[發(fā)明專利]抗菌固體材料表面及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910029042.7
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101781405A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任浩明;姚敏;紀(jì)俊玲
• 申請（專利權(quán)）人: 任浩明;姚敏;紀(jì)俊玲
• 主分類號: C08J7/16
• 分類號: C08J7/16;C08F226/06;C08F220/56
• 代理公司: 昆山四方專利事務(wù)所 32212
• 代理人: 盛建德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有殺菌功能的固體材料表面及其制造方法。

背景技術(shù)

日常生活中，人們觸摸到的很多物體，比如門把手，鍵盤，公用電話，兒童玩具等，其表面往往會附著有害的微生物。接觸以后，有害微生物就會轉(zhuǎn)移到了人身上，如果有害微生物有機會侵入到人體內(nèi)部，就會引起疾病的發(fā)生。我們可以用一定的方法處理這些我們?nèi)粘Ｒ佑|的物體的表面，使這些表面具備抗菌防菌的功能，減少有害微生物的接觸轉(zhuǎn)染。比如，用聚乙二醇和其他的聚合物處理過的表面有防菌的功能，但沒有殺菌的功能；還有一些有殺菌作用的處理方法，比如使用抗生素、季銨鹽、銀離子，或碘，但這些藥劑都必須在需要的時候施加到處理對象的表面上殺滅有害微生物，且類似的方法受到時效性的限制，另一方面，這些方法只能在水溶液中起作用，在非親水性的環(huán)境中沒有作用，這些方法不能殺滅在空氣傳播的有害微生物。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種抗菌固體材料表面及其制造方法，由本發(fā)明的方法制得的抗菌固體材料表面具有顯著的殺菌功能，在空氣中或水中能夠殺滅99％以上和該抗菌固體材料表面接觸的細(xì)菌，包括革蘭氏陽性細(xì)菌和革蘭氏陰性細(xì)菌。

本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種抗菌固體材料表面，固體材料表面共價結(jié)合有聚(N-烷基-乙烯鹵化吡啶)，聚(N-烷基-乙烯鹵化吡啶)的通式如下式(A)：

其中取代基R至少是氫、烷基、烯烴基、炔基、酰基、芳香基、羧酸鹽、烷氧基羰基、芳香氧基羰基、烷氧基氨基、炔基氨基、酰基氨基、烷氧基、酰氧基、羥烷基、烷氧基烷基、氨基烷基、烷基氨基烷基、硫代、烷基硫代、硫代烷基、烷基硫代烷基、氨甲酰基、尿素、硫代尿素、磺酰基、磺酸鹽、磺酸酰氨基、磺酸氨基和磺酰氧基中的一種；取代基團R’為直鏈烷基，且碳原子數(shù)≤10個；Z為氯離子、溴離子和碘離子中的一種；n為31～1500；聚(N-烷基-乙烯鹵化吡啶)的平均分子量為60000～150000。

所述固體材料表面采用高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺尼龍和聚酯材料中的一種。

所述聚(N-烷基-乙烯鹵化吡啶)為聚(4-乙烯基-N-溴化烷基吡啶)。

一種抗菌固體材料表面的制造方法，按下述步驟進行：

①、引入二氧化硅層：用噴槍在空氣中燃燒由丙烷、丁烷和四甲基硅烷組成的混合氣體，混合氣體中丙烷和丁烷的體積比為7∶3，四甲基硅烷的體積占混合氣體體積的0.6％，混合氣體燃燒的火焰觸及固體材料表面，并在固體材料表面形成納米級的二氧化硅層，若固體材料表面本身具有二氧化硅層，如玻璃等，此步驟省略；

②、引入氨基基團：二氧化硅層表面與周圍環(huán)境中的水自然水合成的硅羥基基與3-氨丙基三乙氧基硅烷進行水解反應(yīng)，在固體材料表面形成氨基基團，若固體材料表面有氨基基團，此步驟省略；

③、引入酰基基團：固體材料表面的氨基基團與丙烯酰氯進行縮合反應(yīng)，在固體材料表面形成具有不飽和雙鍵結(jié)構(gòu)的丙烯酰胺基團；

④、引入乙烯基吡啶：固體材料表面的丙烯酰胺基團中的不飽和雙鍵結(jié)構(gòu)與乙烯基吡啶發(fā)生共聚反應(yīng)，形成共聚化合物；

⑤、吡啶環(huán)氮原子烷基化：將共聚化合物中吡啶環(huán)與烷基化劑進行反應(yīng)，烷基化劑為碳原子個數(shù)≤10的1-鹵化直鏈烷烴，鹵素是氯、溴和碘中的一種，直鏈烷基連接于吡啶環(huán)上的氮原子上，在固體材料表面形成帶正電荷的共聚化合物，此帶正電荷的共聚化合物是聚(N-烷基-乙烯鹵化吡啶)。本發(fā)明所述抗菌固體材料表面所具有的殺菌功能由帶正電荷的共聚化合物中帶正電荷的活性作用基團實現(xiàn)，帶正電荷的活性作用基團可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜并伸入細(xì)菌內(nèi)部，從而殺滅細(xì)菌，如果直鏈烷基的碳鏈過長會在固體材料表面形成聚合物的堆積或直鏈烷基的碳鏈交錯，導(dǎo)至帶正電的活性氮原子無法和細(xì)菌接觸，從而無法殺滅細(xì)菌。當(dāng)烷基化劑為1-溴丙烷、1-溴丁烷或1-溴己烷時，經(jīng)處理的固體材料表面有顯著的殺菌效果。

本發(fā)明所述的固體材料表面可以是醫(yī)療器械的內(nèi)、外表面，醫(yī)療器械可以是骨科用鋼針或螺栓、固定用金屬板、腦室腹腔引流管、血液透析引流管、心臟瓣膜、心臟起搏器、體內(nèi)給藥泵、人造血管、血管支架、縫合線、假體、隆胸用硅膠假體、組織擴張器、接觸角膜鏡、人造喉、呼吸科用插管、腸胃科用插管、膽汁引流管、導(dǎo)尿管、醫(yī)用繃帶或醫(yī)用膠布等等。