[发明专利]一种具有抗菌性能的减反增透涂层及其制备方法

说明书

本发明公开一种具有抗菌性能的减反增透涂层及其制备方法。本发明具有抗菌性能的减反增透涂层的制备方法，包括：1)将硝酸银与水混合，得第一混合液；2)将P123与乙醇混合搅拌，得第二混合液；3)将所述第一混合液边搅拌边滴加到所述第二混合液中，得第三混合液；4)将四乙氧基硅烷、硝酸与第三混合液混合，反应，得溶胶液；5)将溶胶液陈化，提拉涂覆在透明基底上，然后进行热处理，形成具有抗菌性能的减反增透涂层。本发明方法安全，简单易行，耗时短，对设备要求低，应用面广，适合大规模生产，得到的涂层具有良好的减反增透性能和较高的抗菌性能，同时透光率高、硬度大耐擦洗、粘附力强，应用广泛。

技术领域

本发明涉及涂层材料技术领域。更具体地，涉及一种具有抗菌性能的减反增透涂层及其制备方法。

背景技术

抗菌涂层在我们的日常生活和医疗环境中都有重要的应用。例如，医疗环境中各类移动通讯设备、医疗器械等表面往往携带有致病性的细菌，其中不乏有超级细菌的存在，一旦被感染，抗生素也无法起作用。而使用抗菌涂层可以抑制表面的细菌生长繁殖，有效防止细菌传播和院内交叉感染。研究人员对多种抗菌材料进行了研究，包括银、铜、具有光催化效果的金属氧化物、季铵盐等。其中，银纳米粒子和银离子的抗菌效果非常显著。银离子的抗菌机理主要是银离子能够强烈地吸引细菌体中酶蛋白的疏基，并迅速结合在一起，降低细菌生物活性酶的活性。而银掺杂材料具有化学稳定性和长期释放银离子的特性，因而成为抗菌材料的绝佳选择。

减反增透涂层能够减少透明基底表面不必要的光反射，达到提高显示清晰度、提高光利用率等效果。因此，在显示屏、太阳能电池板、眼镜、高性能光学器件、汽车玻璃、展示橱窗等很多领域都有重要应用。根据薄膜材料的干涉理论，在光学基底上涂覆一层折射率介于基底和空气的薄膜，可以获得具有减反增透性质的光学材料。例如，研究人员通过构筑空心和介孔二氧化硅薄膜以减少玻璃和空气界面的反射。单层薄膜以其制备工艺简单、成本低、适于大规模生产的优势在实际生产中备受青睐。

而具有抗菌性能的减反增透涂层不仅扩大了减反增透涂层的应用，同时也具有重要的现实意义，例如，电子设备触摸屏，光学透镜，医疗可视窗等需要高透光率的元件的表面抗菌防护，不仅可以有效防止细菌感染，还能够大大减少界面光反射，从而提高观察、显示和成像清晰度。目前，具有抗菌和减反增透双功能的涂层研究应用还很少。

Sohee Kim等(Kim S,Jung U T,Kim S K,Lee J H,Choi H S,Kim C S,Jeong MY.Nanostructured multifunctional surface with antireflective andantimicrobial characteristics[J].ACS Applied Mater Interfaces.2015,7(1),326-331)研究出一种具有疏水、减反、抗菌效果的功能聚合物薄膜，该方法是通过干法刻蚀和纳米压印技术在平面聚甲基丙烯酸甲酯薄膜上形成周期是300纳米，纵横比是3.0的纳米结构。但是其通过防止细菌黏附的方式来抗菌，不能完全阻止细菌黏附且不具备杀菌功能，还存在制备方法复杂、基底有限等局限性。

Huaijuan Zhou等(Zhou H,Li J,Bao S,Li J,Liu X,Jin P.Use of ZnO asantireflective,protective,antibacterial,and biocompatible multifunctionnanolayer of thermochromic VO₂ nanofilm for intelligent windows[J].AppliedSurface Science.2016,363,532-542.)研究制备了一种多功能VO₂/ZnO双层薄膜，ZnO涂层的存在不仅能防止VO₂氧化，还具有减反、防腐蚀、抗菌的功能。但其减反性能和抗菌性能均有限。