耐久抗微生物涂料組合物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 根據(jù)35U.S.C. §119(6)，本申請(qǐng)是要求2014年7月31日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申 請(qǐng)61/999, 576號(hào)的優(yōu)先權(quán)的非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)，所述臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)的內(nèi)容W引用的方 式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種涂料，具體涉及一種耐久抗微生物涂料。本發(fā)明還涉及一種涂料 組合物W及形成所述涂料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 抗微生物涂料含有殺滅細(xì)菌、抑制或減少細(xì)菌在涂料表面生長(zhǎng)能力的抗微生物 劑?？刮⑸锿苛辖M合物通常W液體制劑的形式存在，其被應(yīng)用于表面并經(jīng)干燥W形成涂 層。送些涂料越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于包括診所、企業(yè)、甚至家庭在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域?？刮⑸锿?料最常使用的領(lǐng)域之一是診所或醫(yī)院，因?yàn)榭刮⑸锿苛夏軌蚪档图膊鞑サ娘L(fēng)險(xiǎn)。
[0005] 本領(lǐng)域熟知二氧化鐵和銀通常用于形成抗菌涂料。US2010/0062032公開(kāi)了一種用 作抗微生物涂料的滲雜有二氧化鐵的涂料組合物，其中優(yōu)選的滲雜劑是銀和氧化銀。
[0006]US2011/0111213還公開(kāi)了一種含有銀（Ag)離子的氧化鐵（Ti)涂料組合物，其中 銀的含量為大于或等于0. 2克銀/升鐵至小于或等于0.4克Ag/升Ti,其中所述涂料組合 物是X射線(xiàn)無(wú)定形的并且通過(guò)光照可W持續(xù)降低涂料組合物的疏水性。上述涂料的制備方 法包括制備Ti化-Ag溶液、使用Ti化-Ag溶液涂覆載體材料、W及采用等于或小于20(TC的 溫度使施用于載體上的Ti化-Ag溶液固化的步驟。
[0007]EP1681325公開(kāi)了一種涂層材料，其含有用作光催化劑的二氧化鐵、用于吸收污染 物的含磯酸巧的磯灰石、用作親水性樹(shù)脂涂料的多甲氧基聚娃氧焼、W及用作抗菌材料的 硫代硫酸銀復(fù)合物。上述涂層材料所形成的涂料可W將污染物例如各種細(xì)菌轉(zhuǎn)化為無(wú)害的 材料。
[0008] 然而，上述現(xiàn)有技術(shù)中的涂料均涉及合成涂料溶液的復(fù)雜步驟。送些常規(guī)涂料的 合成需要提高溫度使涂料溶液固化，送會(huì)增加成本并且使涂料的性能變壞。此外，一些現(xiàn)有 技術(shù)沒(méi)有提供具有高透明度的涂料，送也限制了涂料的應(yīng)用。而且，送些常規(guī)涂料在經(jīng)過(guò)一 段時(shí)間的使用后很容易脫落，最終失去功能。
[0009]因而，需要能有效提供抗微生物功能、易于制備、耐久、穩(wěn)定并且不需要高溫固化 即可在表面固化或干燥的抗微生物涂料組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此，本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種用于抗微生物涂層的涂料組合物。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明第一方面的一個(gè)實(shí)施方式，所述涂料組合物包含殼聚糖、氯己定 (chlorhexidine)、銀納米顆粒、殼聚糖交聯(lián)劑和水。
[0012] 本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種用于抗微生物涂層的涂料組合物的合成方法。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明第二方面的一個(gè)實(shí)施方式，所述涂覆表面W產(chǎn)生抗微生物效果的涂料 組合物的合成方法包括：提供銀納米顆粒分散體和氯己定，將殼聚糖溶解在酸性有機(jī)溶劑 中形成殼聚糖溶液，將殼聚糖交聯(lián)劑與殼聚糖溶液賠育形成交聯(lián)的殼聚糖溶液，使銀納米 顆粒分散體和氯己定與交聯(lián)的殼聚糖溶液混合W形成適合涂覆于抗微生物應(yīng)用的表面的 所述涂料組合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)該實(shí)施方式所產(chǎn)生的涂料組合物可W包含W重 量比體積（w/v)百分比計(jì)0.OOl%的銀納米顆粒、0. 800%的殼聚糖、0. 800%的用于溶解殼 聚糖的己酸、0. 200 %的氯己定、0. 24%的用作殼聚糖交聯(lián)劑的戊二醒W及97. 96 %的水。
[0014] 與傳統(tǒng)的抗微生物涂料組合物不同，本發(fā)明抗微生物涂料組合物具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 經(jīng)本發(fā)明抗微生物涂料組合物涂覆的表面可W有效去除多種微生物，并且由于該涂料組合 物能在室溫下固化或干燥，而不需要常規(guī)涂料組合物通常所需要的高溫條件固化，因而可 W該涂料組合物應(yīng)用于多種表面。此外，本發(fā)明抗微生物涂料組合物增加了其所涂覆的表 面的耐久性，并且所述涂料組合物對(duì)涂覆表面具有強(qiáng)粘附性。本發(fā)明抗微生物涂料組合物 具有高透明度并且僅需薄層就能達(dá)到足夠的抗微生物功能。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，其中：
[0016]圖1顯示的是經(jīng)本發(fā)明涂料組合物涂覆并用水擦拭0-20次的玻璃（圖1A)、塑料 (圖1B)、金屬（圖1C)、上漆的木材（圖1D)和陶瓷（圖1E)表面；
[0017] 圖2顯示的是經(jīng)本發(fā)明涂料組合物涂覆并用水（圖2A)、70%異丙醇（IPA)(圖2B) 和1 ;49水稀釋的漂白劑（圖2C)擦拭0-20次的玻璃表面；
[001引圖3顯示的是本發(fā)明涂料組合物涂覆表面的細(xì)菌去除率的圖表（ABC-本發(fā)明的抗 微生物涂料）：
[0019] 圖4顯示的是經(jīng)本發(fā)明涂料組合物涂覆并用水擦拭0-15次后的玻璃表面細(xì)菌去 除率的圖表；
[0020] 圖5顯示的是本發(fā)明涂料組合物W不同沉積方式涂覆的玻璃表面的細(xì)菌去除率 的圖表，其中涂布和噴涂（圖5A)，涂布、擦涂W分散W及擦涂W干燥（圖5B);
[0021] 圖6顯示的是本發(fā)明涂料組合物涂覆的玻璃表面的金黃色葡萄球菌去除率的圖 表；
[0022] 圖7顯示的是本發(fā)明涂料組合物涂覆的玻璃表面的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA)去除率的圖表；
[0023] 圖8顯示的是本發(fā)明涂料組合物涂覆的玻璃表面的超廣譜目?jī)?nèi)醜胺酶巧SBL)去 除率的圖表；
[0024] 圖9顯示的是本發(fā)明涂料組合物涂覆并在室溫下保存0-12周的玻璃表面的細(xì)菌 去除率的圖表；
[00巧]圖10顯示的是本發(fā)明涂料組合物涂覆的玻璃表面在涂覆后保存1天到2個(gè)月的 照片。
[0026]圖11顯示的是本發(fā)明涂料組合物涂覆0-12周后玻璃表面的細(xì)菌去除率的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在W下說(shuō)明中，通過(guò)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)用作抗微生物涂料的涂料組合物、所述涂料組 合物的合成方法W及所述抗微生物涂料的沉積方法進(jìn)行闡述。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的 是，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下可W進(jìn)行多種修飾，包括添加和/或替換。具體 細(xì)節(jié)可能會(huì)省略W免使本發(fā)明難于理解；然而，本發(fā)明所記載的公開(kāi)內(nèi)容使本領(lǐng)域技術(shù)人 員無(wú)需進(jìn)行過(guò)多的實(shí)驗(yàn)即可實(shí)踐其中的教導(dǎo)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于在表面形成耐久的抗微生物涂層 的涂料組合物，其包含殼聚糖、氯己定、銀納米顆粒、殼聚糖交聯(lián)劑和水。在一個(gè)實(shí)施方式 中，所述涂料組合物包含（WA)O. 0002% -0.OOl%的銀納米顆粒、0. 48% -1. 9%的殼聚糖、 0. 48% -1. 9%的己酸、0. 05% -0. 2%的氯己定、0. 06% -0. 35%的戊二醒和水。調(diào)整添加水 的百分比使總體積為100%。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述涂料組合物包含0.OOl%的銀納米顆 粒、0. 80%的殼聚糖、0. 80%的己酸、0. 20%的氯己定、0. 24%的戊二醒和97. 96%的水。在 一個(gè)實(shí)施方式中，殼聚糖是低分子量的交聯(lián)殼聚糖。
[0029]本發(fā)明涂料組合物不要求在高溫下固化。本發(fā)明涂料組合物可W在室溫下在少于 60分鐘里在其涂覆表面上干燥，形成抗微生物涂層。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述涂料組合物在 30分鐘內(nèi)或5分鐘內(nèi)在其涂覆表面上干燥，形成抗微生物涂層。
[0030]本發(fā)明涂料組合物形成高度抗微生物的涂層，其可在5分鐘內(nèi)有效殺滅大于 99. 9%的大多數(shù)微生物，并且抑制微生物的生長(zhǎng)。已證明涂覆本發(fā)明涂料組合物的表面能 在10分鐘里消除大約99. 9%的A型流感病毒化Nl。涂覆本發(fā)明涂料組合物的表面能在5 分鐘里殺滅至少99. 99%的大腸桿菌。涂覆本發(fā)明涂料組合物的表面能抑制霉菌和真菌的 生長(zhǎng)達(dá)至少6周。下面將通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明涂料組合物的抗微生物能力。
[0031]本發(fā)明涂料組合物可W在各種表面上形成高度耐久的涂層。由本發(fā)明涂料組合物 形成的抗微生物涂層可W在沒(méi)有任何機(jī)械或化學(xué)去除的條件下在其涂覆的表面保存至少3 個(gè)月。由本發(fā)明涂料組合物形成的涂層可W耐受清潔劑，例如水、己醇和漂白劑。用水、己 醇或漂白劑擦拭表面至少15次后所述涂層仍存在。由本發(fā)明涂料組合物形成的涂層可耐 受70%己醇和1 ;49的漂白劑溶液的擦拭。本發(fā)明涂料組合物的薄層就足W產(chǎn)生抗微生物 效果。在一個(gè)實(shí)施方式中，8. 5Ul/cm2的本發(fā)明涂料組合物足W產(chǎn)生有效的抗微生物效果。 本發(fā)明涂料組合物及其形成的涂層是透明的。必要時(shí)，本發(fā)明涂料組合物可W包含彩色顏 料、染料、色漆W使所述涂層變?yōu)橛猩１景l(fā)明涂料組合物符合危害物質(zhì)限用指令（ItoHS) 和高度關(guān)注物質(zhì)（SVHC)測(cè)試。Ro服測(cè)試檢查隸、領(lǐng)、鉛、六價(jià)館、PBB、PBDE的含量是否符合 2011/65/抓指令所規(guī)定的范圍。SV肥測(cè)試檢查歐洲化學(xué)品管理局第1907/2006號(hào)規(guī)定中 所列出的151種候選物質(zhì)。
[0032]本發(fā)明涂料組合物適用于各種表面。本發(fā)明涂料組合物可W應(yīng)用的表面包括但不 限于塑料、玻璃、金屬、非金屬、木材和油漆表面?？蒞通過(guò)任何常規(guī)的涂覆或沉積方法施用 本發(fā)明涂料組合物。例如，可W通過(guò)噴涂、涂布（spreading)、擦涂（wiping)將本發(fā)明涂料 組合物施用到表面。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于涂覆表面W產(chǎn)生抗微生物效果的 涂料組合物的