CN111574962A - 一种抗菌防雾剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌防雾剂及其制备方法，所述的抗菌防雾剂包括苯乙烯马来酸酐树脂水溶液、表面活性剂和溶剂，其体积比为3～10:1～5:6～15。通过合成苯乙烯马来酸酐树脂水溶液，按照上述体积比，加入溶剂0～40℃加热搅拌2～5min，再加入表面改性剂，保持温度和搅拌条件下继续搅拌5～20min制得。本发明防雾剂具有清晰度高、稳定性好和防雾性持久的特点，具有重要的应用价值和前景。

Description

一种抗菌防雾剂及其制备方法
技术领域
本发明属于表面涂覆材料技术领域，具体涉及一种抗菌防雾剂及其制备方法。
背景技术
防雾材料的使用范围可以从护目镜产品向工农业生产和日常生活中的各方面领域(汽车玻璃、眼镜等镜面防雾)进行扩展。不仅能够应用于抗疫期间医护人员医用护目镜起雾，还能向生活中窗户、各类防护玻璃及可穿戴物品，如眼镜、滑雪护目镜、潜水面罩或摩托车头盔中拓展，具有重要的应用价值和前景。
佩戴护目镜对眼部进行防护，可以有效避免病毒感染。然而，在佩戴过程中，护目镜起雾是一个非常棘手的问题，且该问题在涉及各种温度条件的情况下发生。在抗击疫情的关键时期，起雾问题使医务人员的视野大大受限，无法清楚地看到预期目标，模糊了治病救人的窗口，严重影响了救治工作效率。因此，解决护目镜起雾问题至关重要。传统的护目镜防雾方法都存在一定弊端，目前常用的护目镜防雾方法主要有以下几种：防雾喷剂法、碘酒涂抹法和洗手液涂抹法。然而，这几种方法都存在弊端。防雾喷剂法镜片表面水渍多为点晕状，严重影响护目镜的清晰度，影响视野和能见度。而且防雾剂价格较高，不容易获得，临床实践中很少使用。碘伏涂抹法防雾效果比防雾喷剂法好，但缺陷就是涂抹碘伏后，护目镜呈茶色，影响医务人员视觉，另外，碘伏干燥时间也较长，一般需要等待10min左右才能完全干燥。洗手液和洗洁精的主要成分皆为小分子表面活性剂，涂层的耐磨性和防雾持久性较差，挥发的成分会造成皮肤过敏和伤害眼睛。因此，产品中使用的透明薄膜的防雾性能，是决定产品有效性和功能性的关键部件。雾度的高低直接反映为产品的观感，雾度较高的透明薄膜，看起来不清晰、不通透，在使用中不易看清操作部位并容易引起眼部疲劳。另外，医务人员特别是护理人员工作时间一般长达6-8h，因此防雾的耐久性也尤为重要。
在汽车玻璃的防雾现有技术中，有通过加热器对车窗玻璃加热使玻璃表面处于露点温度以上从而进行除雾的，例如夹丝玻璃、印刷加热线玻璃或电膜加热膜玻璃，该种方法多用于起雾之后再通电加热，有一定的延后性并且需要增设通电设备，使用成本增加；也有在玻璃表面上使用表面活性剂的，用以减低水滴的表面张力，从而消除光的散射，例如日本专利JP2003238207A公开了在基材表面涂布表面活性剂的方案，随着表面活性剂的流失，其维持低表面张力的效果也会下降，使得难以保持长期的防雾效果；还有利用亲水性树脂或亲水性无机化合物使玻璃表面亲水，以将水滴在玻璃表面润湿形成水膜，但这种方法容易吸附空气中的污垢，也就难以维持长期的亲水性能；也可以在玻璃表面形成憎水涂层，例如中国专利CN 102391514A公开了将含氟聚硅氮硅氧炕溶液涂覆在玻璃表面并通过化学键与玻璃表面结合在一起形成牢固结合的保护膜，但该技术尚难以满足1mm以下的极微小水滴也能滑落或不附着的要求；还可以在玻璃表面形成吸水性树脂层，能够吸收玻璃表面附近的水滴，例如中国专利CN103228447B公开了一种防雾性物品，其防雾膜包括两层树脂层，例如中国专利CN101296875B公开了一种防雾物品，其在基材表面涂布吸水性交联树脂层，这些吸水性树脂层在反复吸收膨胀的过程中，难以既保持良好的防雾效果，又保持耐磨性和耐剥离性等耐久性以及良好的外观。
因此，提供一种全环保、涂覆工艺简单、防雾涂层致密均匀、防雾效果优异的防雾液不仅能够有效解决抗疫期间医用护目镜起雾问题，为医护人员敞亮救助生命的窗口，为打赢疫情防控阻击战提供强有力的技术支撑，还能向生活中窗户、挡风玻璃及可穿戴物品，如眼镜、滑雪护目镜、潜水面罩或摩托车头盔中拓展，具有重要的应用价值和前景。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种清晰度高、稳定性好和防雾性持久的抗菌防雾剂及其制备方法。
为了达到上述技术效果，本发明具体通过以下技术方案实现：
一种抗菌防雾剂，所述的抗菌防雾剂包括苯乙烯马来酸酐树脂水溶液、表面活性剂和溶剂，所述的苯乙烯马来酸酐树脂水溶液、表面活性剂和溶剂的体积比为3～10:1～5:6～15。
优选的，所述的苯乙烯马来酸酐树脂水溶液、表面活性剂和溶剂的体积比为9:1:7。
所述的苯乙烯马来酸酐树脂水溶液为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物的酯化衍生物溶于热的碱性水溶液获得的相应水溶液。
优选的，所述的苯乙烯马来酸酐树脂水溶液为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物的酯化衍生物用氢氧化钠中和获得的相应水溶液。
所述的苯乙烯接枝马来酸酐共聚物的酯化衍生物如式(I)所示；
Figure BDA0002553628860000041
其中，R1为
Figure BDA0002553628860000042
所述的表面活性剂选自聚乙二醇、聚山梨酯、吐温、聚乙烯吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮或脂肪酸甘油酯中的一种或几种。
所述的溶剂选自乙醇、水、丙二醇、甘油或异丙醇中的一种或几种。
在本发明的另一方面，提供了上述菌防雾涂层的制备方法，包括以下步骤：合成苯乙烯马来酸酐树脂水溶液，按照上述体积比，加入溶剂0～40℃加热搅拌2～5min，再加入表面改性剂，保持温度和搅拌条件下继续搅拌5～20min。
在使用时，对防护镜表面进行电晕预处理，将制备好的防雾剂用湿巾或布均匀涂抹于防护眼镜表面，通过自然晾干或者40℃以下温度加热烘干的方式，使防雾液与镜面形成一层均匀的连接膜，固化形成防雾涂层。
本发明的有益效果为：
1)本发明防雾剂涂层不影响护目镜的透明性，护目镜的透明性满足：透光率≥89％，雾度≤1.5％，优于现有同类防雾产品效果。
2)该防雾剂的使用工艺非常简单；
3)防雾时间可达2-8h，佩戴工作时防雾时间可达3h。远远优于防雾涂层起雾国家标准(GB/T32166.2-2015)样品应该在8s内不起雾的相关规定。
4)将防雾剂应用于湿巾，该防雾湿巾满足一次性卫生用品卫生检测标准《GB15979-2002》，微生物学指标应满足标准限值，具有抗菌效果。
具体实施方式
下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1～6
本实施例提供一种抗菌防雾剂，该抗菌防雾剂包括苯乙烯马来酸酐树脂水溶液、表面活性剂和溶剂三种组分，其制备过程为：合成苯乙烯马来酸酐树脂水溶液，加入溶剂0～40℃加热搅拌2～5min，再加入表面改性剂，保持温度和搅拌条件下继续搅拌5～20min。具体配方如下表1：
表1实施例1～6各组分及用量
Figure BDA0002553628860000051
Figure BDA0002553628860000061
其中，式(II)的结构式如下：
Figure BDA0002553628860000062
其中，R1为
Figure BDA0002553628860000063
式(II)化合物通过苯乙烯接枝马来酸酐共聚物的酯化衍生物溶于热的碱性水溶液获得，优选的，碱性水溶液为氢氧化钠水溶液。其合成路线如下：
a.制备苯乙烯接枝马来酸酐共聚物的酯化衍生物
Figure BDA0002553628860000064
其中，其中，R1为
Figure BDA0002553628860000065
b.制备苯乙烯马来酸酐树脂水溶液(以钠盐溶液为例)
Figure BDA0002553628860000071
其中
Figure BDA0002553628860000072
实施例7
将精致无纺布放入制备好的防雾液中进行浸润，待充分浸润后，即成为防雾湿巾，用防雾湿巾对镜面进行均匀擦拭，在镜片两面均匀擦拭晾干或电吹风吹干即可。将负载防雾液的镜面进行镜片可见光透射比及雾度的检测。结果见表2。
表2光电雾度检测结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
厚度(mm) 1.30 1.29 1.31 1.30 1.30 1.30
T2透光率(％) 90.4 90.3 90.3 90.5 90.4 90.4
T4雾度(％) 0.8 0.8 0.7 0.8 0.9 0.8
防雾涂层不能影响护目镜的透明性。雾度的高低直接反映为产品的观感，雾度较高的透明涂层，看起来不清晰、不易看清操作目标，在使用中容易引起眼部疲劳。超亲水的涂层则会使小水滴在材料的接触角趋近于零度，当水接触到材料时，迅速在其表面铺展，形成均匀的水膜，不会影响镜面成像，大大减小了对材料透光率的影响。
制备的防雾剂提升了湿巾擦拭护目镜的去雾效果和防雾持久性。用湿巾擦拭后，能在镜片等表面形成一层持久的透明亲水保护膜。这层保护膜会降低水滴表面张力，使小水滴形成水膜，大大降低光线被散射的可能性，从而消除雾气。擦拭后可保证至长时间的防雾效果，有效保证了医护人员长时间的工作效率，减轻长时间佩戴护目镜不适程度。
实施例8
静置防雾测试：将用防雾湿巾对镜面进行均匀擦拭，在镜片两面均匀擦拭晾干或电吹风吹干即可。静置一段时间，到一定时间取样用水蒸汽模拟起雾环境测试其防雾效果，2-8h不起雾。
测试人员佩戴进行工作，到一定时间取样用水蒸汽模拟起雾环境测试其防雾效果，3h不起雾。
静置防雾时间可达2-8h，佩戴工作时防雾时间可达3h。远远优于防雾涂层起雾国家标准(GB/T32166.2-2015)样品应该在8s内不起雾的相关规定。
实施例9
在防雾液中采用了乙醇和水作为溶剂，当75％酒精作为溶剂成分时，通过优选的表面活性剂增加分散性，将高效防雾配方成分合理分散在其中，对细菌病毒的有机结构有极强的破坏作用，使之可以有效灭活病毒、细菌等。目前，产品经过安全测试，证实无毒、无刺激性(表3)。
表3抗菌检测
Figure BDA0002553628860000081
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种抗菌防雾剂，其特征在于，所述的抗菌防雾剂包括苯乙烯马来酸酐树脂水溶液、表面活性剂和溶剂，所述的苯乙烯马来酸酐树脂水溶液、表面活性剂和溶剂的体积比为3～10:1～5:6～15。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌防雾剂，其特征在于，所述的苯乙烯马来酸酐树脂水溶液、表面活性剂和溶剂的体积比为9:1:7。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗菌防雾剂，其特征在于，所述的苯乙烯马来酸酐树脂水溶液为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物的酯化衍生物溶于热的碱性水溶液获得的相应水溶液。
4.根据权利要求3所述的一种抗菌防雾剂，其特征在于，所述的苯乙烯马来酸酐树脂水溶液为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物的酯化衍生物用氢氧化钠中和获得的相应水溶液。
5.根据权利要求4所述的一种抗菌防雾剂，其特征在于，所述的苯乙烯接枝马来酸酐共聚物的酯化衍生物如式(I)所示；
Figure FDA0002553628850000011
其中，R1为
Figure FDA0002553628850000012
6.根据权利要求1或2所述的一种抗菌防雾剂，其特征在于，所述的表面活性剂选自聚乙二醇、聚山梨酯、吐温、聚乙烯吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮或脂肪酸甘油酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的一种抗菌防雾剂，其特征在于，所述的溶剂选自乙醇、水、丙二醇、甘油或异丙醇中的一种或几种。
8.权利要求1所述的抗菌防雾剂的制备方法，其特征在于，合成苯乙烯马来酸酐树脂水溶液，按照体积比，加入溶剂0～40℃加热搅拌2～5min，再加入表面改性剂，保持温度和搅拌条件下继续搅拌5～20min。
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