[发明专利]离子液体基涂料及其制备方法以及具有离子液体基涂层的制品的制造方法

说明书

本发明为离子液体基涂料，可用于多孔和无孔材料的表面形成离子液体基涂层。作为非限制性实例，具有离子液体基涂层的多孔基材可用于消毒空气和水并去除空气和水中的微生物，从而提供防止微生物污染的抗微生物表面，或用于多孔材料以在不增加流动阻力的情况下提高其对于空气中或水中颗粒物的过滤效率。作为另一个非限制性实例，离子液体基涂料在无孔基材上可形成具有自消毒功能的表面涂层以防止微生物存活于该表面。所述离子液体基涂料包含至少一种离子液体、胶黏剂和至少一种添加剂，该添加剂可以是消毒剂、粘度调节剂、pH缓冲剂、香料或它们的组合。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年5月15日提交的美国临时专利申请No.62/920,764的优先权。

技术领域

本发明涉及表面涂层，尤其是用于在多孔和无孔制品上形成抗微生物和自消毒表面的离子液体基涂层，该涂层可以增强多孔过滤介质的过滤性质。

背景技术

大多数离子液体自身具有抗微生物性能，由于这些离子液体的蒸气压低，从而使得其排放可忽略不计，因此是环境应用方面的理想材料。它们出色的溶解性质也使它们能够吸收和溶解其他消毒剂或空气污染物，从而增强其自身的消毒和净化能力。此外，离子液体较高的化学稳定性和热稳定性确保其不存在无用的降解副产物。但由于离子液体通常具有很高的粘度和很低的表面润湿能力，因此，很难将这些理想的性质应用于表面涂料，在多孔或无孔的基材上制备均一稳定的离子液体基涂层十分困难。因此，亟需一种离子液体基涂料及其制备相应涂层的方法，来解决上述问题。

发明内容

本发明为离子液体基涂料，可用于多孔和无孔材料的表面形成离子液体基涂层。在非限制性实例中，具有离子液体基涂层的多孔基材可用于消毒空气和水并去除空气和水中的微生物，从而提供防止微生物污染的抗微生物表面，或用于多孔材料以在不增加流动阻力的情况下，提高其对于空气或水中颗粒物的过滤效率。作为另一个非限制性实例，具有离子液体基涂层的无孔基材可形成具有自消毒功能的表面以防止微生物在该表面上存活。所述离子液体基涂料包含至少一种离子液体、胶黏剂和至少一种添加剂，所述添加剂可以是消毒剂、粘度调节剂、pH缓冲剂、香料或它们的组合。当将离子液体基涂料施加到基材上以涂覆形成具有离子液体基涂层的基材时，该经涂覆的基材具有消毒和/或抗微生物性能；当将离子液体基涂料施加到多孔基材上以涂覆形成具有离子液体基涂层的多孔基材时，该经涂覆的多孔基材在不增加流动阻力的情况下，提高了对空气和/或水中颗粒物的过滤效率。

胶黏剂的非限制性实例包括金属氧化物、沸石、碳质颗粒的溶胶或分散体，或他们的组合。作为另一个非限制性实例，胶黏剂可以是由水溶性硅源和硅醇盐制备的二氧化硅溶胶、胶体氧化铝、胶体二氧化硅和胶体二氧化钛溶胶、活性炭溶胶、沸石溶胶或沸石-金属氧化物混合溶胶。典型的水溶性硅源包括但不限于硅酸盐溶液，典型的硅醇盐包括但不限于原硅酸四甲酯、原硅酸四乙酯和原硅酸四丙酯。溶胶或分散体具有不同的pH值，该pH值可以调节至少一种离子液体与胶黏剂之间的相互作用进行调节，以实现所述至少一种离子液体在胶黏剂中间层上均匀且稳定的吸附。

至少一种离子液体的阳离子的非限制性实例包括选自以下的阳离子：咪唑鎓、吡啶鎓、铵、以及它们的组合。此外，至少一种离子液体的阴离子的非限制性实例选自以下的阴离子：氯离子、溴离子、碘离子、硝酸根、硫酸氢根、乙酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、硫氰酸根、三氟甲磺酸根、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺以及它们的组合。

消毒剂添加剂的非限制性实例包括抗微生物金属盐、抗微生物金属颗粒、植物化学物质、精油、氧化性消毒剂以及它们的组合。粘度调节剂添加剂的非限制性实例包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、四氢呋喃以及它们的组合。pH缓冲剂添加剂的非限制性实例包括乙酸、乙酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸二氢钾以及它们的组合。香料或香精添加剂的非限制性实例包括脂族烃、醛、醇、酯、芳族化合物以及它们的组合。