自消毒表面的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自消毒表面、陽(yáng)離子表面的產(chǎn)生、抗微生物涂層、抗微生物涂層和陽(yáng)離 子聚合物的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 細(xì)菌和/或其他微生物（如霉菌和藻類）在制品上積聚的可能性可形成對(duì)人類健 康的威脅，特別是細(xì)菌的情況。在許多人聚集的情況和/或存在具有降低的抵抗力的人的 情況中，該問(wèn)題是特別多的。這種情況在例如醫(yī)院、療養(yǎng)院和老人院中發(fā)生。
[0003] 解決微生物在制品上積聚的問(wèn)題的數(shù)種方法是本領(lǐng)域公知的，例如制造具有抗微 生物效果的材料的物品或者用抗微生物物質(zhì)處理制品。
[0004] 制造具有抗微生物效果的材料的物品的例子為用于廚房的工作表面和用于食物 的包裝材料的制造。在這些應(yīng)用中，物品由具有抗微生物效果的特殊材料制得。
[0005] 處理現(xiàn)有物品的方法可例如為空氣處理，通過(guò)空氣處理，抗微生物物質(zhì)分布于大 氣中。然而，這種方法通常不利于環(huán)境，對(duì)人類也是有毒的。
[0006] 處理現(xiàn)有物品的另一已知方法提供了不同類型的解決方法，即可在制造之后施用 至現(xiàn)有物品的具有抗微生物性質(zhì)的油漆狀涂層，例如，合適的涂層組合物可包含含有抗微 生物化合物的水性聚氨酯分散體。
[0007] 描述于現(xiàn)有技術(shù)中的抗微生物物質(zhì)為季銨化合物。季銨化合物的一個(gè)例子例如描 述于US-8093352中。在該專利公布中描述了含有聚環(huán)氧烷基團(tuán)的聚季銨聚合物。季銨部分 和聚環(huán)氧烷被引入聚合物主鏈中。季銨化合物的另一例子描述于US-4994199中。該專利 公布公開(kāi)了可用于清潔組合物或表面涂層組合物中的抗微生物胺縮水甘油化合物?，F(xiàn)有技 術(shù)未描述包含季銨化合物的具有抗微生物性質(zhì)的經(jīng)固化的涂層?，F(xiàn)有技術(shù)中的難題是產(chǎn)生 具有抗微生物性質(zhì)的涂層的樹(shù)脂組合物作為液體樹(shù)脂組合物也顯示抗微生物性質(zhì)。因此， 這些樹(shù)脂組合物對(duì)環(huán)境以及對(duì)處理樹(shù)脂組合物的人是有毒的。同時(shí)，強(qiáng)烈需要具有抗微生 物性質(zhì)的涂層，這種涂層應(yīng)該存在于例如醫(yī)院中的所有類型的物質(zhì)上，以防止例如MRSA的 細(xì)菌的擴(kuò)散。迄今為止，已使用具有全部類型的環(huán)境缺點(diǎn)和問(wèn)題的有毒樹(shù)脂組合物制備這 些涂層，這也產(chǎn)生不同國(guó)家政府的立法限制。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)的另一缺點(diǎn)在于，具有抗微生物活性的樹(shù)脂組合物被陽(yáng)離子穩(wěn)定化，以 提供在水中的穩(wěn)定分散體。季銨化合物僅與經(jīng)陽(yáng)離子穩(wěn)定化的樹(shù)脂分散體一起提供穩(wěn)定分 散體。
[0009] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中存在（且不具有抗微生物性質(zhì)）的大多數(shù)樹(shù)脂組合物被陰離子 穩(wěn)定化。使用經(jīng)陰離子穩(wěn)定化的樹(shù)脂分散體在樹(shù)脂組合物的設(shè)計(jì)中提供更大的靈活性，也 獲得由經(jīng)陰離子穩(wěn)定化的樹(shù)脂組合物制得的涂層的改進(jìn)的機(jī)械性質(zhì)。
[0010] 因此，一個(gè)目的是提供一種樹(shù)脂組合物，其具有受限的抗微生物性質(zhì)和受限的毒 性，其可被施用至基材以在基材上提供經(jīng)固化的涂層，所述涂層提供抗微生物性質(zhì)。
[0011] 本發(fā)明的另一目的是提供包含陽(yáng)離子化合物（例如季銨化合物）的經(jīng)陰離子穩(wěn)定 化的樹(shù)脂組合物，其在基材上產(chǎn)生具有自消毒性質(zhì)（例如良好的抗微生物性質(zhì)）的優(yōu)良的 涂層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明涉及一種用于在基材上形成具有抗微生物性質(zhì)的涂層的方法，其包括如下 步驟：
[0013] a)將涂層組合物施用至基材上，所述涂層組合物包含具有烷氧基化的取代基的季 銨化合物，所述烷氧基化的取代基具有反應(yīng)性基團(tuán)，
[0014] b)固化所述涂層組合物以獲得經(jīng)固化的涂層，
[0015] 其中所述烷氧基化的取代基的反應(yīng)性基團(tuán)在所述經(jīng)固化的涂層內(nèi)已反應(yīng)。
[0016] 優(yōu)選地，所述烷氧基化的取代基包含環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷單元，更優(yōu)選包含1 至30個(gè)之間的環(huán)氧乙烷單體單元，最優(yōu)選包含2至10個(gè)之間的環(huán)氧乙烷單體單元。
[0017] 所述季銨化合物優(yōu)選包含C5-C50烴基鏈，更優(yōu)選C10-C20直鏈烷基取代基，最優(yōu) 選C12-C15直鏈烷基取代基。
[0018] 優(yōu)選地，所述涂層組合物具有低的抗微生物活性，其中所述低的抗微生物活性定 義為根據(jù)ISO/FDIS 20776-1 (2006)，小于20%的綠膿假單胞菌的細(xì)菌生長(zhǎng)抑制，優(yōu)選地， 綠膿假單胞菌的細(xì)菌生長(zhǎng)抑制小于10%，最優(yōu)選小于5%。
[0019] 優(yōu)選地，所述經(jīng)固化的涂層具有l(wèi)X1015/cm2以上，優(yōu)選至少2X10 15/cm2,更優(yōu)選至 少3X1015/cm2的表面電荷。
[0020] 本發(fā)明也涉及一種水性涂層組合物，其包含具有反應(yīng)性基團(tuán)A的化合物、和根據(jù) 式I、II或III的季銨化合物
[0021]
[0022] 或
[0023]
[0024]或
[0025]
[0026] 其中
[0027] R1為具有5至50個(gè)碳原子的烷基、烯基、烷芳基或芳烷基；
[0028] R2為任選地含有雜原子的C i-CiJg基基團(tuán)；
[0029] R3和R4為具有1至4個(gè)碳原子的亞烷基基團(tuán)；
[0030] R5和R6為H或任選地含有雜原子的C i-CiJg基基團(tuán)；
[0031] R7為任選地含有雜原子的C「(:^烴基基團(tuán)；
[0032] R8為任選地含有雜原子的C i-CiJg基基團(tuán)；
[0033] R9為H或甲基基團(tuán)；
[0034] Z為含有至少一個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)B的取代基，所述反應(yīng)性基團(tuán)B能夠與反應(yīng)性基團(tuán)A 反應(yīng)；
[0035] 乂_為陰離子；
[0036] m為1至30,優(yōu)選1至10之間，或2至6之間的整數(shù)；
[0037] n為0-30,優(yōu)選1至10之間，或2至6之間的整數(shù)；
[0038] T為單體單元；
[0039] U為單體單元；
[0040] V為任選地含有雜原子的Q-CiJg基基團(tuán)；
[0041] d為1至5之間的整數(shù)，優(yōu)選為1 ;
[0042] e為1至1000之間，優(yōu)選5至100之間的整數(shù)；
[0043] g為1至100之間，優(yōu)選2至10之間的整數(shù)；
[0044] h為1至5之間的整數(shù)，優(yōu)選為2或3。
[0045] 具有反應(yīng)性基團(tuán)A的化合物可為具有反應(yīng)性基團(tuán)A的聚合物或具有反應(yīng)性基團(tuán)A 的交聯(lián)劑，其可充當(dāng)用于反應(yīng)性基團(tuán)B的交聯(lián)劑。
[0046] 術(shù)語(yǔ)"聚合物"在本文用于包含兩個(gè)或更多個(gè)重復(fù)單元的分子。特別地，其可由兩 個(gè)或更多個(gè)單體組成，所述兩個(gè)或更多個(gè)單體可相同或不同。如本文所用，所述術(shù)語(yǔ)包括低 聚物和預(yù)聚物。通常，聚合物具有約500g/mol或更高，特別是約1000g/mol或更高的數(shù)均 重量，雖然在聚合物由相對(duì)小的單體單元組成和/或單元數(shù)相對(duì)低的情況中摩爾質(zhì)量可更 低。
[0047] 反應(yīng)性基團(tuán)A的例子為例如羥基、羧酸、脲、乙酰乙酸酯、醛、異氰酸酯、乙烯亞胺、 酐、酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、胺、酰胺、硫醇、環(huán)氧化物或乙烯基基團(tuán)。
[0048] 為了提供經(jīng)交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，每分子的反應(yīng)性基團(tuán)A的平均數(shù)超過(guò)1的聚合物是特別 合適的。優(yōu)選地，每分子的反應(yīng)性基團(tuán)A的平均數(shù)為至少1. 2,更優(yōu)選至少1. 5,特別地至少 2. 0。優(yōu)選地，反應(yīng)性基團(tuán)A的平均數(shù)為至多200或64,更優(yōu)選在至多15的范圍內(nèi)，特別地 在至多8,更特別地在至多7的范圍內(nèi)。然而，不含這種反應(yīng)性基團(tuán)的聚合物也可存在于組 合物中。
[0049] 所述涂層組合物可包含選自如下的至少一種聚合物：聚（內(nèi)酰胺），特別是聚乙 烯基吡咯烷酮；聚氨酯；聚脲；丙烯酸和甲基丙烯酸的均聚物和共聚物；聚乙烯醇；聚乙烯 醚；馬來(lái)酸酐基共聚物；聚酯；乙烯基胺；聚乙烯亞胺；聚環(huán)氧乙烷；聚（羧酸）；聚酰胺；聚 酐；聚磷腈；纖維素，特別是甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥甲基纖維素、羥丙基纖維素和其 他多糖，特別是殼聚糖、透明質(zhì)酸、海藻酸鹽/酯、明膠、殼多糖、肝素、葡聚糖；硫酸軟骨素； (多）肽/蛋白質(zhì)，特別是膠原蛋白、纖維蛋白、彈性蛋白、白蛋白；聚酯，特別是聚丙交酯、 聚乙交酯、聚己內(nèi)酯；以及多核苷酸。
[0050] 如果存在具有反應(yīng)性基團(tuán)A的聚合物，則聚合物在涂層組合物中的量?jī)?yōu)選高于 lwt%，更優(yōu)選高于10wt%，最優(yōu)選為至少20wt%，以涂層組合物的總重量計(jì)。聚合物在涂 層組合物中的量?jī)?yōu)選低于80wt %，更優(yōu)選低于70wt %，最優(yōu)選低于60wt %，以涂層組合物 的總重量計(jì)。
[0051] 優(yōu)選地，涂層組合物中的聚合物為聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚脲。
[0052] 交聯(lián)劑可例如選自氮雜環(huán)丙烷、碳二亞胺、三聚氰胺、經(jīng)取代的三聚氰胺、三聚氰 胺衍生物、多官能醇、多官能醛、多官能胺、多官能異氰酸酯、多官能環(huán)氧化合物，以及它們 的組合。多官能意指至少為2的官能度。多官能異氰酸酯的例子例如為異佛爾酮二異氰 酸酯和MDI和HDI的聚異氰酸酯。市售交聯(lián)劑的例子為Denacol?EX810和Tolonate HDT-LV2〇
[0053] 交聯(lián)劑可以以優(yōu)選高于0.0 Olwt%，更優(yōu)選高于0