[发明专利]制备抗微生物涂料的方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及制备日夜均可使用的表面抗微生物涂料的方法，所述涂料能够在有光条件下对空气进行消毒和自洁，并且还具有耐热性能。

背景技术

在20世纪70年代，Dow Corning公司发明了DC5700和DC5772(即现在的AEM5700、AEM5772)作为抗微生物剂。这些抗微生物剂能通过物理破碎或电击致死方式来杀灭细菌或微生物(即单细胞微生物)。当微生物(例如细菌、霉菌(mold)、霉(mildew)、藻类等)与该抗微生物剂接触时，它们会被复杂的物理现象和电现象所控制。特别地，带负电荷的细胞膜被吸引至经处理的表面，继而被抗微生物剂中的长分子链所穿刺。由于正电吸引的作用，细胞膜被吸引得更为靠近，因而所述长分子链进一步穿透进入细胞膜内，细胞被类似于“剑”的作用所破碎，继而被带正电的氮分子电击致死，从而遭到破坏。由于抗微生物剂与细菌或微生物的接触必须发生在所有反应之前，因此这种抗微生物剂的使用受到限制。

除了杀灭微生物以外，还期望获得可提供额外益处的改进型抗微生物涂料。

发明内容

本发明的一些实施方案涉及制备具有消毒空气、自洁和耐热性能的抗微生物涂料的方法，该方法包括如下步骤：使用润湿剂、表面活性剂和多元醇将基于硅烷的抗微生物剂稳定于水中以形成溶胶-凝胶溶液(sol-gel solution)，向该溶胶-凝胶溶液中加入粒径小于20nm的光催化剂。更大的粒径不利于对除紫外光以外的可见光产生响应。之后，向该溶胶-凝胶溶液中加入至少一种金属氧化物添加剂。

在另一实施方案中，提供了包含基于硅烷的抗微生物剂、粒径小于20nm的光催化剂和至少一种金属氧化物添加剂的抗微生物涂料，其中所述抗微生物涂料具有消毒空气、自洁和耐热性能。

本发明的一些实施方案为产业提供了将抗微生物涂料应用于几乎任何种类之表面的可靠、环境无害以及有效的解决方案。除了除菌能力外，在抗微生物涂料中提供光催化剂使其在暴露于可见光或紫外线时还能够消毒空气。金属氧化物添加剂还提供了耐热或耐香烟烧灼的性能。

附图说明

图1显示利用蓝染瓷砖进行的30分钟光辐射测试的结果。

图2显示利用蓝染织物进行的30分钟光辐射测试的结果。

图3显示30分钟光辐射测试对具有不同大小之二氧化钛光催化剂的蓝染瓷砖的效果。

图4显示使用具有大小降至4～5nm之二氧化钛的溶胶-凝胶抗微生物制品针对木片(wood tile)进行的30分钟光辐射测试的结果。

图5显示一系列木片烧灼测试：其中(a)为烧灼测试之前的木片，(b)为进入烧灼测试5分钟，(c)为进入烧灼测试10分钟，(d)为进入烧灼测试接近20分钟，(e)为烧灼测试结束时，(f)显示涂有含纳米氧化铝和纳米氧化锌添加剂(SMP(C))之抗微生物剂的木料无烧灼痕迹。

图6显示一系列木片燃烧测试，其中还向含氧化物添加剂(SMP(C))的抗微生物剂中添加0.2％、0.35％和0.7％的氢氧化镁，其中：(a)为烧灼测试前的木片，(b)为进入烧灼测试5分钟，(c)为进入烧灼测试15分钟，(d)显示烧灼测试结束时。

发明详述

根据本发明的一个实施方案，提供了制备具有消毒空气、自洁和耐热性能的抗微生物涂料的方法。

通过用润剂湿、表面活性剂和多元醇将基于硅烷的抗微生物剂(例如但不限于AEM5700或AEM5772)稳定于水中使其转变为溶胶-凝胶溶液。

可用于此方法中的基于硅烷之抗微生物剂的一个实例是3-(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵(如AEGIS Microbeshield)，其可表示为下式：

实验式：C₂₆H₅₈ClNO₃Si

AEM5700在甲醇中的活性成分占42％，AEM5772在甲醇中的活性成分占72％。

一般地，这可表示为下式：

其中，R₁为甲基、乙基、丙基或羟基基团；

R₂为C₁～C₁₀烷基；

R₃为烷基或烷氧基；

R₄为烷基或烷氧基；

R₅为C₁～C₁₈烷基。