CN111493093A - 基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌浆料及其制备方法和疏水抗菌贴膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌浆料及其制备方法和疏水抗菌贴膜及其制备方法，将纳米银材料、卤化聚苯胺、高分子材料、溶剂和助剂按本发明所规定的重量比例混合均匀制成纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌浆料。将纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌浆料通过喷涂、丝网印刷、凹版印刷或狭缝涂布的方式转印至粘性基材上，制备出疏水抗菌贴膜，并根据具体使用情况在其粘性基材层的粘性面一侧布设离型膜和/或在纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层朝外一侧布设保护膜。本发明的纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌贴膜同时具备抗菌和疏水两种作用，在有效杀灭其表面的病菌的同时减少带菌液体的附着，可广泛应用于公共接触物品表面，有效阻断病菌的接触传播。
Description
技术领域
本发明属于抗菌消毒技术领域，尤其涉及一种基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌浆料及其制备方法和疏水抗菌贴膜及其制备方法。
背景技术
细菌、病毒等致病微生物对人类的生存和发展带来了巨大威胁，而接触传播是细菌、病毒等致病微生物传播的重要途径，为公共表面提供抗菌消毒防护、阻断致病微生物的接触传播是公共卫生的迫切要求。
喷洒消毒液和粘贴薄膜是阻断病菌接触传播的常用方法。但传统消毒液功能维持时间很短，往往只有几分钟，因此一个工作日内需要喷洒多次；传统消毒液在某些场合使用有制约性，如酒精可能引发火灾，84消毒液会引起腐蚀。贴膜是阻断病菌接触传播的重要手段，但传统的贴膜大多不具备抗菌功能，无法实现长效抗菌。纳米银是一种高效、广谱、长效、安全、无腐蚀性的抗菌剂，可用于制备高效抗菌浆料和贴膜，但纳米银为强亲水材料，添加到抗菌层中会增强抗菌层的亲水性，导致带病菌液体易附着在抗菌层表面，不易从膜表面脱落，同时纯纳米银材料的银离子释放速率难以调控。
因此，针对传统消毒液需要频繁使用、易引起火灾和腐蚀等缺点，和传统纳米银抗菌膜亲水性强、易使带病菌液滴附着、银离子释放速率无法调控等缺点，急需对纳米银材料表面进行改性，赋予纳米银材料可控的银离子释放速率和抗菌疏水的表面特性，制备出具有抗菌和强疏水性能的抗菌浆料和贴膜，强疏水特性利于带病菌液滴的脱落，而附着状态的病菌能被高效杀灭。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌浆料及其制备方法和疏水抗菌贴膜及其制备方法，纳米银材料能够释放出出银离子，通过调控银离子释放速率可调控材料的抗菌寿命；卤化聚苯胺能够与纳米银或银离子络合，且具有抗菌和疏水性质，其包覆在纳米银材料表面能够控制纳米银材料的银离子释放速率，同时为亲水性的纳米银材料提供疏水抗菌的对外界面；作为高分子材料的聚氨酯或硅橡胶树脂具有强疏水性，能够形成强疏水表面。基于纳米银和卤化聚苯胺材料制成的抗菌膜具有抗菌和疏水双重特性，能够排斥带病菌液体的粘附，利于带病菌液滴的脱落，且能对附着状态的病菌进行高效杀灭。纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌贴膜的制备方法易于实现卷对卷大规模生产，生产效率高，生产成本低。
本发明第一方面提供了一种基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌浆料，包括以下组分：纳米银材料：0.1～1重量份；卤化聚苯胺：0.1～2重量份；高分子材料：0.1～2重量份；溶剂：94.4～99.65重量份；助剂0.05～0.6重量份。
进一步地，所述纳米银材料为纳米银线、纳米银颗粒中的一种或其混合物。
进一步地，所述卤化聚苯胺为氟化聚苯胺、氯化聚苯胺、溴化聚苯胺中的一种或其混合物。
进一步地，所述高分子材料为聚氨酯、硅橡胶树脂中的一种或其混合物。
进一步地，所述溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、二丙酮醇中的一种或其混合物。
本发明第二方面提供了一种制备本发明所述的疏水抗菌浆料的方法，包括以下步骤：
步骤S1：在干净并已消毒的第一反应釜中依次加入乙二醇、丙三醇、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮和氯化铁，将各组分混合均匀后在120～180℃下继续反应2～6小时，经纯化后得到纳米银悬浮液；
步骤S2：在干净并已消毒的第二反应釜中依次加入硫酸溶液(浓度为0.5mol/L)、丙酮、卤化苯胺和过硫酸钠，将各组分混合均匀后在-10～30℃下继续反应2～15小时，制备出卤化聚苯胺悬浮液，将悬浮液过滤、洗涤、干燥后得到卤化聚苯胺粉末；
步骤S3：在球磨罐中加入纳米银悬浮液和卤化聚苯胺粉末，将球磨罐放置于行星球磨机中球磨30～120分钟后得到纳米银/卤化聚苯胺悬浮液；
步骤S4：在干净并已消毒的第三反应釜中依次加入纳米银/卤化聚苯胺悬浮液、高分子材料、溶剂和助剂，用分散机分散30～120分钟后得到纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌浆料。
本发明第三方面提供了一种疏水抗菌贴膜的制备方法，包括将疏水抗菌浆料通过喷涂、丝网印刷、凹版印刷或狭缝涂布中任意一种方式转印至粘性基材上，经干燥后得到所述疏水抗菌贴膜；其中，所述疏水抗菌浆料为本发明所述的疏水抗菌浆料或本发明所述制备疏水抗菌浆料的方法制得的疏水抗菌浆料。
本发明第四方面提供了一种根据本发明所述的疏水抗菌贴膜制备方法制得的疏水抗菌贴膜，所述疏水抗菌贴膜包括粘性基材层和附着在该粘性基材层上的纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层，所述粘性基材层一面为涂有胶水的粘性面、另一面为不粘面，所述纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层设于该粘性基材层的不粘面。
进一步地，所述纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层的厚度为10～500nm，所述粘性基材层的厚度为10～300μm，所述粘性基材层的粘性面一侧设有厚度为10～300μm的离型膜，所述纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层朝外一侧设有厚度为10～300μm的保护膜。
进一步地，所述离型膜、粘性基材层和保护膜的材质为聚对本二甲酸二乙醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯中的一种。
本发明的有益效果：
本发明提供一种基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌浆料及其制备方法和疏水抗菌贴膜及其制备方法，将纳米银材料、卤化聚苯胺、高分子材料、溶剂和助剂按本发明所规定的重量比例混合均匀制成纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌浆料。将纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌浆料通过喷涂、丝网印刷、凹版印刷或狭缝涂布的方式转印至粘性基材上，制备出具有疏水抗菌性能的贴膜，并根据具体使用情况在粘性基材层的粘性面一侧布设离型膜和/或在纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层朝外一侧布设保护膜。纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌贴膜具有高效、长效、安全、广谱抗菌消毒的特点，能够有效杀灭其表面的病菌，同时，纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌贴膜表面具有强疏水性，能够排斥夹带病菌的液体，减少带菌液体的附着。纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌贴膜同时具备抗菌和疏水两种作用，可广泛应用于公共接触物品表面，有效阻断病菌的接触传播。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明提供的一种基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌贴膜的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明第一方面提供了一种基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌浆料，其特征在于，包括以下组分：纳米银材料：0.1～1重量份；卤化聚苯胺：0.1～2重量份；高分子材料：0.1～2重量份；溶剂：94.4～99.65重量份；助剂0.05～0.6重量份。
本发明中，纳米银材料为纳米银线、纳米银颗粒中的一种或其混合物；卤化聚苯胺为氟化聚苯胺、氯化聚苯胺、溴化聚苯胺中的一种或其混合物，且卤化聚苯胺附着在纳米银材料表面；高分子材料为聚氨酯、硅橡胶树脂中的一种或其混合物；溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、二丙酮醇中的任意一种或两种以上的混合物；助剂为表面活性剂、润湿剂、消泡剂、流平剂中的任意一种或两种以上的混合物，其中助剂主要作用是调节疏水抗菌浆料的各项物理参数。
需要说明的是，通过按上述的重量比例对纳米银材料、卤化聚苯胺、高分子材料、溶剂和助剂进行混合，利用其中作为主要抗菌消毒活性成分的纳米银线或纳米银颗粒具有大于99.99％抗菌消毒性能这一特性；卤化聚苯胺作为辅助抗菌材料和疏水材料，包覆于纳米银表面，能够控制纳米银释放银离子的速率，并为亲水性的纳米银材料提供了强疏水表面；聚氨酯或硅橡胶树脂作为高分子粘结剂具有强疏水性，使得该疏水抗菌层具有很强的疏水功能；助剂提高了该疏水抗菌浆料的喷涂、印刷和涂布适应性。
本发明第二方面提供了一种制备本发明疏水抗菌浆料的方法，包括以下步骤：
步骤S1：在干净并已消毒的第一反应釜中依次加入乙二醇、丙三醇、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮和氯化铁，将各组分混合均匀后在120～180℃下继续反应2～6小时，经纯化后得到纳米银悬浮液；
步骤S2：在干净并已消毒的第二反应釜中依次加入硫酸溶液(浓度为0.5mol/L)、丙酮、卤化苯胺和过硫酸钠，将各组分混合均匀后在-10～30℃下继续反应2～15小时，制备出卤化聚苯胺悬浮液，将悬浮液过滤、洗涤、干燥后得到卤化聚苯胺粉末；
步骤S3：在球磨罐中加入纳米银悬浮液和卤化聚苯胺粉末，将球磨罐放置于行星球磨机中球磨30～120分钟后得到纳米银/卤化聚苯胺悬浮液；
步骤S4：在干净并已消毒的第三反应釜中依次加入纳米银/卤化聚苯胺悬浮液、高分子材料、溶剂和助剂，用分散机分散30～120分钟后得到纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌浆料。
优选地，在步骤S1中，乙二醇质量份为8～70，丙三醇为8～70重量份，硝酸银为0.5～2重量份，聚乙烯吡咯烷酮为10～20重量份，氯化铁为0.01～0.1重量份。
优选地，在步骤S2中，硫酸溶液为15～75重量份；丙酮为15～75重量份，卤化苯胺为1～5重量份，过流酸钠为2～20重量份。
优选地，在步骤3中，纳米银悬浮液和卤化聚苯胺粉末的质量比为0.05～10。
本发明第三方面提供了一种疏水抗菌贴膜的制备方法，包括将疏水抗菌浆料通过喷涂、丝网印刷、凹版印刷或狭缝涂布中任意一种方式转印至粘性基材上，经干燥后得到所述疏水抗菌贴膜；其中，所述疏水抗菌浆料为本发明所述的疏水抗菌浆料或本发明所述制备疏水抗菌浆料的方法制得的疏水抗菌浆料。
需要说明的是，疏水抗菌浆料通过喷涂、丝网印刷、凹版印刷和狭缝涂布中任意一种方式转印至粘性基材上，由于疏水抗菌浆料强适应性可适应多种生产方式，易于实现卷对卷大规模生产，提高生产效率、降低生产成本。
本发明中，根据具体应用场景的需要，可进一步地在疏水抗菌贴膜的疏水抗菌层朝外一侧粘附上用于保护该疏水抗菌浆料的保护膜；或者在疏水抗菌贴膜的粘性基材层的粘性面一侧粘附上起到支撑和保护功能的离型膜；需要说明的是，保护膜和离型膜可以同时使用或者只使用其中一个。
参照图1，本发明第四方面提供了一种根据本发明所述的疏水抗菌贴膜制备方法制得的疏水抗菌贴膜，所述疏水抗菌贴膜包括粘性基材层和附着在该粘性基材层上的纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层，所述粘性基材层一面为涂有胶水的粘性面、另一面为不粘面，所述纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层设于该粘性基材层的不粘面。
需要说明的是，本发明提供的疏水抗菌贴膜外观透明，不影响公共接触表面原有的外观和功能；疏水抗菌贴膜还具有粘性，方便将其直接贴至公共接触表面，可以实现长时间内无需更换即可达到高效的抗菌消毒防护功能。
优选地，所述纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层的厚度为10～500nm，所述粘性基材层的厚度为10～300μm；根据具体应用场景的需要，可进一步地在所述粘性基材层的粘性面一侧设有厚度为10～300μm的离型膜，在所述纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层朝外一侧设有厚度为10～300μm的保护膜；需要说明的是，保护膜和离型膜可以同时使用或者只使用其中一个。
优选地，所述离型膜、粘性基材层和保护膜的材质为聚对本二甲酸二乙醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯中的一种。
相对于现有技术，本发明提供一种基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌浆料及其制备方法，将纳米银材料、卤化聚苯胺、高分子材料、溶剂和助剂按本发明所规定的重量比例混合均匀制成纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌浆料；还提供了一种纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌贴膜及其制备方法，将疏水抗菌浆料通过喷涂、丝网印刷、凹版印刷或狭缝涂布的方式转印至粘性基材上，制备出具有疏水抗菌性能的贴膜，并根据具体使用情况在粘性基材层的粘性面一侧布设离型膜和/或在疏水抗菌层朝外一侧布设保护膜。纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌贴膜具有高效、长效、安全、广谱抗菌消毒的特点，能够有效杀灭其表面的病菌，同时，纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌贴膜表面具有强疏水性，能够排斥夹带病菌的液体，减少带菌液体的附着。纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌贴膜同时具备抗菌和疏水两种作用，可广泛应用于公共接触物品表面，有效阻断病菌的接触传播。
最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于纳米银和卤化聚苯胺的疏水抗菌浆料，其特征在于，包括以下组分：纳米银材料：0.1～1重量份；卤化聚苯胺：0.1～2重量份；高分子材料：0.1～2重量份；溶剂：94.4～99.65重量份；助剂0.05～0.6重量份。
2.如权利要求1所述的疏水抗菌浆料，其特征在于，所述纳米银材料为纳米银线、纳米银颗粒中的一种或其混合物。
3.如权利要求2所述的疏水抗菌浆料，其特征在于，所述卤化聚苯胺为氟化聚苯胺、氯化聚苯胺、溴化聚苯胺中的一种或其混合物。
4.如权利要求1所述的疏水抗菌浆料，其特征在于，所述高分子材料为聚氨酯、硅橡胶树脂中的一种或其混合物。
5.如权利要求1所述的疏水抗菌浆料，其特征在于，所述溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、二丙酮醇中的一种或其混合物。
6.一种制备权利要求1至5中任意一项所述的疏水抗菌浆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：在干净并已消毒的第一反应釜中依次加入乙二醇、丙三醇、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮和氯化铁，将各组分混合均匀后在120～180oC下继续反应2～6小时，经纯化后得到纳米银悬浮液；
步骤S2：在干净并已消毒的第二反应釜中依次加入硫酸溶液(浓度为0.5mol/L)、丙酮、卤化苯胺和过硫酸钠，将各组分混合均匀后在-10～30oC下继续反应2～15小时，制备出卤化聚苯胺悬浮液，将悬浮液过滤、洗涤、干燥后得到卤化聚苯胺粉末；
步骤S3：在球磨罐中加入纳米银悬浮液和卤化聚苯胺粉末，将球磨罐放置于行星球磨机中球磨30～120分钟后得到纳米银/卤化聚苯胺悬浮液；
步骤S4：在干净并已消毒的第三反应釜中依次加入纳米银/卤化聚苯胺悬浮液、高分子材料、溶剂和助剂，用分散机分散30～120分钟后得到纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌浆料。
7.一种疏水抗菌贴膜的制备方法，其特征在于，包括将疏水抗菌浆料通过喷涂、丝网印刷、凹版印刷或狭缝涂布中任意一种方式转印至粘性基材上，经干燥后得到所述疏水抗菌贴膜；其中，所述疏水抗菌浆料为权利要求1至5中任意一项所述的疏水抗菌浆料或根据权利要求6所述的方法制得的疏水抗菌浆料。
8.一种根据权利要求7所述的制备方法制得的疏水抗菌贴膜，其特征在于，所述疏水抗菌贴膜包括粘性基材层和附着在该粘性基材层上的纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层，所述粘性基材层一面为涂有胶水的粘性面、另一面为不粘面，所述纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层设于该粘性基材层的不粘面。
9.如权利要求8所述的疏水抗菌贴膜，其特征在于，所述纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层的厚度为10～500nm，所述粘性基材层的厚度为10～300μm，所述粘性基材层的粘性面一侧设有厚度为10～300μm的离型膜，所述纳米银/卤化聚苯胺疏水抗菌层朝外一侧设有厚度为10～300μm的保护膜。
10.如权利要求9所述的疏水抗菌贴膜，其特征在于，所述离型膜、粘性基材层和保护膜的材质为聚对本二甲酸二乙醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯中的一种。
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