一种长效抗菌防霉剂及其制备方法和在空间站环境中的应用技术

本发明专利技术涉及抗菌防霉剂技术领域，提供了一种长效抗菌防霉剂及其制备方法和在空间站环境中的应用。本发明专利技术提供的长效抗菌防霉剂以有机硅季铵盐为主要的杀菌成分，可长期抑制细菌、酵母菌和真菌，且安全性高，无急性毒性和蓄积毒性隐患；本发明专利技术的抗菌防霉剂具备长效抗菌防霉性能，细菌霉菌不易产生抗药性；无变色隐患，无有毒成分，且可长期存放；进一步的，本发明专利技术使用丙二醇等为稳定剂，可以降低voc释放量，避免甲醇等有毒气体在空间站特殊环境中挥发影响航天员健康。本发明专利技术提供的长效抗菌防霉剂可以满足空间站舱内铝合金、纺织品的长效抗菌防霉要求，同时产品voc释放量低，满足空间站空气质量要求。

A long-term antibacterial and mildew inhibitor and its preparation and application in space station environment

【技术实现步骤摘要】
一种长效抗菌防霉剂及其制备方法和在空间站环境中的应用
本专利技术涉及抗菌防霉剂
，特别涉及一种长效抗菌防霉剂及其制备方法和在空间站环境中的应用。
技术介绍
空间站微生物会影响航天员健康和舱内环境安全。已有研究证明，空间站微生物生长速度明显快于地面对照组。研究人员在国际空间站舱内发现了84种微生物，经鉴定确定了18类细菌和12类真菌，其中细菌49种，真菌35种。在和平号空间站的空气、水和物体表面均有微生物存在。在国际空间站内，材料表面附着的真菌主要以青霉属、曲霉属和枝孢霉属为主，上述真菌对材料均有腐蚀倾向。细菌主要以葡萄球菌、棒状杆菌、芽孢杆菌和微球菌属为主。这些微生物主要存在通风不良的区域及设备内部和在易凝结冷凝水的低温面上，如舱室的通风管道、冷却风扇入口等，为设备安全运行造成隐患，如在国际空间站曾发生过因霉菌大量繁殖腐蚀电子元器件而造成绝缘下降、电接触不良、密封失效等不良后果。2001年，国际空间站俄罗斯舱内，还发生了因霉菌侵蚀造成烟感器故障。微生物还会聚集在人体皮肤和手部常接触的地方，如国际空间站个人清洁区内航天员常触摸的把手和侧板上有大量霉菌菌斑滋生。微生物虽然是生态系统中的一部分组成，但是在空间站特殊环境下，过量的微生物会引起航天员过敏反应，影响舱内空气质量等影响。因此空间站内微生物防控是航天器环境控制的重要方面。目前在国际空间站总装阶段和发射后，均会采用抗菌方法对舱内材料表面进行处理，控制微生物总数。如厂房为生物净化车间，定期监控环境微生物；操作人员进入车间前更换消毒衣物，用酒精消毒手部；总装完成后对密闭舱采用双氧水表面消毒，净化气体置换舱内气体；发射后空间站每周进行真空吸尘器吸尘。但是上述方法并非对舱内所有部位和表面都可以消毒，一些死角、设备内部仍会出现微生物滋生的情况。我国空间站抗菌技术已申请专利技术专利，如201811493172.1专利技术提及一种含有银离子的长效抗菌固体滑膜层的制备方法，针对于合金等金属材料。但是银离子存在抗菌时间有限，在纺织品上使用后易变色的情况，在空间站内多种材料抗菌应用中不具备通用性。并且更重要的是，银纳米离子在人体内的蓄积毒性已经得到越来越多的重视，因此在空间站内大量采用银离子抗菌产品可能会对航天员健康造成隐患。综上所述，空间微生物过量繁殖是威胁舱内航天员健康与元器件正常运行的安全隐患，现有方法不能达到长期、有效控制微生物繁殖的目的。因此，需要开发一种安全、广谱、长效抗菌的抗菌防霉产品，为空间站微生物防控提供可靠产品。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种长效抗菌防霉剂及其制备方法和在空间站环境中的应用。本专利技术提供的长效抗菌防霉剂安全性高，无急性毒性和蓄积毒性隐患，具备长效抗菌防霉性能，细菌霉菌不易产生抗药性，无变色隐患，无有毒成分，适用于空间站舱内多种材料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种长效抗菌防霉剂，包括以下质量分数的组分：有机硅季铵盐0.2％～5％，稳定剂0.5％～5％，增效剂0.1％～3％，成膜剂0.1～2％，余量的水。优选的，所述有机硅季铵盐包括三甲氧基硅烷季铵盐、三乙氧基硅烷季铵盐和二乙氧基甲基硅烷季铵盐中的一种或几种。优选的，所述稳定剂包括丙二醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇、聚乙二醇、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸盐和过氧化氢中的一种或几种。优选的，所述增效剂为异噻唑啉酮类、盐酸多巴胺、苄基烷氨氯化物、聚六亚甲基胍类、壳聚糖和甜菜碱中的一种或几种。优选的，所述成膜剂为丙烯酸酯类成膜剂、纤维素类成膜剂、明胶、泊洛沙姆、卡波姆有机硅树脂聚合物和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。本专利技术提供了上述方案所述长效抗菌防霉剂的制备方法，包括以下步骤：将有机硅季铵盐、稳定剂、增效剂、成膜剂和水混合，得到长效抗菌防霉剂。优选的，所述混合的温度为室温。本专利技术提供了上述方案所述长效抗菌防霉剂在空间站环境中的应用。本专利技术提供了一种长效抗菌防霉剂，包括以下质量分数的组分：有机硅季铵盐0.2％～5％，稳定剂0.5％～5％，增效剂0.1％～3％，成膜剂0.1～2％，余量的水。本专利技术提供的长效抗菌防霉剂以有机硅季铵盐为主要的杀菌成分，可长期抑制细菌、酵母菌和真菌，且安全性高，无急性毒性和蓄积毒性隐患；本专利技术提供的抗菌防霉剂具备长效抗菌防霉性能，细菌霉菌不易产生抗药性；无变色隐患，无有毒成分，且可长期存放。本专利技术还提供了上述方案所述的长效抗菌防霉剂在空间站环境中的应用。本专利技术提供的长效抗菌防霉剂不含有毒有机溶剂、方便涂布、多种材料可用的具有长效抗菌防霉功能，可以满足空间站舱内铝合金、纺织品的长效抗菌防霉要求，同时产品voc释放量低，满足空间站空气质量要求，不影响航天员健康。附图说明图1为实施例1中的纺织品表面防霉测试结果；图2为实施例2中的铝合金表面防霉测试结果；图3为实施例4中的平板防霉测试结果。具体实施方式本专利技术提供了一种长效抗菌防霉剂，包括以下质量分数的组分：有机硅季铵盐0.2％～5％，稳定剂0.5％～5％，增效剂0.1％～3％，成膜剂0.1～2％，余量的水，优选包括以下质量分数的组分：有机硅季铵盐0.5％～4％，稳定剂1％～3.5％，增效剂0.5％～2％，成膜剂0.5～1.5％，余量的水。在本专利技术中，所述有机硅季铵盐优选包括三甲氧基硅烷季铵盐、三乙氧基硅烷季铵盐和二乙氧基甲基硅烷季铵盐中的一种或几种；所述三甲氧基硅烷季铵盐优选为(三甲氧基硅基)丙基-N-十八烷基二甲基氯化铵；所述三乙氧基硅烷季铵盐优选为(三乙氧基硅基)丙基-N-十八烷基二甲基氯化铵；所述二乙氧基甲基硅烷季铵盐优选为(二乙氧基硅基)丙基-N-十八烷基二甲基氯化铵和/或(二乙氧基硅基)丙基-N-十六烷基二甲基氯化铵。本专利技术以有机硅季铵盐为主要杀菌成分制备本专利技术的抗菌防霉剂，有机硅季铵盐是一种环境安全的阳离子表面活性剂，具有良好的杀菌作用，可长期抑制细菌、酵母菌和真菌。有机硅季铵盐杀菌原理是以有机硅作为媒介，带正电荷的季铵盐分子可以通过静电吸附于袋负电荷的细菌表面，穿透细胞膜，改变细菌细胞壁的通透性，使细菌失活而“接触性死亡”，这种杀菌方式具有如下优势：1、物理式杀菌，不易发生抗药性现象；2、有机硅季铵盐结构中的硅氧基水解后与织物或材料表面的羟基发生交联反应，即接织在纺织品或金属材料表面，实现耐水洗、长效抗菌的功能；3、有机硅季铵盐属于非溶出型抗菌剂，与短链、双链季铵盐等溶出型抗菌剂相比，对人体毒性及刺激性小，不易在人体表面富集；4、有机硅季铵盐抗菌剂液体使用方便，不需特殊工艺，直接擦拭在材料表面，室温干燥或烘干即可。此外，有机硅季铵盐还具有较高的安全性，其皮肤刺激、口服急性毒性、突变性、致畸等毒理测试均通过美国环保署测试。在本专利技术中，所述稳定剂优选包括丙二醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇、聚乙二醇、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸盐和过氧化氢中的一种或几种。本专利技术通过加入稳定剂提高有机硅季铵盐的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长效抗菌防霉剂，其特征在于，包括以下质量分数的组分：有机硅季铵盐0.2％～5％，稳定剂0.5％～5％，增效剂0.1％～3％，成膜剂0.1～2％，余量的水。/n

【技术特征摘要】
1.一种长效抗菌防霉剂，其特征在于，包括以下质量分数的组分：有机硅季铵盐0.2％～5％，稳定剂0.5％～5％，增效剂0.1％～3％，成膜剂0.1～2％，余量的水。


2.根据权利要求1所述的长效抗菌防霉剂，其特征在于，所述有机硅季铵盐包括三甲氧基硅烷季铵盐、三乙氧基硅烷季铵盐和二乙氧基甲基硅烷季铵盐中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的长效抗菌防霉剂，其特征在于，所述稳定剂包括丙二醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇、聚乙二醇、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸盐和过氧化氢中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的长效抗菌防霉剂，其特征在于，所述增效剂为异噻唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小雪，李飞，李明，刘庆华，郭飞马，王凯，马峰，
申请(专利权)人：航天神舟生物科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11