CN115491062A

CN115491062A - 抗菌疏水剂组合物及其用途与使用方法

Info

Publication number: CN115491062A
Application number: CN202110673751.XA
Authority: CN
Inventors: 张忠傑; 邱昱诚; 李彦庭; 叶佳桦
Original assignee: Yingli Technology Co ltd
Current assignee: Yingli Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-12-20

Abstract

本发明公开了一种抗菌疏水剂组合物及其用途与使用方法，抗菌疏水剂组合物，包括疏水剂、有机抗菌化合物及溶剂，其中疏水剂具有一个第一可反应活性端及至少一个第二可反应活性端，有机抗菌化合物是羟基或胺基的有机抗菌化合物，溶剂是水相溶剂或有机亲水溶剂，有机抗菌化合物与第一可反应活性端共价键结，生成具有有机抗菌端的抗菌疏水有机化合物，抗菌疏水有机化合物接触亲水性基材时，第二可反应活性端与亲水性基材脱水产生共价键结，从而附着于亲水性基材的表面形成疏水抗菌层，抗菌疏水有机化合物的有机抗菌端不易受到水的冲刷而脱离。

Description

抗菌疏水剂组合物及其用途与使用方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌用化学品；特别是指一种抗菌疏水剂组合物及其用途与使用方法。

背景技术

可发泡醇类组合物是具有抗菌性的化学品，包括用量足以提供抗菌活性的一元醇、二甲聚硅氧烷界面活性剂及增效剂，通过提供具有更好的剪切稀释黏度且可更易于涂擦于敏感性组织上的组合物，为用于消毒皮肤的泡沫提供优势，且组合物涂覆在诸如手的表面后，通常比凝胶更快干燥，所述可发泡醇类组合物适合用于皮肤，且可用作手部消毒剂。

前述技术于实际应用经验中发现仍旧存在下述问题与缺弊：可发泡醇类组合物是单纯地将一元醇、二甲聚硅氧烷界面活性剂及增效剂混合而成，二甲聚硅氧烷界面活性剂的界面活性效果与一元醇的抗菌作用易互相干扰。

针对上述可发泡醇类组合物技术所存在的问题点，如何研发出一种能够更具理想实用性的创新技术，实有待相关业界再加以思索突破的目标及方向者；有鉴于此，发明人本于多年从事相关产品的制造开发与设计经验，针对上述的目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性的本发明。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种抗菌疏水剂组合物及其用途与使用方法，其所欲解决的技术问题，是针对如何研发出一种更具理想实用性的新式的抗菌用化学品为目标加以思索创新突破。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗菌疏水剂组合物，包括疏水剂、有机抗菌化合物及溶剂，其中疏水剂具有一个第一可反应活性端及至少一个第二可反应活性端，有机抗菌化合物是羟基或胺基的有机抗菌化合物，溶剂是水相溶剂或有机亲水溶剂；

据此，有机抗菌化合物与第一可反应活性端共价键结形成有机抗菌端，据此生成具备疏水性及抗菌性的抗菌疏水有机化合物，第二可反应活性端与亲水性基材脱水产生共价键结，从而在亲水性基材的表面形成疏水抗菌层。

本发明的主要效果与优点，是能够应用于亲水性基材的表面抗菌，对亲水性基材的表面喷洒或涂布所述抗菌疏水剂组合物，形成具有疏水及抗菌效果的疏水抗菌层，有机抗菌化合物的有机抗菌端不易受到水的冲刷而脱离。

附图说明

图1是本发明实施例的反应流程图。

图2是本发明实施例的另一种反应流程图。

图3是本发明实施例所形成疏水抗菌层与水形成接触角的示意图。

图4是三氯辛基硅烷及甲基硅酸钠两种疏水剂与亲水性基材共价键结的状态示意图。

图5是本发明实施例所形成疏水抗菌层与水的接触角的关系折线图。

具体实施方式

本发明的抗菌疏水剂组合物，包括疏水剂、有机抗菌化合物及溶剂，其中疏水剂具有一个第一可反应活性端及一个或一个以上的第二可反应活性端，有机抗菌化合物是羟基(-OH)或胺基(-NH，-NH₂)的有机抗菌化合物，溶剂是水相溶剂或有机亲水溶剂，据此，有机抗菌化合物与第一可反应活性端脱水或氢气产生共价键结，生成具备疏水性及抗菌性的抗菌疏水有机化合物，且抗菌疏水有机化合物接触亲水性基材时，第二可反应活性端与亲水性基材脱水产生共价键结，从而附着于亲水性基材的表面形成疏水抗菌层。

进一步而言，疏水剂具有亲水官能基团组成的头段(head group)以及疏水性质的官能基形成的末端基(terminal group)，构成兼备亲水及疏水性质的双亲性有机化合物，且头段具有第一可反应活性端及第二可反应活性端，疏水剂及有机抗菌化合物可以在溶剂下均匀分散。

本发明的抗菌疏水剂组合物是用于亲水性基材的表面抗菌，亲水性基材的具体示例包括玻璃、纺织纤维、塑料及陶瓷，其使用方法主要为，对亲水性基材的表面喷洒或涂布所述抗菌疏水剂组合物，如图1所示，抗菌疏水剂组合物以喷洒或涂布的手段施设于亲水性基材的过程中，溶剂挥发，有机抗菌化合物与第一可反应活性端先行产生共价键结形成有机抗菌端，据此生成抗菌疏水有机化合物，抗菌疏水有机化合物仍具有至少一个第二可反应端，抗菌疏水有机化合物接触亲水性基材时，头段的亲水分子与亲水性基材的表面产生物理吸附(physical adsorption)，并产生化学共价键结(covalent bonding)，使头段附着于亲水性基材的表面，尾段会产生凡德瓦交互作用(van der Waals interaction)，诱导(induced)分子产生规整排列，使其自组(self-assembled)排列，据此形成疏水抗菌层，通过有机抗菌端，提供抑制病菌的功能，发挥抗菌疏水的特性。

图2所示是本发明的抗菌疏水剂组合物使用于亲水性基材的另一种反应过程，抗菌疏水剂组合物以喷洒或涂布的手段施设于亲水性基材的过程中，溶剂挥发，疏水剂的第二可反应活性端与亲水性基材先行产生共价键结，使得疏水剂在亲水性基材的表面形成疏水层，而后，有机抗菌化合物与第一可反应活性端产生共价键结形成有机抗菌端，据此生成抗菌疏水有机化合物，疏水层遂转变成为具有抗菌效果的疏水抗菌层。

本发明的抗菌疏水剂组合物使用于亲水性基材时的第三种反应过程为，抗菌疏水剂组合物以喷洒或涂布的手段施设于亲水性基材的过程中，溶剂挥发，疏水剂及有机抗菌剂接触亲水性基材，有机抗菌化合物与第一可反应活性端产生共价键结形成有机抗菌端，同时，第二可反应活性端与亲水性基材产生共价键结，据此形成抗菌疏水有机化合物，且抗菌疏水有机化合物在疏水性基材的表面形成疏水抗菌层。

相较于背景技术公开的的可发泡醇类组合物而言，可发泡醇类组合物由于二甲聚硅氧烷界面活性剂的界面活性效果与一元醇的抗菌作用易互相干扰，使得可发泡醇类组合物使用后容易脱落，抗菌效果的持续性较差，而本发明应用于亲水性基材表面形成具有抗菌效果的疏水抗菌层，有机抗菌端不易受到水的冲刷而脱离。

抗菌疏水剂组合物的重量百分比含量为，疏水剂1％，抗菌剂0.2％～0.8％，溶剂98.8％～98.2％，溶剂是选用水及酒精混合而成，基于疏水剂1％，抗菌剂0.2％～0.8％，水的用量为97.8％～48.6％，酒精的用量为1％～49.6％；基于溶剂含量为98.8％～98.2％，水的用量为79.04％～78.56％，酒精的用量为19.76％～19.64％，乃较佳的实施选择；再者，基于溶剂选用水及酒精混合而成，溶剂可视需要选择置换为重量百分浓度为19％～21％的酒精，而为另一种可行的实施选择。

疏水剂是选自具有长链的硅氧烷有机化合物或具有短链的甲基硅酸钠(SodiumMethylsilicomate，通称为SMS)，疏水剂亦可包括硅氧烷有机化合物及甲基硅酸钠，且疏水剂主要由硅氧烷有机化合物及甲基硅酸钠混合而成，乃较佳的实施选择，三氯辛基硅烷(Trichloro(octyl)silane，通称为TOS)是所述具有长链的硅氧烷有机化合物的实施选择。

有机抗菌化合物是3-甲基-4-异丙基苯酚(4-Isopropyl-m-cresol)、氯二甲酚(4-Chloro-3,5-dimethylphenol)、二氯苯氧氯酚(5-Chloro-2-(2,4-dichlorophenoxy)phenol)、苯札氯氨(Benzalkonium chioride)、苄索氯胺(Benzethonium chioride)、氯己定(Chlorhexine gluconate)、对氯间二甲苯酚(Chloroxyleol)、氨磺胺(Homosulfamine)、邻甲基苯酚(Biphenyl-2-ol)、1-羟基-4-甲基-6-(2,4,4-三甲基戊基)-2吡啶(1-Hydroxy-4-methyl-6-(2,4,4-trimethylpentyl)-2 pyridon)或三氯卡班(1-(4-Chlorophenyl)-3-(3,4-dichlorophenyl)urea)。

有机抗菌化合物可吸附于细菌的细胞壁，进而穿透细胞壁与细胞质中的脂质、蛋白质反应，导致蛋白质变性，进而杀死细胞。

三氯辛基硅烷属于有机硅烷化合物，化学结构如下所示，三氯辛基硅烷会产生水解形成三甲氧基硅烷中间反应物，并与有机抗菌化合物同时稳定分散于溶剂之中，接触亲水基材时，溶剂逐渐挥发后，氧基硅烷会与亲水基材通过氢键或共价键形成键结并发生脱水缩合反应，同时有机抗菌化合物亦带有氢氧官能基或氨官能基，使用少量的有机抗菌化合物与亲水基材的氢氧基发生竞争关系，可以得到兼备疏水以及抗菌性质的疏水抗菌层。

甲基硅酸钠的分子式为(CH₃)3SiONa，化学结构如下所示。

实施例的用量比例如下表一所示，其中TOS代表三氯辛基硅烷，SMS代表甲基硅酸钠，抗菌剂代表有机抗菌化合物。

表一

如图3所示，抗菌疏水剂组合物施设于亲水性基材10，形成疏水抗菌层20，水30落于疏水抗菌层20表面时，疏水抗菌层20与水30之间形成接触角θ，各实施例所形成疏水抗菌层20与水30的接触角θ如下表二所示。

表二

实施例	接触角θ
		实施例一	95.4°±0°
实施例二	92.6°±0.7°
		实施例三	90°±0.7°
实施例四	89.3°±0.7°
		实施例五	94°±0°
实施例六	101.8°±0.1°
		实施例七	96.2°±0.4°
实施例八	87.26°±1.07°

疏水剂主要由三氯辛基硅烷及甲基硅酸钠混合而成为较佳的实施选择，其中基于疏水剂的重量百分比含量是：三氯辛基硅烷为70％～90％，甲基硅酸钠为30％～10％为更佳的实施选择，基于疏水性的考虑，单用甲基硅酸钠作为疏水剂亦为较佳的实施选择。

如图4所示，三氯辛基硅烷及甲基硅酸钠两种疏水剂分别形成的长链22及短链24在有序排列下，会产生空气缺陷，提供额外的疏水作用力，提升疏水的特性，其中一第一可反应活性端26与有机抗菌化合物螯合形成有机抗菌端27，二第二可反应活性端28分别与亲水性基材10共价键结形成结合端29。

在环境湿度为50％～80％的条件下，测试抗菌疏水剂组合物，施设于亲水性基材10的表面形成疏水抗菌层20，其中三氯辛基硅烷及甲基硅酸钠以不同比例混合构成疏水剂时，三氯辛基硅烷相对于疏水剂的用量比例与接触角θ的关系如图5所示折线图，其中横轴表示三氯辛基硅烷相对于疏水剂(重量)的用量，纵轴表示接触角θ的角度，单位为度，接触角θ的角度越大，代表疏水性越高，且三氯辛基硅烷的用量为0时，代表单用甲基硅酸钠作为疏水剂的实施例一。

由图5可知，三氯辛基硅烷在疏水剂中含量(重量)为70％～90％时，疏水抗菌层20的疏水性优于单用三氯辛基硅烷作为疏水剂的实施选择，基于疏水性的考虑，单用甲基硅酸钠亦可为较佳的实施选择。

本发明以具有长链及具有短链的两种疏水剂混用的方式，突破材料本质疏水性的极限，单用甲基硅酸钠作为疏水剂的实施例一相较于单用三氯辛基硅烷作为疏水剂的实施例八，实施例一所形成疏水抗菌层20与亲水性基材10的接触角θ为95.4°，明显优于实施例八，由图5可知，三氯辛基硅烷及甲基硅酸钠合并使用作为疏水剂时，三氯辛基硅烷的用量为72％～90％，甲基硅酸钠的用量为18％～10％，接触角θ均大于实施例一，而为优于实施例一的实施选择。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种抗菌疏水剂组合物，其特征在于包括疏水剂、有机抗菌化合物及溶剂，其中疏水剂具有一个第一可反应活性端及至少一个第二可反应活性端，有机抗菌化合物是羟基或胺基的有机抗菌化合物，溶剂是水相溶剂或有机亲水溶剂；

有机抗菌化合物与第一可反应活性端共价键结形成有机抗菌端，据此生成具备疏水性及抗菌性的抗菌疏水有机化合物，第二可反应活性端与亲水性基材脱水产生共价键结，从而在亲水性基材的表面形成疏水抗菌层。

2.根据权利要求1所述的抗菌疏水剂组合物，其特征在于重量百分比含量是：疏水剂1％，抗菌剂0.2％～0.8％，溶剂98.8％～98.2％。

3.根据权利要求2所述的抗菌疏水剂组合物，其特征在于溶剂由水及酒精混合而成，水的重量百分比含量为97.8％～48.6％，酒精的重量百分比含量为1％～49.6％。

4.根据权利要求1所述的抗菌疏水剂组合物，其特征在于疏水剂选自具有长链的硅氧烷有机化合物及具有短链的甲基硅酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的抗菌疏水剂组合物，其特征在于硅氧烷有机化合物是三氯辛基硅烷。

6.根据权利要求4所述的抗菌疏水剂组合物，其特征在于疏水剂包括三氯辛基硅烷及甲基硅酸钠。

7.根据权利要求6所述的抗菌疏水剂组合物，其特征在于基于疏水剂的总重量为100％，三氯辛基硅烷为70％～90％，甲基硅酸钠为30％～10％。

8.根据权利要求1所述的抗菌疏水剂组合物，其特征在于有机抗菌化合物是3-甲基-4-异丙基苯酚、氯二甲酚、二氯苯氧氯酚、苯札氯氨、苄索氯胺、氯己定、对氯间二甲苯酚、氨磺胺、邻甲基苯酚、1-羟基-4-甲基-6-(2,4,4-三甲基戊基)-2吡啶或三氯卡班。

9.一种根据权利要求1至8中任一权利要求所述的抗菌疏水剂组合物的用途，其特征在于所述抗菌疏水剂组合物用于亲水性基材的表面抗菌。

10.一种根据权利要求1至8中任一权利要求所述的抗菌疏水剂组合物的使用方法，其特征在于对亲水性基材的表面喷洒或涂布所述抗菌疏水剂组合物。