Analysis of Antibacterial and Antifungal Properties on the Surface of Acrylic Solid
The antibacterial and antifungal performance of acrylic solid surface is influenced by resin modification technology, types of additives and environmental conditions. The following analysis is conducted from three aspects: antibacterial mechanism, antifungal performance and influencing factors:
First, the sources and mechanisms of antibacterial properties
Antibacterial agent doping
Antibacterial functions can be endowed to the coating by introducing inorganic antibacterial agents (such as zinc oxide, silver ions) or organic antibacterial agents (such as quaternary ammonium salts) into acrylic resin. For instance, zinc oxide can generate photocatalytic activity under ultraviolet light irradiation, releasing zinc ions to destroy the cell membranes of bacteria, thereby inhibiting bacterial proliferation. Experiments show that the acrylic coating containing zinc oxide can still maintain high antibacterial activity after simulating daily wear. The release of zinc ions significantly increases after wear treatment, and the photocatalytic antibacterial effect is outstanding.
Surface modification technology
Antibakterielle Gruppen werden durch chemische Transplantation oder physikalische Mischung auf die Oberfläche von Acrylharz eingeführt. Beispielsweise kann die Mischung von Siloxan-haltigen antibakteriellen Wirkstoffen mit Acrylharzen die Beschichtungsoberfläche mit Hydrophobizität und antibakteriellen Eigenschaften ausgeben, wodurch die bakterielle Adhäsion verringert wird. Darüber hinaus kann die Einführung von Nano-Antibakterienmeistern (wie Nano-Silber) die antibakterielle Leistung weiter verbessern, aber ihre Dispergierbarkeit muss kontrolliert werden, um eine Agglomeration zu vermeiden.
Umweltverträgliche antibakterielle
Einige Acrylbeschichtungen können antibakterielle Mechanismen durch Umweltreize wie Feuchtigkeit und Licht auslösen. Zum Beispiel beschleunigt die Freisetzungsrate des antibakteriellen Mittel in einer feuchten Umgebung die Freisetzungsrate des antibakteriellen Wirkstoffs, wodurch die antibakterielle Wirkung verbessert wird. Dieses Merkmal eignet sich für die antibakteriellen Anforderungen in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit wie Badezimmern und Küchen.
Zweitens die Leistung und die Einflussfaktoren der Anti-Art-Leistung
Anti-Form-Mechanismus
Die Anti-Form-Leistung der Acrylbeschichtung hängt hauptsächlich von ihrer dichten Oberflächenstruktur und niedrigen Wasserabsorptionsrate ab. Durch die Optimierung der Harzformel und des Aushärtungsprozesses kann die Porosität der Beschichtungsoberfläche verringert werden, wodurch die Haftung und das Wachstum von Schimmelpilzsporen hemmt. Darüber hinaus kann das Hinzufügen von Fungiziden (z. B. Isothiazolinonen) den Anti-Form-Effekt weiter verbessern, aber der Kompatibilität mit dem Harz sollte die Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Der Einfluss von Umweltbedingungen
Das Wachstum von Schimmel erfordert die Zufriedenheit von drei Elementen: Feuchtigkeit, Temperatur und Nährstoffsubstrat. Zum Beispiel beschleunigt sich in einer Umgebung mit einer Temperatur zwischen 25 und 30 ° und einer Luftfeuchtigkeit von ≥ 80%signifikant. Die Acrylbeschichtung sollte eine gute Wasserbeständigkeit und Atmungsaktivität aufweisen, um zu verhindern, dass die Ansammlung von Wasser auf der Oberfläche ein Schimmelwachstum verursacht. Darüber hinaus beeinflusst der pH-Wert der Beschichtungsoberfläche auch die Anti-Form-Leistung. Eine neutrale oder schwach alkalische Umgebung ist förderlicher, um das Schimmelwachstum zu hemmen.
Langfristige Haltbarkeit
The anti-mold performance of acrylic coating may decline over time. For instance, in outdoor environments, ultraviolet radiation and rain erosion may cause the coating surface to age and the anti-mold agent to be lost, thereby reducing the anti-mold effect. Therefore, the service life of the coating needs to be prolonged by adding light stabilizers and weather-resistant resins.
Third, the key factors affecting the antibacterial and antifungal performance
Types and dosages of antibacterial agents
Die antibakterielle Wirkung anorganischer antibakterieller Mittel (wie Zinkoxid und Silberionen) ist langlebig, kann jedoch die Transparenz und die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung beeinflussen. Organische antibakterielle Mittel (z. B. quaternäre Ammoniumsalze) haben eine schnelle antibakterielle Geschwindigkeit, aber ihre Wärmeresistenz und Haltbarkeit sind relativ schlecht. Zum Beispiel kann der übermäßige Inhalt des Silberionen zu einer Verfärbung führen, und die Additionsmenge an Zinkoxid muss bei 5-10% kontrolliert werden, um die antibakterielle Leistung und die Beschichtungsleistung auszugleichen.
Eigenschaften der Harzmatrix
The glass transition temperature (Tg) and crosslinking density of acrylic resin affect the release rate of antibacterial agents. For example, high Tg resin can slow down the release of antibacterial agents and prolong the antibacterial effect; Moderate crosslinking can enhance the density of the coating and reduce the adhesion of mold. In addition, the stronger the hydrophobicity of the resin, the better its anti-mold performance.
Construction and curing conditions
The temperature and humidity of the construction environment affect the curing effect and antibacterial and antifungal performance of the coating. For instance, curing under low-temperature or high-humidity conditions may lead to uneven internal stress in the coating, reducing its durability. In addition, the curing time and light intensity will also affect the cross-linking and fixation effect of the antibacterial agent.
Fourth, application scenarios of antibacterial and antifungal performance
Medical facilities
The antibacterial performance requirements for coatings in hospital wards, operating rooms and other places are extremely high. For instance, acrylic antibacterial coatings can be applied to walls and furniture surfaces to reduce the risk of bacterial transmission. Such coatings need to have highly efficient antibacterial properties (such as an inhibition rate of ≥99% against Escherichia coli and Staphylococcus aureus) and long-term durability.
Food processing plant
Mold contamination in the food processing environment must be strictly controlled. For instance, acrylic anti-mold coating can be applied to workshop walls and equipment surfaces to prevent mold growth and food contamination. Such coatings need to have chemical resistance (such as resistance to acids, alkalis, and cleaning agents) and low VOC emissions to meet food safety requirements.
Public buildings
The walls and floors in public places such as schools and shopping malls are prone to microbial contamination. For instance, acrylic antibacterial and anti-mold coatings can be applied to frequently touched areas such as bathrooms and elevator buttons, reducing the risk of cross-infection. Such coatings need to be wear-resistant and easy to clean in order to maintain long-term antibacterial effects.
Fifth, strategies for enhancing antibacterial and antifungal performance
Composite antibacterial system
By compounding inorganic antibacterial agents with organic antibacterial agents, a broad-spectrum antibacterial effect can be achieved. For example, the synergistic effect of zinc oxide and quaternary ammonium salt antibacterial agents can simultaneously inhibit the growth of bacteria and molds. In addition, the addition of photocatalysts (such as titanium dioxide) can enhance the photocatalytic antibacterial performance of the coating.
Surface microstructure control
Durch die Regulierung der mikroskopischen Morphologie der Beschichtungsoberfläche (wie Rauheit und Porosität) kann die Adhäsion von Mikroorganismen verringert werden. Beispielsweise kann die Anwendung der superhydrophoben Oberflächentechnologie den Kontaktwinkel der Beschichtungsoberfläche von ≥150 ° machen, wodurch die Adhäsion von Schimmelpilzsporen hemmt. Darüber hinaus kann das Konstruktion von Oberflächenmuster auch den Kontaktbereich für Mikroorganismen verringern.
Langlebige Anti-Art-Technologie
The action time of fungicides is prolonged through slow-release technology. For instance, fungicides can be encapsulated in microcapsules, allowing them to be gradually released during the application of the coating, thereby maintaining a long-term fungicidal effect. In addition, adding self-healing materials can enable the coating to automatically repair itself after being damaged and restore its anti-mold performance.
