種類繁多。包括不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒、單細(xì)胞的細(xì)菌、單細(xì)胞或多細(xì)胞的霉菌和酵母菌等。
繁殖速度快。如大腸桿菌20分鐘左右可以繁殖一代。
分布廣泛。在自然界中無論是天空還是海洋，冰山還是溫泉，凡是有生命的地方就有微生物的存在，就是沒有生命的地方也能找到微生物。1克土壤中含有250億個(gè)微生物，差不多是地球人口的四倍?
容易變異。采用物理化學(xué)因素處理后，微生物容易發(fā)生變異。自然界中存在許多誘變因子，因此不斷有新的微生物產(chǎn)生以適應(yīng)新的環(huán)境。
1.1 常見的微生物種類
1.1.1 細(xì)菌
細(xì)菌無處不在，它們具有適應(yīng)性強(qiáng)和繁殖快等特點(diǎn)。根據(jù)形態(tài)特征細(xì)菌可以分成球菌、桿菌和螺旋菌三種。球菌的細(xì)胞個(gè)體呈圓球形或橢圓形。桿菌細(xì)胞呈桿狀或圓柱狀，各種桿菌的長(zhǎng)度與直徑比例差異很大，有的短粗，有的細(xì)長(zhǎng)，短桿菌近似球形，長(zhǎng)桿菌近似絲狀。螺旋菌是指細(xì)胞呈彎曲桿狀細(xì)菌的統(tǒng)稱。如果細(xì)菌所處的環(huán)境條件發(fā)生變化，如培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)基的組成等發(fā)生變化，均可以引起菌體的形態(tài)變異。
1.1.2 霉菌和酵母菌
霉菌和酵母菌屬于真核細(xì)胞，它們的結(jié)構(gòu)比無核生物復(fù)雜，它們具有真正的細(xì)胞核。在霉菌中有單細(xì)胞的個(gè)體，也有很多種是多細(xì)胞結(jié)構(gòu)，形成復(fù)雜的菌絲體。
微生物能夠通過很多渠道傳播，如臟水、廢棄物、空氣、工件、操作工和生產(chǎn)衛(wèi)生不足等（見圖1）。如果不加以控制，微生物會(huì)對(duì)涂料體系帶來很多危害。
圖1 污染原因
1.2 微生物的危害
微生物對(duì)水性涂料的破壞主要有以下一些常見的現(xiàn)象。
產(chǎn)品表面變色
流變性能變化
使用性能變化
pH值變化
產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象
破乳
產(chǎn)生不良?xì)馕痘驓怏w
肉眼可見的微生物生長(zhǎng) 為了消除上面提到的諸多危害，就必須采取有效措施來控制微生物的生長(zhǎng)。 2. 影響涂料體系質(zhì)量的因素 涂料的配方只是影響質(zhì)量的一個(gè)因素而已，有很多其它方面的因素都會(huì)影響到涂料的質(zhì)量（見圖2）。
圖 2 影響涂料體系質(zhì)量的因素
在生產(chǎn)過程中有效控制微生物污染是確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。圖3顯示獲得不受微生物污染的理想產(chǎn)品的方法。
圖 3 如何獲得不受微生物污染的成品
2.1 原材料的質(zhì)量
對(duì)原材料的基本要求是微生物含量要少。對(duì)于液體的原材料（如水、乳液、消泡劑等），我們要求控制微生物數(shù)量<1000個(gè)/ml。由于微生物很小，肉眼不可見。因此需要一種簡(jiǎn)單直觀的方法來檢測(cè)微生物的污染情況。
舒美公司的測(cè)菌片Mikrocountò Combi是一種非常有效的檢測(cè)手段，將取好樣的測(cè)菌片放在27-300C的恒溫箱中培養(yǎng)一段時(shí)間，觀察測(cè)菌片兩面微生物的生長(zhǎng)情況，可以綜合監(jiān)控原材料以及整個(gè)生產(chǎn)線系統(tǒng)。測(cè)菌片具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
使用方便，不需要準(zhǔn)備時(shí)間，固體表面、半固體和液體都可以檢測(cè)。
可以快速的得到結(jié)果：細(xì)菌(24-48小時(shí))；霉菌和酵母菌(72小時(shí))。
不用額外做微生物實(shí)驗(yàn)，從而節(jié)省時(shí)間和成本。
檢測(cè)結(jié)果精確可靠。可以有效控制原材料、產(chǎn)品的質(zhì)量和監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)的衛(wèi)生。
多功能，可同時(shí)檢測(cè)細(xì)菌、霉菌和酵母菌。
操作簡(jiǎn)單，即使沒有經(jīng)過微生物學(xué)培訓(xùn)的人也能勝任。
水作為原材料之一經(jīng)常會(huì)被忽略，定期的微生物檢測(cè)是非常關(guān)鍵的。有些廠家采用去離子水，以為去離子水是很干凈很安全的。但殊不知離子交換樹脂上常常會(huì)積聚微生物膜，成為額外的污染源。飲用水（細(xì)菌數(shù)<100個(gè)/ml）通過離子交換樹脂后出來的去離子水細(xì)菌數(shù)經(jīng)常達(dá)到104個(gè)/ml。有些廠家采用水箱儲(chǔ)存水，水箱很少清潔，有時(shí)候水箱裝在屋頂下或直接暴露在陽光下，這為微生物的繁殖提供了有利條件。很多時(shí)候正是因?yàn)楹雎粤藢?duì)水的微生物控制，從而導(dǎo)致了涂料體系的防腐最終失敗。
2.2 原材料的儲(chǔ)存
原材料的儲(chǔ)存會(huì)面臨各種污染的危險(xiǎn)，為了確保其技術(shù)性能不受損失，特別要避免在儲(chǔ)存過程中的微生物污染。“先進(jìn)先出”是一條應(yīng)該遵守的原則。
圖4顯示不同的加料點(diǎn)對(duì)乳液儲(chǔ)存的影響。由于生產(chǎn)的需要，儲(chǔ)罐通常不會(huì)是空的。通過加料線1加入新的乳液可以和原來留下的乳液很好的混合。通過加料線2加入新的乳液，上層的乳液很難循環(huán)到，時(shí)間一長(zhǎng)表面的乳液容易老化長(zhǎng)菌。帶有攪拌裝置的儲(chǔ)罐是比較理想的。定期（如每?jī)芍埽┰趦?chǔ)罐的上部空間噴具有快速殺菌功能的防腐劑（如Parmetol? DF 35），能起到很好的氣相保護(hù)作用。另外應(yīng)當(dāng)定期（如每6個(gè)月）將儲(chǔ)罐作徹底的清洗。
圖 4 乳液儲(chǔ)罐
2.3 廠區(qū)生產(chǎn)線衛(wèi)生
防止微生物生長(zhǎng)的一條非常重要的原則：防止各種各樣的水與成品接觸，其中包括管道里的清洗水，過濾器、泵、容器和加料管里的水以及原材料、中間產(chǎn)品和散裝儲(chǔ)罐中的冷凝水。
在生產(chǎn)區(qū)，避免殘留的清洗水所帶來的污染是最重要的。在10 m3的生產(chǎn)罐中只要有1升殘留的清洗水含菌量能達(dá)到108個(gè)/ml（經(jīng)過一個(gè)晚上的繁殖），就能使沒有受到微生物污染的原材料帶菌104個(gè)/ml。這無疑會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品的防腐帶來額外的壓力。因此在生產(chǎn)前（特別是間息式生產(chǎn)），建議用具有快速殺菌功能的防腐劑（如Parmetol? DF 35）將生產(chǎn)線（如生產(chǎn)罐、管道）加以清洗消毒。
3． 建筑涂料的防腐
水性涂料的防腐并不是想象的那么簡(jiǎn)單。由于涉及的因素比較多，而且菌種多樣性，對(duì)防腐技術(shù)提出了更高的要求。選擇合適的防腐劑是一大關(guān)鍵，而且用戶應(yīng)當(dāng)掌握準(zhǔn)確的使用方法。水性涂料的防腐分兩方面：在濕的狀態(tài)下的罐內(nèi)防腐和在干膜狀態(tài)下的防霉/防藻。
3.1 罐內(nèi)防腐劑
罐內(nèi)防腐劑含有具有多種結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物，這些物質(zhì)要符合下面一些要求：
廣譜的殺菌功效
快速的殺菌功效
長(zhǎng)效性
在寬的pH值和溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定
在使用濃度范圍內(nèi)是水溶性的
有上層空間保護(hù)作用
材料相容性好
與涂料組份有良好的相容性
容易混合
對(duì)環(huán)境無不良影響，生物可降解性
氣味極小、良好的皮膚忍耐性、毒性低
成本低
由于沒有一個(gè)物質(zhì)能夠綜合所有的這些特性，所以必須通過不同物質(zhì)組合找到最佳平衡點(diǎn)，來發(fā)揮協(xié)同作用。市場(chǎng)上的防腐劑基本上都是通過復(fù)配得到的。
3.1.1 常見的罐內(nèi)防腐劑
現(xiàn)在市場(chǎng)上最常見的罐內(nèi)防腐劑有氯甲基/甲基異噻唑啉酮（簡(jiǎn)稱CMI/MI，如Parmetol? K 20），CMI/MI與甲醛釋放體組合（如Parmetol? A 26）。自從2002年7月1日國(guó)家正式實(shí)行內(nèi)墻涂料100ppm的甲醛指標(biāo)限制，這對(duì)整個(gè)防腐劑市場(chǎng)帶來不小的沖擊。其實(shí)像Parmetol? A 26這樣的防腐劑的甲醛釋放量在它的推薦摻量下是完全能符合國(guó)家的甲醛指標(biāo)。許多生產(chǎn)廠家一味的強(qiáng)調(diào)使用不釋放甲醛的防腐劑，特別是CMI/MI類型。但是也隨之帶來了不少防腐失敗的問題。這主要是由于不少用戶對(duì)這一類的防腐劑的認(rèn)識(shí)不夠以及使用方法不當(dāng)引起的。
氯甲基異噻唑啉酮（簡(jiǎn)稱CMI）具有它自身的特點(diǎn)。這種活性成份活性大，具有很好的廣譜殺菌效果，但它不穩(wěn)定易分解，對(duì)溫度和pH值比較敏感。理想的使用溫度是400C以下，pH值避免強(qiáng)堿性條件（pH > 9.0）。在溫度超過400C，pH>9.0的情況下，CMI的分解速度會(huì)加快。如何采用先進(jìn)的穩(wěn)定技術(shù)是保證純CMI/MI類型防腐劑長(zhǎng)效性的關(guān)鍵所在。常用的穩(wěn)定劑有鈉鹽，鎂鹽和銅鹽。Parmetol? K 20采用銅鹽鎂鹽復(fù)合穩(wěn)定技術(shù)體現(xiàn)出它更穩(wěn)定，更長(zhǎng)效的特點(diǎn)。由于Parmetol? K 20已獲得美國(guó)FDA認(rèn)證和德國(guó)衛(wèi)生部BGVV認(rèn)證，在安全和環(huán)保方面讓用戶更加放心。
由于涂料儲(chǔ)罐上部多少會(huì)留有一些空間，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的溫差變化，致使涂料中的水份蒸發(fā)到儲(chǔ)罐頂部冷卻變成冷凝水滴到產(chǎn)品的表面，從而稀釋了表層的防腐劑。一旦表層的防腐劑濃度小于某些菌種的最低抑菌濃度（MIC值），這些菌種就有可能在產(chǎn)品表面滋生（見圖2）。Parmetol? A 26在涂料儲(chǔ)罐中緩慢釋放甲醛，一方面甲醛可以很好的穩(wěn)定CMI的作用，從而使Parmetol? A 26的最高使用溫度達(dá)到600C，最高堿性pH達(dá)到9.5。另一方面甲醛本身具有很好的殺菌功效，釋放出來的甲醛充滿涂料儲(chǔ)罐的空間部分，從而對(duì)上層空間起到很好的保護(hù)作用。如果使用純CMI/MI類型的防腐劑就缺少了上層空間的保護(hù)作用，一般來說只有提高添加量來減小表層的防腐劑被冷凝水稀釋的危險(xiǎn)。防腐劑的添加量也跟氣候有關(guān)，一般來說高溫潮濕的天氣，微生物很容易繁殖，應(yīng)該適當(dāng)提高防腐劑的用量。最準(zhǔn)確的添加量可以根據(jù)重復(fù)挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)來確定（如舒美公司Fako實(shí)驗(yàn)）。
圖 5 上層空間保護(hù)的重要性
3.2 干膜防霉/防藻劑
霉菌和藻類是對(duì)漆膜造成破壞的兩個(gè)主要因素。霉菌的污染經(jīng)常是離不開營(yíng)養(yǎng)源跟漆膜表面的接觸。特別是濕度高的地方（如浴室、廚房）或通風(fēng)和防潮差的地方，霉菌更加容易繁殖。藻類的生長(zhǎng)需要光照和潮濕的條件，另外墻體表面的pH值，表面結(jié)構(gòu)等也會(huì)影響藻類的生長(zhǎng)。墻體表面長(zhǎng)霉和長(zhǎng)藻是很常見的現(xiàn)象，這不但影響外觀，而卻也會(huì)直接破壞墻面的漆膜。
為了延長(zhǎng)表面漆膜和基材的使用壽命，最有效的方法是采用防霉/防藻劑來阻止霉菌和藻類的生長(zhǎng)。對(duì)于那些已經(jīng)長(zhǎng)霉/長(zhǎng)藻的表面，要先用機(jī)械方法去除表面的霉菌孢子和藻類，然后用活性很強(qiáng)的殺菌劑處理表面（如Parmetol? DF 12），使其充分滲入漆膜和基材殺死里面的菌絲，最后重新涂上具有防霉/防藻性能的涂料（見圖6）。
圖 6 Parmetol? DF 12墻面殺菌處理前后
對(duì)于內(nèi)墻涂料而言，只需考慮防霉效果。但對(duì)于外墻涂料而言，就要綜合考慮防霉和防藻雙重效果。在選擇漆膜防腐劑時(shí)一般要考慮以下的一些性能要求：
廣譜性
長(zhǎng)效性
在寬的pH值和溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定
水溶性低
滲出穩(wěn)定性好
材料相容性好
與涂料組份有良好的相容性
不變色
低VOC和低鹵素含量
性價(jià)比高
3.2.1 常見的干膜防霉/防藻劑
現(xiàn)在市場(chǎng)上常見干膜防腐劑的活性成份有多菌靈、二氯苯二甲尿（敵草隆）、辛基異噻唑啉酮（OIT）、二氯辛基異噻唑啉酮（DCOIT）等。舒美公司的Parmetol? DF 19 forte是多菌靈和二氯苯二甲尿復(fù)配的產(chǎn)品，具有防霉防藻雙重功效。它的特點(diǎn)是廣譜長(zhǎng)效、相容性好、耐候性特別好、不含VOC，而且活性成份粒徑很小，平均粒徑在3 μ 左右。因此它跟同類產(chǎn)品相比具有更大的比表面積，從而在防霉/防藻效果方面也有一定的優(yōu)勢(shì)。Parmetol? DF 19 forte用于外墻涂料是很理想的，當(dāng)然也可用于內(nèi)墻涂料。Parmetol? DF 17是多菌靈和OIT復(fù)配的產(chǎn)品，具有很好的防霉效果，考慮到OIT自身的溶解度比較大，一般推薦用于內(nèi)墻防霉。
具體在使用干膜防腐劑時(shí)也要注意具體方法，對(duì)于漿狀的固體微粒預(yù)分散體（如Parmetol? DF 19 forte）可以不用研磨直接加入到涂料配方里面，不能也不必要將它用水先稀釋。添加量只要在技術(shù)上足夠就可以了，不必過多添加。最準(zhǔn)確的添加量可以根據(jù)防霉/防藻挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)來確定（如舒美公司技術(shù)中心）。
4. 結(jié)論
1）涂料的防腐體系不能只局限于防腐劑本身，應(yīng)該從人員、原材料、生產(chǎn)線和環(huán)境等各個(gè)可能的環(huán)節(jié)全面控制微生物的污染，生產(chǎn)衛(wèi)生的重要性不容忽視。
2）測(cè)菌片是用來及時(shí)監(jiān)測(cè)原材料、生產(chǎn)線等微生物污染情況的理想手段。
3）在選擇和使用防腐劑時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮防腐劑自身的特點(diǎn)、涂料配方的要求、實(shí)際使用條件等因素，建議用戶向防腐劑生產(chǎn)廠家咨詢。
4）對(duì)于已經(jīng)受污染的表面，應(yīng)當(dāng)先用高活性的殺菌劑加以處理，然后才能涂上新的涂料。