[發明專利]一種納米復合材料防霧抗菌涂層的制備方法

在審

• 申請號: 202010864938.3
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112226136A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 趙杰;趙強
• 申請（專利權）人: 成都思博特科技有限公司
• 主分類號: C09D133/26
• 分類號: C09D133/26;C09D5/14;C08J7/18;C08J7/054;C08J7/046;C08J7/04;C08F220/56;C08F222/10;C08F220/34;C08F2/50;C03C17/23;C03C17/32;C08L33/12
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明公開了一種納米復合材料防霧抗菌涂層的制備方法，包括步驟(1)制備光引發劑小分子；(2)制備含雙鍵的季銨鹽小分子；(3)制備基體材料；(4)制備聚合物溶液；(5)在基底表面制備交聯層；(6)在基底表面獲得防霧抗菌涂層。本發明提供一種納米復合材料防霧抗菌涂層的制備方法，使得涂層擁有良好的抗菌與促進細菌殘骸分解的能力，提高了涂層的耐刮擦性能，同時使得涂層能夠有效的與基底相粘合，更好的提高了涂層的使用壽命，更好的促進了行業的發展與進步。

技術領域

本發明涉及抗菌涂層領域，具體是指一種納米復合材料防霧抗菌涂層的制備方法。

背景技術

由于醫護人員長時間在病毒環境中與患者接觸，稍有不慎就有直接暴露在病毒環境中的危險，包括在為防護服眼罩除霧的過程中可能接觸病原體，或防護服眼罩消毒不徹底等都有可能使醫護人員受到感染。此時，一線醫護人員就急需一種防霧效果顯著、具有良好抗菌防病毒效果的涂層，來避免醫護人員在工作時眼罩起霧帶來的不便，消除眼罩表面細菌的滋生，保障醫護人員可以在清晰的視野下，有效的醫治新型冠狀病毒肺炎患者，同時也保障醫護人員自身的安全。

基于防霧表面研究進展，通常有三種防霧表面處理策略可使防護面罩表面不形成產生折射的水珠或不均勻的水質層：(1)超親水防霧：增大防護面罩表面能，較大的表面張力使水滴迅速平展形成均勻水質層，即超親水表面；(2) 超疏水防霧：降低防護面罩表面能，較小的表面張力使水珠從基底表面滾落，即超疏水表面；(3)吸水性防霧：構造兩性可潤濕的表面使水滴吸收到涂層的內部，即兩性吸水表面。傳統方法制備的超親水性、超疏水性及兩性吸水性防護面罩防霧涂層均存在耐刮差性不強、長期防霧性差的缺點。此外，防霧涂層功能的單一性限制了其應用的范圍，如醫療器械胃窺鏡、喉管、防護服眼罩等所需的涂層，既要有優良的防霧效果，又要有較好的抗菌性能，以此來保障醫療探測儀器或防護裝置在應用過程中清晰無霧、衛生無菌。

抗菌策略包括殺菌和抗細菌粘附兩種，細菌殺滅過程又包括物理或化學損傷，這些損傷發生在細菌的表面或內部。國內外研究學者對納米材料多種抗菌機理做出了研究，可做以下分類：(1)結構抗菌：細菌膜是許多抗菌制劑的重要靶點，該類納米材料由于其獨特的物理性質，如表面拓撲、大小、幾何形狀、表面電荷等，細菌和納米材料之間直接接觸也會破壞細菌細胞膜。這種納米材料的抗菌機理在于對細菌細胞膜的物理損傷，而與細菌類型無關。因此，這一抗菌納米結構具有良好的普適性。(2)化學抗菌：該類納米材料不是直接接觸微生物使細胞膜發生機械破裂，而是通過產生有毒成分如活性氧(ROS)或活性氮(RNS)，誘導細菌細胞膜脂質過氧化，對細胞內蛋白質或基因造成損傷，由此來達到滅菌的效果。該類納米材料除了可以通過納米粒子本身主動攻擊細菌或在光照下被動地造成細菌損傷外，還可以作為催化劑，將生物環境中的分子轉化為有毒成分，以促進細菌的殺滅。

單一的殺菌涂層可以有效地殺滅細菌，卻無法消除細菌碎片在透明基底殘留的問題，但通過殺菌-抗粘附結合的方法，可以有效滿足胃窺鏡、喉管、防護服眼罩、護目鏡等光學儀器所需防霧抗菌效果。其中季銨鹽與納米TiO₂光催化偶聯制備出的新型抗菌材料集殺菌-抗粘附性能于一身，具有抗菌譜廣、使用安全、方便、節能、環保等特點。微生物的細胞膜通常是由帶負電荷的脂質層和肽聚糖組成，季銨鹽分子帶正電,經高分子化后,相對分子質量增大,電荷密度提高, 更易將細胞表面帶負電荷的細菌吸附到其表面,然后與細胞膜結合,使細胞破裂, 胞內物質如RNA、DNA和K+等泄漏，從而導致細菌死亡。涂層內的納米TiO₂更具有持久性、廣譜性、耐熱性、不易產生耐藥性、殺菌徹底等優點，且無毒、無味、對皮膚無刺激、具有很高的安全性。在紫外光照射條件下，銳鈦礦晶相的納米TiO₂不僅能夠產生ROS殺菌，而且可以有效地分解、清除細菌殘骸及其所含的各種有機物質。通過構造超親水性表面實現防霧的同時，在涂層表面形成的水化層也可防止細菌的粘附。

為此，如何提高涂層與基底的粘合性以及涂層的機械強度便成了如今行業的研發方向。

發明內容