食品级漆酚基桐油复合涂料的研究

王蕾 江瑶 连杰 曾巧云 薛涵与

（闽江学院海洋学院福建省中国漆新型材料工程研究中心，福建福州350108）

0 引言

生漆食盒是以木为胎、外表涂以生漆制备的精美的漆食盒，其工艺精湛，是中国非物质文化遗产，中华文化的瑰宝[1]。与现代食盒相比，生漆食盒不含挥发性有机物、耐温、可抗菌。漆酚是生漆的主要成分，是含不饱和支链的邻苯二酚衍生物的混合物。漆酚成膜后残留有酚羟基，具有一定的抗菌能力但仍难以满足使用要求，而且残留的酚羟基确导致漆酚涂层耐溶剂性能较差。桐油是一种优良的干性植物油，带有羧酸和不饱和键。通过复合可以改善生漆的成膜、耐温、机械等性能，再辅助食品级抗菌剂、防霉剂可进一步改善了涂层的抗菌防霉性能。

1 实验材料及方法

1.1 材料

生漆，特级，湖北恩施；桐油、1 级，酸价3.0 mgKOH/g，河南南山桐油厂；抗菌剂iHeir-ECO、防霉剂S-1206，分析纯，广州艾浩尔；二茂铁，分析纯上海晶纯生化科技股份有限公司；金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、黑曲霉、通派上海生物科技有限公司。

1.2 分析测试仪器

热重分析仪（TGA-51H，日本）；QGS 涂料表干仪，中国，ISO1517-1995；QHQ-a 铅笔硬度仪，中国，ISO15184-2012；QTZ涂料弯曲性能测定仪，中国，ISO1519-2011；HJI型金相显微镜，中国。

1.3 食品级漆酚基桐油复合涂料的制备

首先生漆经乙醇法提纯蒸馏得到漆酚。然后将漆酚与桐油按质量比7：3混合，再加入混合物总质量1%的抗菌剂、1%的防霉剂和3%的催干剂，室温下机械搅拌混合1h，即得到所述食品级漆酚基桐油复合涂料。

2 结果与讨论

2.1 漆酚基桐油复合涂料的耐热性能

图1所示的是漆酚基桐油复合涂料的耐热性能。从图中可以看出，对比样漆酚树脂的初始分解温度在140℃，最大分解温度在250℃；漆酚基桐油复合涂料的初始分解温度同样在140℃，最大分解温度在300℃。这说明，初始温度在140℃也能较好满足食盒用涂料的使用要求；桐油改性漆酚可以改善涂料的耐热性能，这对于食盒用涂料而言意义重大。

图1 漆酚、漆酚基桐油涂料的热重曲线Fig.1 TG curves of urushiol,urushiol/tung oil coating

2.2 漆酚基桐油复合涂料的力学性能

表1 可见，漆酚基桐油涂料的表干时间随着表干温度的升高而降低，而冲击强度随着温度的升高而增大，柔韧性没有明显变化。因此，涂料的最佳施工条件是，表干温度为120℃、表干时间为30 min,涂料冲击性能和柔韧性分别达到最佳的60cm和1mm。

表1 漆酚基桐油涂料表干时间、冲击强度及柔韧性

2.3 漆酚基桐油复合涂料的抗菌、防霉性能

表2 漆酚、漆酚基桐油涂料的24小时抗菌性能

表2 可见，生漆采用抗菌剂和防霉剂后改善了金色葡萄球菌和大肠杆菌的杀灭比，但抗菌等级只能达到Ⅱ级。而漆酚基桐油涂料的细菌杀灭比例分别为94%和95%，采用采用助剂后，细菌的杀灭比例提升至99%和99%，抗菌等级达到Ⅰ级。这是由于桐油引入更多活性基团，有更佳的抗菌性能。

表3 漆酚、漆酚基桐油涂料的7天防霉性能

生漆、漆酚基桐油涂料采用iHeir-ECO和S-1206后，其7天后黑曲霉杀灭情况均无明显长霉，达到0级防霉等级，这说明漆酚基桐油涂料的防霉性能达到食品级涂料抗菌要求，参见表3。

3 结语

食品级漆酚基桐油复合涂料加入抗菌剂iHeir-ECO、防霉剂S-1206和催干剂二茂铁而得。桐油改善了漆酚的综合性能，使所得食品级漆酚基桐油复合涂料可在120℃、30 min热固化成膜，且耐冲击性提升至60cm，柔韧性提升至1mm。另外，涂层抗菌率达到99%，防霉性能达到0级，达到国家食品级材料标准。