CN110527341B - 一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110527341B CN110527341B CN201910836114.2A CN201910836114A CN110527341B CN 110527341 B CN110527341 B CN 110527341B CN 201910836114 A CN201910836114 A CN 201910836114A CN 110527341 B CN110527341 B CN 110527341B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antibacterial
- adhesion material
- synergistic
- polymer microspheres
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 242
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 88
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 36
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 17
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- PLKATZNSTYDYJW-UHFFFAOYSA-N azane silver Chemical compound N.[Ag] PLKATZNSTYDYJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical group C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 11
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 10
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims abstract description 10
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical group N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 6
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 6
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims 1
- 229960004756 ethanol Drugs 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 20
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 19
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 15
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 4
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 208000033809 Suppuration Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000010065 bacterial adhesion Effects 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
- C08F283/06—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
- C08F283/065—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals on to unsaturated polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D151/08—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
本发明提供了一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用，所述抗菌协同防细菌黏附材料包括改性聚合物微球、环氧树脂、二乙烯三胺和作为溶剂的无水乙醇；所述改性聚合物微球的制备方法包括以下步骤：(1)将含羧基的乙烯基单体、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、苯乙烯单体、以及引发剂混合均匀后在微波条件反应；(2)反应完后用有机溶剂洗涤反应产物去掉未反应的单体，得到微米级聚合物微球；(3)将分散稳定剂和步骤(2)得到的微米级聚合物微球加入到银氨溶液中，分散均匀，并在超声波条件下反应。本发明的抗菌协同防细菌黏附材料可以固化喷涂于任意物体表面，改善物体表面的抗菌性能和防细菌黏附性能。
Description
技术领域
本发明属于涂料化工领域，具体涉及一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用。
背景技术
微生物在地球上已存在几十亿年的历史，随着不断的进化繁衍，细菌已可以适应任何的环境。而在人类生活环境中存在大量微生物，从日常用的纤维服装、卫生陶瓷制品、到建筑用的钢材、航海船舶，再到医疗用品、以及饮用水的消毒处理等方面，它们可以在适宜温度和养分下迅速繁殖，导致物质的变质腐败发霉以及伤口化脓感染等现象，严重威胁人类的健康，而微生物往往通过界面作用黏附在各类材料表面，通过生长繁殖形成黏附性的微生物膜，由此引起的致病菌传播、微生物污染和腐蚀严重危害人类健康和国民经济发展。但是现有的抗菌材料会受腐蚀、机械冲击机械摩擦而影响抗菌材料的抗菌性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种抗菌协同防细菌黏附材料，所述抗菌协同防细菌黏附材料包括改性聚合物微球、环氧树脂、二乙烯三胺和作为溶剂的无水乙醇；
所述改性聚合物微球占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量的5%-20%
所述环氧树脂占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量的0.5%-2%；
所述二乙烯三胺占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量的0.1%-5%；
所述改性聚合物微球的制备方法包括以下步骤：
（1）将质量分数为5%-10%的含羧基的乙烯基单体、质量分数为5%-10%的聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）、质量分数为80%-90%的苯乙烯单体、以及引发剂混合均匀，得到反应体系A，将反应体系A在微波条件下于60-80℃反应4-5 h，反应过程中使反应体系A保持处于惰性气体氛围保护和恒温搅拌状态；
（2）反应完后用有机溶剂洗涤反应产物去掉未反应的单体，得到微米级聚合物微球；
（3）将分散稳定剂和步骤（2）得到的微米级聚合物微球加入到银氨溶液中，分散均匀，并在超声波条件下于58℃-62℃反应2.5-3.5 h，反应完成后用去离子水清洗去掉未反应物质，得到固体沉淀物即为所述改性聚合物微球。
上述抗菌协同防细菌黏附材料可以固化喷涂于任意物体表面，上述抗菌协同防细菌黏附材料固化喷涂于物体表面后，抗菌协同防细菌黏附材料具有无机纳米银快速释放杀菌的抗菌协同超疏水防细菌黏附功能，使得物体表面具有良好的抗菌效果的同时还能有效防止大肠杆菌、葡萄球菌等细菌的附着，其抗菌及防细菌黏附性能具有很好的耐腐蚀性和耐机械性，在受到酸液、碱液、盐液腐蚀和机械冲击和机械摩擦后其抗菌性能及防细菌黏附性能基本不受影响，抗菌性能及防细菌黏附性能高效且持久。
优选地，所述改性聚合物微球的制备方法步骤（1）中，所述含羧基的乙烯基单体为甲基丙烯酸或丙烯酸中的一种或两种，所述引发剂为偶氮二异丁腈，所述引发剂的用量为所述含羧基的乙烯基单体、聚乙二醇甲基丙烯酸酯和苯乙烯单体总重量的0.5%-5%。
优选地，所述改性聚合物微球的制备方法步骤（3）中，所述银氨溶液的浓度为0.01-0.3 mol/L。
优选地，所述改性聚合物微球的制备方法步骤（3）中，所述银氨溶液的浓度为0.05-0.3 mol/L。
当改性聚合物微球的制备方法步骤（3）中，所述银氨溶液的浓度为0.05-0.3 mol/L，上述抗菌协同防细菌黏附材料的抗菌及防细菌黏附性能更好。
优选地，所述改性聚合物微球的制备方法步骤（3）中，所述银氨溶液的浓度为0.1-0.3 mol/L。
当改性聚合物微球的制备方法步骤（3）中，所述银氨溶液的浓度为0.1-0.3 mol/L，上述抗菌协同防细菌黏附材料的抗菌及防细菌黏附性能更好。
优选地，所述改性聚合物微球的制备方法步骤（1）中，所述微波的功率为500-1000W，所述惰性气体为氮气。
优选地，所述改性聚合物微球的制备方法步骤（3）中，所述分散稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的用量为所述含羧基的乙烯基单体、聚乙二醇甲基丙烯酸酯和苯乙烯单体总重量的0.5%-5%。
优选地，所述改性聚合物微球的制备方法步骤（1）中，将所述反应体系A在微波条件下于70℃反应4-5 h。
优选地，所述改性聚合物微球的制备方法步骤（3）中，在超声波条件下于60℃反应3 h。
本发明还提供一种上述任一所述抗菌协同防细菌黏附材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将质量分数为5%-10%的含羧基的乙烯基单体、质量分数为5%-10%的聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）、质量分数为80%-90%的苯乙烯单体、以及引发剂混合均匀，得到反应体系A，将反应体系A在微波条件下于60-80℃反应4-5 h，反应过程中使反应体系A保持处于惰性气体氛围保护和恒温搅拌状态；
（2）反应完后用有机溶剂洗涤反应产物去掉未反应的单体，得到微米级聚合物微球；
（3）将分散稳定剂和步骤（2）得到的微米级聚合物微球加入到银氨溶液中，分散均匀，并在超声波条件下于58℃-62℃反应2.5-3.5 h，反应完成后用去离子水清洗去掉未反应物质，得到固体沉淀物即为改性聚合物微球；
（4）将占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量5%-20%的所述改性聚合物微球、占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量0.5%-2%的环氧树脂、占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量0.1%-5%的二乙烯三胺和余量的乙醇混合均匀得到所述抗菌协同防细菌黏附材料。
上述制备方法简单，成本低，条件易于控制。
本发明还提供上述任一所述抗菌协同防细菌黏附材料的使用方法，所述使用方法为将上述任一所述抗菌协同防细菌黏附材料固化喷涂在物体表面。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用，本发明的抗菌协同防细菌黏附材料可以固化喷涂于任意物体表面，本发明的抗菌协同防细菌黏附材料固化喷涂于物体表面后，抗菌协同防细菌黏附材料具有无机纳米银快速释放杀菌的抗菌协同超疏水防细菌黏附功能，使得物体表面具有良好的抗菌效果的同时还能有效防止大肠杆菌、葡萄球菌等细菌的附着，其抗菌及防细菌黏附性能具有很好的耐腐蚀性和耐机械性，在受到酸液、碱液、盐液腐蚀和机械冲击和机械摩擦后其抗菌性能及防细菌黏附性能基本不受影响，抗菌性能及防细菌黏附性能高效且持久。本发明的抗菌协同防细菌黏附材料的制备方法简单，成本低，条件易于控制。
附图说明
图1 为本发明实施例的抗菌协同防细菌黏附材料的表征图，其中，a：SEM扫描电镜图，b：接触角图。
图2 为本发明实施例的抗菌协同防细菌黏附材料应用效果的实物图，其中，a：空白组金黄色葡萄球菌，b：实验组金黄色葡萄球菌。
图3 为本发明实施例的抗菌协同防细菌黏附材料应用效果的实物图，其中，a：空白组金黄色葡萄球菌，b：实验组金黄色葡萄球菌。
图4 为本发明实施例的抗菌协同防细菌黏附材料应用效果的实物图，其中，a：空白组大肠杆菌，b：实验组大肠杆菌。
图5 为本发明实施例的抗菌协同防细菌黏附材料应用效果的实物图，其中，a：空白组大肠杆菌，b：实验组大肠杆菌。
图6 为本发明实施例的抗菌协同防细菌黏附材料应用效果的实物图，其中，a：空白组金黄色葡萄球菌，b：实验组金黄色葡萄球菌。
图7 为本发明实施例的抗菌协同防细菌黏附材料应用效果的实物图，其中，a：空白组金黄色葡萄球菌，b：实验组金黄色葡萄球菌。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种抗菌协同防细菌黏附材料，所述抗菌协同防细菌黏附材料由改性聚合物微球、环氧树脂、二乙烯三胺和作为溶剂的无水乙醇组成；
所述改性聚合物微球占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量的20%
所述环氧树脂占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量的0.5%；
所述二乙烯三胺占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量的0.1%；
所述改性聚合物微球的制备方法包括以下步骤：
（1）将质量分数为5%的甲基丙烯酸、质量分数为5%的聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）、质量分数为90%的苯乙烯单体、以及作为引发剂的偶氮二异丁腈混合均匀，得到反应体系A，所述引发剂的用量为所述甲基丙烯酸、聚乙二醇甲基丙烯酸酯和苯乙烯单体总重量的0.5%，将反应体系A在微波条件下于70℃反应5 h，反应过程中使反应体系A保持处于惰性气体氛围保护和恒温搅拌状态，所述微波的功率为1000W；
（2）反应完后用有机溶剂洗涤反应产物去掉未反应的单体，得到微米级聚合物微球；
（3）将分散稳定剂和步骤（2）得到的微米级聚合物微球加入到银氨溶液中，所述分散稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的用量为所述甲基丙烯酸、聚乙二醇甲基丙烯酸酯和苯乙烯单体总重量的0.5%，所述银氨溶液的浓度为0.05 mol/L，分散均匀，并在超声波条件下于60℃反应3 h，反应完成后用去离子水清洗去掉未反应物质，得到固体沉淀物即为所述改性聚合物微球。
作为本实施例的一种抗菌协同防细菌黏附材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）按重量比例将甲基丙烯酸、聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）、苯乙烯单体、以及引发剂混合均匀，得到反应体系A，将反应体系A在微波条件下于70℃反应5 h，反应过程中使反应体系A保持处于惰性气体氛围保护和恒温搅拌状态；
（2）反应完后用有机溶剂洗涤反应产物去掉未反应的单体，得到微米级聚合物微球；
（3）将分散稳定剂和步骤（2）得到的微米级聚合物微球加入到银氨溶液中，分散均匀，并在超声波条件下于60℃反应3 h，反应完成后用去离子水清洗去掉未反应物质，得到固体沉淀物即为改性聚合物微球；
（4）将所述改性聚合物微球、环氧树脂、二乙烯三胺和乙醇按重量比例混合均匀得到所述抗菌协同防细菌黏附材料。
实施例2
作为本发明实施例的一种抗菌协同防细菌黏附材料，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述改性聚合物微球的制备方法步骤（3）中所述银氨溶液的浓度为0.1mol/L。
实施例3
作为本发明实施例的一种抗菌协同防细菌黏附材料，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述改性聚合物微球的制备方法步骤（3）中所述银氨溶液的浓度为0.3mol/L。
效果例1
金黄色葡萄球菌为金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）ATCC29213，大肠杆菌为大肠杆菌（Escherichia coli）ATCC25922。
1、抗菌率测试计算方法：
（1）将不锈钢板分别用无菌水、无水乙醇、丙酮浸泡15min，超声波清洗仪清洗10min，清除干净上面的油渍，80℃真空干燥过夜除去不锈钢板上残留的水和溶剂，将不锈钢板裁剪成1.5cm×1.5cm，放入紫外灯下灭菌30 min；
（2）步骤（1）处理后的不锈钢板作为空白组，将实施例1-3的抗菌协同防细菌黏附材料分别喷涂于步骤（1）处理后的不锈钢板作为实验组；
（3）准备36 mL的0.03 mol/L的PBS缓冲溶液于锥形瓶中，取4 mL细菌浓度约为（1×106）~（5×106）CFU/mL菌悬液加入以上灭菌后的锥形瓶，使锥形瓶细菌液的整体浓度为（1×105）~（5×105）CFU/mL；
（4）将空白组和实验组样品分别加入上述锥形瓶中，做好标记，于25℃恒温摇床振荡培养，转速为200转/min，振荡1 min，进行“0”接触时间取样；
（5）振荡1 min后，采用两次10倍稀释法进行稀释记数，用移液枪取100 μL合适稀释倍数后的溶液进行涂平板操作，在37℃的恒温生化培养箱内培养36小时后，记录菌落个数；
（6）将“0”接触时间取样后的空白组试样和实验组试样放入25℃恒温摇床内振荡培养6 h，转速为200转/min；
（7）6 h后，每个锥形瓶都采用10倍稀释法系列稀释至合适稀释倍数，用移液枪取100 μL合适稀释倍数后的溶液进行涂平板操作，在37℃的恒温生化培养箱内培养36小时后，记录菌落个数，拍照；
（8）振荡接触6 h后，比较空白样与实验试样烧瓶中的活菌浓度，抗菌率计算如下：
；
式中：Y：试样的抑菌率，
Wt：3个空白组的试样6 h振荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值，
Qt：3个实验组的6 h振荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值。
2、抗细菌黏附率测试计算方法：
将表面分别喷涂有实施例1-3的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板作为实验组，将清洗和杀菌处理的不锈钢板作为空白组（1.5cm*1.5cm），将样品垂直放入107 CFU/mL细菌液中，温度为37℃条件下培养4 h，然后样品从细菌液中垂直拉出，悬空3 min使残余细菌液滴脱除，将处理后的样品转移到装有25mL的MHB（MH 肉汤）溶液中，进一步在37℃培养箱培养24 h，用无菌水冲洗样品上未黏附的细菌，最后样品置入装有5 mL的PBS缓冲溶液中，置入超声仪中，将在样品表面强力黏附的细菌超声脱除2 min，然后将含有细菌的PBS缓冲溶液利用涂平板法，取100 μL溶液进行涂平板，37℃培养箱培养24 h，培养后数细菌倒推被黏附的细菌数。
并通过以下方法计算：
抗细菌黏附率（%）=(CFU空白mL-1－CFU样品mL-1)/CFU空白mL-1，CFU空白代表空白样品测试细菌数，CFU样品代表测试样品测试细菌数。
3、机械性能测试方法：
将表面分别喷涂有实施例1-3的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板置于钢丝绒摩擦试验机上，设定接触压力为25KPa，摩擦次数为60次进行摩擦试验，然后将摩擦试验处理后的不锈钢板置于耐冲击试验机上，1 kg铁锤在1 m高空自由落体，冲击不锈钢板涂层表面，然后测试冲击后样品的抗菌率。
4、化学腐蚀性能测试方法：
将表面分别喷涂有实施例1-3的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板置于pH=1的HCl中浸泡3天，取出后置于pH=14的NaOH中浸泡3天，取出后置于浓度为1mol/L的NaCl溶液中浸泡3天，然后测试化学腐蚀后样品的抗菌率。
实验结果
实施例1的抗菌协同防细菌黏附材料的表观形貌的SEM电镜图如图1所示，合成的改性聚合物微球粒径大约2 μm，纳米银粒径大约40 nm。
表面喷涂有实施例1的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板对金黄色葡萄球菌抗菌测试效果如图2所示，表面喷涂实施例1的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板对金黄色葡萄球菌有显著抗菌效果。抗菌实验得到的抗菌率和抗细菌黏附率结果如表1所示，实施例1的抗菌协同防细菌黏附材料喷涂于物体表面后，能够使得物体表面具有较好的抗菌性能和防细菌黏附性能，且物体表面经过机械摩擦和机械撞击、化学腐蚀后物体表面的抗菌性能并不受影响。
通过防细菌黏附实验后，表面喷涂实施例1的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板表面黏附的金黄色葡萄球菌扫描电镜图如图3所示，表面喷涂实施例1的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板上附着的金黄色葡萄球菌细菌数很少，能够减少细菌在物体表面的黏附，具有很好的防细菌黏附性能。
表1 实施例1的抗菌协同防细菌黏附材料的抗菌率和抗细菌黏附率
| 抗菌率 | 抗细菌黏附率 | 机械性能测试后抗菌率 | 化学腐蚀性能测试后抗菌率 | |
| 金黄色葡萄球菌 | 92.12% | 93.12% | 91.09% | 90.19% |
| 大肠杆菌 | 93.09% | 94.31% | 92.35% | 91.32% |
表面喷涂有实施例2的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板对大肠杆菌抗菌测试效果如图4所示，表面喷涂实施例2的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板具有极好的杀菌效果。抗菌实验得到的抗菌率结果如表2所示，实施例2的抗菌协同防细菌黏附材料喷涂于物体表面后，能够使得物体表面具有很好的抗菌性能，且物体表面经过机械摩擦和机械撞击、化学腐蚀后物体表面的抗菌性能并不受影响。
通过防细菌黏附实验后，表面喷涂实施例2的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板表面黏附的大肠杆菌扫描电镜图如图5所示，实施例2的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板上附着的大肠杆菌数很少，证明物体表面喷涂实施例2的抗菌协同防细菌黏附材料后，能够改善物体表面的防细菌黏附能力，可大大减少物体表面细菌的黏附，具有很好的防细菌黏附性能。
表2 实施例2的抗菌协同防细菌黏附材料的抗菌率和抗细菌黏附率
| 抗菌率 | 抗细菌黏附率 | 机械性能测试后抗菌率 | 化学腐蚀性能测试后抗菌率 | |
| 金黄色葡萄球菌 | 96.18% | 97.17% | 95.09% | 96.14% |
| 大肠杆菌 | 97.03% | 98.35% | 94.01% | 95.27% |
表面喷涂有实施例3的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板对金黄色葡萄球菌抗菌测试效果图如图6所示，表面喷涂实施例3的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板具有极好的杀菌效果。
通过防细菌黏附实验后，表面喷涂有实施例3的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板表面黏附的金黄色葡萄球菌扫描电镜图如图7所示，表面喷涂有实施例3的抗菌协同防细菌黏附材料的不锈钢板上附着的金黄色葡萄球菌数很少，实施例3的抗菌协同防细菌黏附材料喷涂于物体表面后，能够改善物体表面的防细菌黏附能力优良，可大大减少细菌在物体表面的黏附，具有很好的防细菌黏附性能。
通过比较表1、表2的结果，发现实施例2的抗菌协同防细菌黏附材料的抗菌性能和防细菌黏附性能优于实施例1。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种抗菌协同防细菌黏附材料，其特征在于，所述抗菌协同防细菌黏附材料包括改性聚合物微球、环氧树脂、二乙烯三胺和作为溶剂的无水乙醇；
所述改性聚合物微球占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量的5%-20%；
所述环氧树脂占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量的0.5%-2%；
所述二乙烯三胺占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量的0.1%-5%；
所述抗菌协同防细菌黏附材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将质量分数为5%-10%的含羧基的乙烯基单体、质量分数为5%-10%的聚乙二醇甲基丙烯酸酯、质量分数为80%-90%的苯乙烯单体、以及引发剂混合均匀，得到反应体系A，将反应体系A在微波条件下于60-80℃反应4-5 h，反应过程中使反应体系A保持处于惰性气体氛围保护和恒温搅拌状态，所述引发剂为偶氮二异丁腈；
（2）反应完后用有机溶剂洗涤反应产物去掉未反应的单体，得到微米级聚合物微球；
（3）将分散稳定剂和步骤（2）得到的微米级聚合物微球加入到银氨溶液中，所述银氨溶液的浓度为0.05-0.3 mol/L，分散均匀，并在超声波条件下于58℃-62℃反应2.5-3.5 h，反应完成后用去离子水清洗去掉未反应物质，得到固体沉淀物即为所述改性聚合物微球；
（4）将占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量5%-20%的所述改性聚合物微球、占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量0.5%-2%的环氧树脂、占所述抗菌协同防细菌黏附材料重量0.1%-5%的二乙烯三胺和余量的乙醇混合均匀得到所述抗菌协同防细菌黏附材料；
所述抗菌协同防细菌黏附材料的使用方法为固化喷涂在物体表面。
2.根据权利要求1所述的抗菌协同防细菌黏附材料，其特征在于，所述抗菌协同防细菌黏附材料的制备方法步骤（1）中，所述含羧基的乙烯基单体为甲基丙烯酸或丙烯酸中的一种或两种，所述引发剂的用量为所述含羧基的乙烯基单体、聚乙二醇甲基丙烯酸酯和苯乙烯单体总重量的0.5%-5%。
3.根据权利要求1所述的抗菌协同防细菌黏附材料，其特征在于，所述抗菌协同防细菌黏附材料的制备方法步骤（1）中，所述微波的功率为500-1000W，所述惰性气体为氮气。
4.根据权利要求1所述的抗菌协同防细菌黏附材料，其特征在于，所述抗菌协同防细菌黏附材料的制备方法步骤（3）中，所述分散稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的用量为所述含羧基的乙烯基单体、聚乙二醇甲基丙烯酸酯和苯乙烯单体总重量的0.5%-5%。
5.根据权利要求1所述的抗菌协同防细菌黏附材料，其特征在于，所述抗菌协同防细菌黏附材料的制备方法步骤（1）中，将所述反应体系A在微波条件下于70℃反应4-5 h。
6.根据权利要求1所述的抗菌协同防细菌黏附材料，其特征在于，所述抗菌协同防细菌黏附材料的制备方法步骤（3）中，在超声波条件下于60℃反应3 h。
7.如权利要求1-6任一所述抗菌协同防细菌黏附材料的使用方法，其特征在于，所述使用方法为将如权利要求1-6任一所述抗菌协同防细菌黏附材料固化喷涂在物体表面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910836114.2A CN110527341B (zh) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | 一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910836114.2A CN110527341B (zh) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | 一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110527341A CN110527341A (zh) | 2019-12-03 |
| CN110527341B true CN110527341B (zh) | 2022-02-11 |
Family
ID=68667266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910836114.2A Active CN110527341B (zh) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | 一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110527341B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111153625B (zh) * | 2020-02-18 | 2021-08-06 | 广东汇强外加剂有限公司 | 一种负载纳米银的防腐抗菌型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN114467973B (zh) * | 2022-01-07 | 2024-05-14 | 台山市新建业（药用）五金包装有限公司 | 一种食品级和/或医用级包材用纳米银抗菌材料及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101121859A (zh) * | 2007-09-21 | 2008-02-13 | 东华大学 | 具有抑菌功效的水性环氧树脂涂料及其制备方法 |
| CN102400312B (zh) * | 2010-09-08 | 2013-07-31 | 泉州红瑞兴纺织有限公司 | 一种含球形聚合物刷还原纳米银抗菌整理剂及其制备方法 |
| PL3283201T3 (pl) * | 2015-04-13 | 2021-08-23 | Solenis Technologies Cayman, L.P. | Sposoby ograniczania zanieczyszczania powierzchni |
| CN105273110B (zh) * | 2015-11-25 | 2017-08-04 | 北京师范大学 | 一种制备聚苯乙烯/纳米银复合微球的方法 |
| US9974720B2 (en) * | 2015-12-30 | 2018-05-22 | International Flavors & Fragrances Inc. | Compositions containing microcapsules coated with deposition proteins |
| CN106565908B (zh) * | 2016-10-25 | 2019-02-19 | 温州生物材料与工程研究所 | 一种单分散大粒径聚合物微球的制备方法 |
-
2019
- 2019-09-04 CN CN201910836114.2A patent/CN110527341B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110527341A (zh) | 2019-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tiller et al. | Amphiphilic conetworks as regenerative controlled releasing antimicrobial coatings | |
| Gao et al. | Surface grafted antimicrobial polymer networks with high abrasion resistance | |
| JP6887147B2 (ja) | 物品又は衛生用品に抗菌作用を付与する方法、抗菌作用が付与された物品及び衛生用品 | |
| CN108948250B (zh) | 一种抗菌聚合物乳液及其制备方法与应用 | |
| EP0290676A2 (en) | Improved disinfectant polymeric coatings for hard surfaces | |
| CN110527341B (zh) | 一种抗菌协同防细菌黏附材料及其制备方法和应用 | |
| Li et al. | Preparation and characterization of a permanently antimicrobial polymeric material by covalent bonding | |
| Cuthbert et al. | Contact active antibacterial phosphonium coatings cured with UV light | |
| CN111154370B (zh) | 一种抗菌丙烯酸酯涂料及其制备方法与应用 | |
| Liang et al. | A new approach to fabricate polyimidazolium salt (PIMS) coatings with efficient antifouling and antibacterial properties | |
| Sainz-García et al. | Promotion of biofilm production via atmospheric-pressure plasma-polymerization for biomedical applications | |
| EP2342282B1 (en) | Antimicrobial and antifouling polymeric materials | |
| Keum et al. | Impeding the medical protective clothing contamination by a spray coating of trifunctional polymers | |
| CN108456476A (zh) | 一种光催化空气杀菌净化环保内墙涂料及其制备方法 | |
| US10939684B2 (en) | Preparation of sulfonamide-containing antimicrobials and substrate treating compositions of sulfonamide-containing antimicrobials | |
| CN109485897A (zh) | 一种刷型结构耐久型复合抗菌协同防细菌黏附功能的材料 | |
| CN107022043A (zh) | 一种氧化亚铜复合材料的制备方法及其用途 | |
| Beyler-Çiğil et al. | Transparent and flexible antibacterial photocrosslinked thin films against the S. aureus and E. coli pathogen bacteria | |
| CN105543820B (zh) | 一种不锈钢医疗器械表面抗细菌粘附涂层的制备方法 | |
| JPS63297471A (ja) | 硬い表面のための改良された消毒剤ポリマーコーテイング | |
| LU502660B1 (en) | Antibacterial synergistic bacterially-anti-adhesive material, preparation method and application thereof | |
| CN110105686A (zh) | 一种抗菌材料及其制备方法和应用 | |
| CN113243381B (zh) | 一种复合防霉抗菌剂及其制备方法 | |
| KR102391233B1 (ko) | 자가-재생 항균 조성물 및 그 이용 방법 | |
| CN111096327A (zh) | 一种适于低温使用的瑞茛复合消毒剂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |