一种具有长效抗菌的涂层材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有长效抗菌的涂层材料，其原料组成包括：聚乙烯醇100重量份、氧化铁微纳颗粒0.1～3重量份、超纯水500～5000重量份、有机抗菌分子0.25～5重量份、硅烷化季铵盐0.1～2重量份和成膜添加剂0～3重量份；其中所述氧化铁微纳颗粒的粒径为50～1000nm；所述有机抗菌分子具有含有孤对电子的配位基团，所述有机抗菌分子和氧化铁微纳颗粒接触并形成配位作用。本发明专利技术还公开了其制备方法。本发明专利技术通过硅烷化季铵盐、氧化铁微纳颗粒和有机抗菌分子之间的相互作用，增加镀膜的长效抗菌性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有长效抗菌的涂层材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及抗菌材料
，尤其涉及一种具有长效抗菌的涂层材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]微生物是一种广泛存在于自然界中的生物，包括真菌、细菌、病毒等。这些广泛存在的肉眼不可见的微小生命体，是人类健康与公共安全最大的隐患。有的病毒可以在光滑表面长时间存活，并通过生活环境中的各种物体表面进行传播，导致传染性疾病迅速蔓延。
[0003]作为生活环境表面消毒的主要手段之一，利用各类消毒剂，如次氯酸、双氧水等进行全空间的消杀，是目前最常用的表面消毒手段。此外，酒精也有被用作小型物件的表面消毒。另外，利用紫外线进行的空间消毒也是常用的消杀手段之一。然而，对于次氯酸、双氧水这类以强氧化作用为代表的消毒剂以及酒精这类具有强挥发性的消毒剂，其作用时间短，残留少，虽然快速高效低成本，但无法实现持久灭杀的功能。而利用紫外线进行的消杀处理，具有危险性，如果白天忘记关上紫外线灯，将会给环境中的人群造成巨大的伤害。因而，目前没有可行的长效灭菌的解决方案。然而，在某些人流密集性场所和区域，没有长效的抗菌灭菌能力的表面很容易在消杀过后又快速的成为传播途径。因而，发掘一种新的具有杀菌作用的，同时具有长效抑菌的涂层，从而最大程度的保护公共卫生安全，降低环境污染，具有重要的经济价值和意义。
[0004]PVA(聚乙烯醇)作为一种生物相容性好且无毒无害的成膜剂，其在各行各业的应用非常广泛，如化妆品、生物医学、电子元器件、过滤材料等。由于PVA单体中含有羟基，可以和水形成氢键，因而是一种可以溶于水的高分子聚合物，这给PVA的使用带来的巨大的优势。将PVA和抗菌成分混合在水溶液后进行涂覆，可以在物表形成抗菌膜。然而PVA优良的水溶性同时也让其在使用过程中很容易被水溶解或溶胀，在真实使用过程中抗菌膜层容易迅速流失而导致失效。因此，如何平衡PVA的水溶性和成膜后的溶水性，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种具有长效抗菌的涂层材料及其制备方法。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种具有长效抗菌的涂层材料，按照比例，所述涂层材料的原料组成包括：聚乙烯醇100重量份、超纯水500～5000重量份、氧化铁微纳颗粒0.1～3重量份、有机抗菌分子0.25～5重量份、硅烷化季铵盐0.1～2重量份和成膜添加剂0～3重量份；其中所述氧化铁微纳颗粒的粒径为50～1000nm；所述有机抗菌分子具有含有孤对电子的配位基团，所述有机抗菌分子和氧化铁微纳颗粒接触并形成配位作用。
[0008]可选的，所述聚乙烯醇的醇解度为90％～99.9％，聚合度为1700～1900。
[0009]可选的，所述有机抗菌分子包括奥替尼啶、聚六亚甲基双胍、聚六亚甲基胍中的至少一种。
[0010]可选的，所述氧化铁微纳颗粒和有机抗菌分子的重量比为1：1～10。
[0011]可选的，所述氧化铁微纳颗粒的粒径为100～500nm。
[0012]可选的，所述成膜添加剂是硅烷类化合物。
[0013]一种上述具有长效抗菌的涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]1)按照比例，将100重量份聚乙烯醇搅拌溶解于500～5000重量份的温度高于90℃的超纯水中，然后冷却至室温；
[0015]2)加入0.1～3重量份的氧化铁微纳颗粒，搅拌使氧化铁微纳颗粒均匀弥散于溶胶中；
[0016]3)加入0.1～2重量份的硅烷化季铵盐，充分搅拌溶解；
[0017]4)加入0.25～5重量份的有机抗菌分子，超声搅拌12～36小时进行混合，所述有机抗菌分子和氧化铁微纳颗粒接触并形成配位作用；
[0018]5)加入0～3重量份的成膜添加剂，混合均匀后涂覆于物体表面，干燥后形成长效抗菌的涂层。
[0019]可选的，所述涂层的厚度为0.1～10微米。
[0020]可选的，步骤5)中，所述涂覆是采用单流体喷枪喷涂于物体表面，喷涂量为0.05～0.5L/m2。
[0021]可选的，步骤1)中，按照比例，将100重量份聚乙烯醇搅拌溶解于800～2000重量份的温度高于90℃的超纯水中，然后冷却至室温。
[0022]本专利技术的有益效果为：
[0023]采用硅烷化季铵盐和PVA之间发生脱水缩合形成网状结构，提高抗水能力，避免涂层薄膜在日常使用中被快速破坏，结构更为稳定；另一方面其本身的抗菌性能为PVA薄膜带来长效抗菌的能力；
[0024]氧化铁微纳颗粒和PVA和硅烷化季铵盐交联，进一步提升了抗水能力；另一方面引入能与氧化铁配位的有机抗菌分子，达到将有机抗菌分子固定在PVA膜内的效果，增加镀膜的抗菌性能；
[0025]通过上述组分之间的相互作用和组合达到抗菌与灭菌相结合的效果。
具体实施方式
[0026]以下具体实施例对本专利技术做进一步解释。
[0027]一种具有长效抗菌的涂层材料，按照比例，所述涂层材料的原料组成包括：聚乙烯醇100重量份、超纯水500～5000重量份、氧化铁微纳颗粒0.1～3重量份、有机抗菌分子0.25～5重量份、硅烷化季铵盐0.1～2重量份和成膜添加剂0～3重量份。
[0028]PVA的醇解度为90％～99.9％，优选的，95％～99.9％，聚合度为1700～1900。
[0029]氧化铁微纳颗粒的粒径范围在50～1000nm，优选的，100～500nm。氧化铁微纳颗粒是以三氧化二铁为主，其中三价铁离子应占所有铁离子浓度的90％以上。
[0030]有机抗菌分子内应含有具有相关配位配体基团，如含有氧孤对电子(羟基，巯基等)和氮孤对电子(胺基，酰胺基等)。这类配位基团含有孤对电子，能够与具有空d电子轨道
的Fe
3+
金属中心进行配位连接。有机抗菌分子包括但不限于奥替尼啶、聚六亚甲基双胍、聚六亚甲基胍等的一种或多种。作为新一代广谱灭菌的重要组成部分，有机抗菌分子可以通过分子内正电荷基团与带有负电的微生物细胞膜、细胞壁以及病毒衣壳相结合，从而达到广谱灭杀细菌病毒的效果。由于其作用机制不针对具体的某个生物学过程，因而，通过带正电荷基团的有机抗菌分子不会在长期的使用过程中产生细菌的耐药性而导致失效。
[0031]为了提高形成的抗菌涂层与物体表面的附着强度，可以添加成膜添加剂，成膜添加剂可以是硅烷类化合物，例如silok 8333。
[0032]上述具有长效抗菌的涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0033]1)按照比例，将100重量份聚乙烯醇搅拌溶解于500～5000重量份的温度高于90℃的超纯水中，然后冷却至室温；更优选的，超纯水为500～2000重量份；
[0034]2)加入0.1～3重量份的氧化铁微纳颗粒，搅拌使氧化铁微纳颗粒均匀弥散于溶胶中；
[0035]3)加入0.1～2重量份的硅烷化季铵盐，充分搅拌溶解；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有长效抗菌的涂层材料，其特征在于，按照比例，所述涂层材料的原料组成包括：聚乙烯醇100重量份、超纯水500～5000重量份、氧化铁微纳颗粒0.1～3重量份、有机抗菌分子0.25～5重量份、硅烷化季铵盐0.1～2重量份和成膜添加剂0～3重量份；其中所述氧化铁微纳颗粒的粒径为50～1000nm；所述有机抗菌分子具有含有孤对电子的配位基团，所述有机抗菌分子和氧化铁微纳颗粒接触并形成配位作用。2.根据权利要求1所述的具有长效抗菌的涂层材料，其特征在于：所述聚乙烯醇的醇解度为90％～99.9％，聚合度为1700～1900。3.根据权利要求1所述的具有长效抗菌的涂层材料，其特征在于：所述有机抗菌分子包括奥替尼啶、聚六亚甲基双胍、聚六亚甲基胍中的至少一种。4.根据权利要求1所述的具有长效抗菌的涂层材料，其特征在于：所述氧化铁微纳颗粒和有机抗菌分子的重量比为1：1～10。5.根据权利要求1所述的具有长效抗菌的涂层材料，其特征在于：所述氧化铁微纳颗粒的粒径为100～500nm。6.根据权利要求1所述的具有长效抗菌的涂层材料，其特征在于：所述成膜添加剂是...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑翔，叶德威，
申请(专利权)人：厦门赋源高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：