[发明专利]光固化抗菌二氧化硅涂层的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种光固化抗菌二氧化硅涂层的制备方法及其应用，包括如下步骤：将二氧化硅加入硅烷偶联剂混合液中，经超声振动、抽滤、洗涤后，再加入到8wt％‑12wt％的聚六亚甲基胍盐酸盐的水溶液中反应，得到抗菌二氧化硅；将得到的抗菌二氧化硅加入到乙醇分散液中，并向其中加入含巯基的硅烷偶联剂，加热反应后，得到光敏抗菌二氧化硅；将得到的光敏抗菌二氧化硅与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酯及光起始剂进行高速搅拌混合，经光照得到光固化抗菌二氧化硅涂层。本发明通过控制介孔二氧化硅上偶联的抗菌成分的含量，从而控制介孔二氧化硅上剩余的反应位点及位阻，使制备的光固化抗菌二氧化硅涂层的抗菌性强，损失率低。

技术领域

本发明涉及抗菌材料技术领域，尤其涉及一种光固化抗菌二氧化硅涂层的制备方法及其应用。

背景技术

目前，各类致病细菌给人类生存及发展造成了极大的危害。游离的细菌易沉积于材料表面，经长期的繁殖，会在材料表面形成细菌生物膜。细菌生物膜的存在给公共卫生设施、医疗设施、食品包装及纺织衣物等领域造成了极大的困扰。

为解决材料表面的细菌生物膜问题，一种具有防止细菌粘附且有抗菌功能的涂层得到了广泛的研究。目前，抗菌涂层按抗菌机理可分为三类，分别为：阻粘附型、缓释型及接触型抗菌涂层。阻粘型抗菌涂层是通过赋予材料表面低表面能或较高的粗糙程度来减少或阻止细菌的粘附，其并没有杀菌的能力，一旦涂层遭到磨损，材料表面就可能会受到污染。缓释型抗菌涂层是通过物理共混抗菌剂或化学键合本身具备缓释效果的抗菌剂来杀灭表面细菌，但随着抗菌剂的扩散及消耗，缓释型抗菌涂层将最终失去抗菌效果。接触型抗菌涂层是通过涂层中非缓释抗菌剂与材料表面细菌的直接接触来杀菌，接触型抗菌涂层相比于阻粘型与缓释型抗菌涂层有更好应用效果，但其制备工艺较为繁琐。

申请号为CN201610769617.9的专利公开了一种低表面抗菌型光固化涂料的制备方法，首先将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、第一部分甲基丙烯酸羟丙酯及α-羟烷基苯酮混合；其次将纳米二氧化硅、纳米银离子与巯丙基甲基二甲氧基硅烷进行改性后与甲基丙烯酸羟丙酯混合；将前两步得到的液体混合，加入光引发剂，最后加聚乳酸混炼得到。该方法制备的光固化涂料，将纳米二氧化硅、纳米银离子同时与硅烷偶联剂作用，无法保证两者均匀附着于硅烷偶联剂上，使抗菌效果较差，且制备过程复杂。

有鉴于此，有必要设计一种改进的固化抗菌二氧化硅涂层的制备方法及其应用，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光固化抗菌二氧化硅涂层的制备方法及其应用，解决现有抗菌涂层不能兼顾抗菌效果及耐磨、耐热等问题。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种光固化抗菌二氧化硅涂层的制备方法，包括如下步骤：

S1.抗菌二氧化硅的制备：将二氧化硅加入硅烷偶联剂混合液中，经超声振动、抽滤、洗涤后，再加入到8wt％-12wt％的聚六亚甲基胍盐酸盐的水溶液中反应，得到抗菌二氧化硅；

S2.光敏抗菌二氧化硅的制备：将步骤S1得到的所述抗菌二氧化硅加入到乙醇分散液中，并向其中加入含巯基的硅烷偶联剂，加热反应后，得到光敏抗菌二氧化硅；

S3.光固化抗菌二氧化硅涂层的制备：将步骤S2得到的所述光敏抗菌二氧化硅与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酯及光起始剂进行高速搅拌混合，经光照得到光固化抗菌二氧化硅涂层。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中所述抗菌二氧化硅和含巯基的硅烷偶联剂的质量比为(5-15):(1-5)。

作为本发明的进一步改进，所述含巯基的硅烷偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中所述加热反应的温度为70-80℃，反应时间为8-12h。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中所述乙醇分散液为无水乙醇与水的混合液，所述无水乙醇含量为40wt％-60wt％。