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硫化鋅白色顏料在涂料中不僅可以取代部分二氧化鈦，并且與二氧化鈦一起使用時具有長效的抗菌滅藻功能，廣泛應用與內外墻涂料中。

隨著現代工業的飛速發展，大氣污染日益引起人們的重視。大氣污染中的主要污染物質包括二氧化硫、工業灰／粉塵等。工業灰／粉塵大多通過物理或者化學作用吸附在建筑物的表面，一方面造成對建筑物甚至城市面貌以及形象的影響，更加重要的是這些工業灰／粉塵與建筑物基材中的化學成分，在水分和紫外線的作用下會產生大量的有毒物質，而且在建筑物的表面會生長出大量的藻類微生物，這些微生物通過物理和化學作用分解或者降解建筑物 內的各種成分，在對建筑物安全性能產生隱患的同時，對人類的健康造成巨大的影響。

1 建筑物上的藻類生長

    從化學組成來看，工業灰／粉塵有 3 種：純的無機粒子( 比如說硅酸鹽)、大部分為無機粒子的灰塵及大部分是有機材料 ( 比如包覆有像汽油或者溶劑這樣的無機物作為核的粒子)的粒子。真正的灰塵不僅含有硅酸鹽，而且粒子的表面通常會有一些有機物存在，比如各種機動車的油煙，這些有機物質就像膠水一樣使得這些粒子粘附在建筑物的表面。

    在經過長時間的陽光照射以及間斷的雨水作用下，會發現有大量藻類或微生物在建筑物表面生長。這些藻類和菌類不斷侵蝕建筑物材料的內部，對建筑物結構的力學性能產生很大影響。在沒有藻 類防護的物體表面可以觀測到藻類生長繁殖的 2 個階段。第一階段：表面上藻類的侵蝕發生在基材涂覆涂料之后，在涂層中容易游離的有機成分，比如成 膜劑等，在光照和水分的作用下可以作為藻類生長的營養成分。并且藻類的生長速度會隨著這些營養 劑被消耗而降低。這種進程很快會發展到第二個侵蝕階段：涂料受到耐候性的影響造成表面涂層中的 大量成分被降解或者剝離，導致建筑物表面很粗糙，這就使得灰塵、有機剩余物等被吸附在物體的表面 上，這給藻類的繁殖提供了較長時間且較為持久的營養成分。

2 去除煙塵 類微生物的方法

    2 ． 1 去除煙塵的方法

    對于去除建筑物表面上所吸附的工業性煙塵／粉塵，目前可以采取以下幾種措施。

    (1) 親水性的表面

采用這種方法將使得建筑物表面與有機膠粘劑之間的作用減小，通過雨水的外力可以將其沖走。

(2) 采用高玻璃化溫度的粘合劑

    在這種情況下作為粘合劑的有機物不會溶解在基料里面，二者之間的引力較小，雨水有可能將灰塵沖走。

    (3) 憎水性的表面

    開始時它們具有較好的潔凈度 ( 雨水可以沖走較大的粒子 ) ，但是一段時間之后表面會變臟，因為極細的油煙在表面上會越聚越多。

    可以看出，采用這 3 種方法都不能徹底去除工 業性煙塵／粉塵，這將導致建筑物表面無可避免地出現藻類。

    2 ． 2 抑制藻類生長的方法

    抑制藻類以及微生物菌類生長有 3 種方法：①在涂料中添加有機殺菌劑，但其最大的缺點是不能保持長效的抗菌滅藻作用，這是由于涂層經過長時 間曝露于外界中，使得大量的有機殺菌劑在復雜的 氣候影響下分解、降解或者與基料樹脂發生反應，從 而使得涂層不具備長效的抗菌滅藻功能，而且有機殺菌劑對人體有一定的損害，主要用于溫度較低的 場合；②利用納米二氧化鈦的光催化效應來殺滅菌類和藻類，但是由于納米二氧化鈦在產生光催化效應的同時，會有大量能量以及具有高活性的自由基產生，這樣就對涂料的樹脂體系產生嚴重的影響，從 而使得納米二氧化鈦的使用受到很大的限制；③在涂層中添加氧化鋅或者磷酸鋅等較為活潑的鋅鹽， 與方法 1 相比，該法涂層的抗菌滅藻功能時間要長， 但是由于氧化鋅或者磷酸鋅等鋅鹽具有較活潑的化學特性，這樣在雨水等自然力的作用下，使得涂層中 起著抗菌滅藻作用的鋅離子的濃度越來越低，使之也不具備長效抗菌滅藻功能。

    硫化鋅是所有鋅鹽化合物小最為穩定的一種， 并且硫化鋅也是一種白色顏料 利用硫化鋅的長效抗菌滅藻效應來抑制藻類生長，能夠很好地解決建筑物表面吸附工業性煙塵／粉塵和表面生長藻類以及微生物的問題，起到長效抗菌滅藻作用。

3 具有長效抗菌滅藻效應的白色顏料硫化鋅

硫化鋅是最穩定的鋅化合物 之一。作為一種無機鹽，其在水和有機溶劑中的溶解度非常小。硫化鋅白色顏料的純度非常高，它是僅次于二氧化鈦顏料之后應用最為廣泛的白色顏料。盡管比二氧化鈦的光活性要差，但是其在市場上仍占有較大的份額，這主要是因為它具有特殊的性能。將硫化鋅用于外墻涂料中，可以顯著地發現其表面藻類的生長較小。硫化鋅的化學穩定性能優于 氧化鋅，遠勝于有機殺菌劑。但如果單獨使用，硫化 鋅在水、氧化劑和 UV 光的共同作用下被氧化成硫酸鋅 ( 圖 1) ，這個過程的發生不可避免地造成硫化 鋅作為白色顏料性能的降低。要使得硫化鋅作為更加長效的殺菌滅藻劑，必須要與二氧化鈦一起使用，讓二氧化鈦充當部分 uV 吸收劑，使得硫化鋅能夠 在長時間內提供穩定的游離鋅離子濃度。硫化鋅和 二氧化鈦混合使用時，可以觀測到它們之間有協同效應。

          圖 1 硫化鋅在光照條件下生成可溶性的鋅鹽

二氧化鈦能夠吸收 UV 光進而保護下層的硫化鋅粒子免受 UV 光的輻射。在沒有足夠的能使硫化鋅氧化的條件下，硫化鋅是完全穩定的。分析證明， 在經過長時間的氣候侵蝕后，硫化鋅會顯著減少而 轉變為可溶性的鋅，但是相比整個涂料體系來說，鋅的含量不變，保持一個常數水平。

    此外，硫化鋅可以提供一部分白色顏料的性能，這樣就可以減少二氧化鈦的用量。

    與單獨使用一種白色顏料的涂料體系相比，用 二氧化鈦和硫化鋅的混合物作為白色顏料的涂料體系表現出更長的使用壽命和更為持久的顏色性能。

    德國莎哈利本化學有限公司 ( 原薩其賓化學有 限公司 ) 是世界上唯一能夠工業化生產具有長效抗菌滅藻功能的硫化鋅白色顏料的公司，硫化鋅在與 二氧化鈦一起使用時，不僅能夠減少二氧化鈦的用量，而且在抗菌滅藻方面，優于使用氧化鋅作為殺菌 劑的涂層，達到了真正的長效抗菌滅藻效果。該產品的牌號為： Sachtolith HD ，表 1 所示的是這種產品的技術數據。

    表 1 Sachtolith HD 的技術數據

    從表 1 可以看出：硫化鋅 (Sachtolith HD) 具有較軟的結構以及較小的莫氏硬度，比其他大部分顏料 具有更小的磨損性。其優異的性能包括：高的光亮 度和較低的變色性能，在 UV 光的波長附近吸收較小，良好的耐曬性，對基料的吸收較小，優異的流變性和潤濕能力，非常好的分散性。硫化鋅主要是由球形粒子組成，并且粒子尺寸分布的寬度與二氧化鈦顆粒基本相同，其平均粒徑大約在 0.35 μ m 左右，其電鏡形貌照片見圖 2 。

      圖 2 Sarhtolith HD 微粒的電鏡形貌照片

    圖 3 所示的是加入了硫化鋅后外墻涂料的抗菌滅藻效果。樣板放置于戶外長達 6 年的時間。其中上層所示的是參照樣本，下層是樣板經過了 6 年的戶外試驗，左邊的沒加硫化鋅，右邊的加入了硫化鋅。從圖 3 中可以看出：加入硫化鋅的試樣的抗菌滅藻效果非常好。

      圖 3 硫化鋅的抗菌滅藻功能

    隨著工業的發展以及環保要求的提高，對建筑 物的裝飾性能提出了更高的要求。具有長效自潔凈功能的內外墻涂料的研制被提上了日程。硫化鋅作為白色顏料應用于涂料中可以取代部分二氧化鈦，同時有著長效的抗菌滅藻功能，相對于有機殺菌劑的短效和氧化鋅活性高的缺點，可以預見硫化鋅在今后的內外墻涂料中有著更廣泛的應用。