分含量低，約為1%~1.5%。表2列出罐內(nèi)防腐劑和干漆膜防腐劑的主要技術(shù)要求。對于新型生物殺傷劑，一般都需要在具有代表性的使用條件下做應(yīng)用試驗和測試后再用于油漆配方中。
對生物殺傷劑的效力通常要考核兩方面，即最低用量（或最低濃度）和防范微生物的廣度。多數(shù)生物殺傷劑，特別是極有效的品種可能具有相當(dāng)?shù)亩拘?，其中有些產(chǎn)品對皮膚有刺激性。在某些情況下，油漆貯槽需要進行特別的防腐蝕處理，另一方面，在與食品相關(guān)的領(lǐng)域中，通常只限用低毒的活性殺傷劑。
自20世紀(jì)50年代以來，不同類型的生物殺傷劑系列品種已用作水性涂料、木材制品的防腐劑和防污劑，產(chǎn)品品種包括：
汞衍生物（丁二酸十二烯酯苯汞，PMDDS）；
含氧化錫的化合物（三-n-丁基錫，TBTO）
鹵代衍生物（五氯苯酚鈉，NaPCP）；
甲醛和脫甲醛化合物；* 三嗪[六氫化-1,3,5-三-（乙-羥乙基）-s-三嗪]；
異噻唑啉酮（1,2-苯并異噻唑啉-3-酮，BIT；5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，CIT等）。
由于這些生物殺傷劑會長期滯留在環(huán)境中，且殺傷效力不足，如今多數(shù)已被禁用或減少使用，并以新型產(chǎn)品替代，某些品種可與其它生物殺傷劑組合使用以利于擴展生物活性空間。當(dāng)今發(fā)展產(chǎn)品的趨勢是低毒、廣域、安全、低劑量。罐內(nèi)防腐劑（生物殺傷劑、殺菌劑）異噻唑啉類生物殺傷劑是廣泛使用的罐內(nèi)防腐劑，既可單獨使用，也可混合使用（如氯甲基/甲基異噻唑啉酮混合物），或者與脫甲醛化合物或某些其它生物殺傷劑相結(jié)合使用。
干漆膜/底材防腐劑
干漆膜防腐劑的主要技術(shù)要求有：
高效力（低濃度下有效）；
符合法規(guī)的生態(tài)毒物學(xué)性能；
抗水解；
光穩(wěn)定性好；
蒸氣壓低；
耐滲出性好（隨濕氣遷移而浸出）
涂料配方（主要是木器罩面漆）中常使用一些有機和無機化合物，以防毒菌生長。氧化鋅是慣用的殺菌劑，特別適合于油性漆，過去普遍使用的汞類殺菌劑，由于污染環(huán)境（操作期滿后制劑不衰變，藥效仍存在）現(xiàn)已禁用。目前，世界范圍內(nèi)油漆和涂料用生物殺傷劑供應(yīng)商產(chǎn)品目錄中，產(chǎn)品有十幾個名稱，無論品種多寡，通常分屬于不同的化學(xué)性質(zhì)和組成。 干膜防腐劑包括許多活性劑，木材涂料中最常用的滅藻劑之一是n-（1,3-二氰-2,4,5,6-四氯苯）廣泛用作涂膜/木材防腐劑，若其抗菌效力不足，則應(yīng)適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合殺菌劑一起使用。 |
