[发明专利]四级铵盐抗菌剂及含有此四级铵盐抗菌剂的抗菌水性涂料

说明书

技术领域

本发明是有关于一种抗菌剂及其应用，且特别是有关于一种四级铵盐抗菌剂及其应用。

背景技术

抗菌剂乃是具有抑菌和杀菌性能的新型功能的助剂。通常在应用材料中添加具有抗菌剂成分的抗菌剂即可得抗菌材料，如抗菌涂料、抗菌塑料、抗菌纤维等。由于抗菌材料在日常生活中的应用面宽、使用量大，因此抗菌材料的开发和应用发展速度很快，对改善人类生活环境、减少疾病具有重要意义。

抗菌剂作用机制有以下几个方面：(一)干扰细胞壁的合成、(二)损伤细胞膜、(三)抑制蛋白质的合成以及(四)干扰核酸的合成。

(一)干扰细胞壁的合成：细菌细胞壁重要组成为聚醣(peptidoglycan)，抗菌剂对细胞壁的干扰作用，主要抑制多醣链与胜肽间的交联作用，从而使细胞壁失去完整性，降低了对渗透压的保护作用，导致菌体损害而死亡。

(二)损伤细胞膜：细胞膜受损伤、破坏，将导致细菌死亡。

(三)抑制蛋白质的合成：变更或终止蛋白质的合成过程，使细菌死亡。

(四)干扰核酸的合成：阻碍遗传信息的复制，包括DNA、RNA的合成，以及DNA模板转录mRNA等。

抗菌材料中的抗菌剂主要可分为天然类、无机类和有机类三大类。天然抗菌剂是利用动植物中所具有的抗菌成分而制成的，如从甲壳动物取出的壳聚醣、浓山梨酸等，其优点是毒性小，但缺点是使用寿命短、耐热性较差、应用范围较窄，主要应用于食品包装袋等一次性使用的塑料制品。

无机抗菌剂一般含有银、锌、铜等金属离子成分和无机载体，如沸石、磷酸盐、羟基磷灰石等，通过释放作用以提高抗菌长效性，其优点是不产生耐药性、耐热性能优异，缺点是成本较高。

有机抗菌剂则以有机酸、酚、醇及四级铵盐为主要成分。其抗菌机制包括破坏细胞膜，使蛋白质变性，或代谢受阻等。其优点是杀菌力强、来源广泛，但缺点是毒性大、会产生微生物耐药性、耐热性较差。目前主要应用于涂料和加工温度低的软质聚氯乙烯、聚乙烯等塑料中。

有机抗菌剂中，四级铵盐抗菌机构其灭菌作用机构有二种可能的途径，其一是利用四级铵盐本身的正离子性与细菌的负离子极易相结合的特性，再由四级铵盐所含的烷基长键破坏细菌的细胞膜或细胞壁，使细菌因而死亡。另一方式如同前述的过程，但其作用乃利用细菌接触抗菌剂后，因细菌它侧的沟子性减弱，进而造成细胞壁或细胞膜破裂，使得细菌体内的内容物漏出，无法生存而消灭。

虽然，四级铵盐本身的正离子性与细菌的负离子极易相结合的特性可致使其造成高杀菌力，但相对来说其正离子性易与具有负离子的漆类或是表面活性剂产生相吸引进而产生沉淀，常使其应用遭受限制。

发明内容

本发明提供一种四级铵盐抗菌剂，其可以溶解于具有负离子的漆类或是表面活性剂之中，有效地发挥抗菌的效果。

本发明提出一种四级铵盐抗菌剂，其结构如下所示：

其中M包括Si；R为单键或是C₁至C₄的烷基；R₁至R₃，可以彼此相同或不同，可分别为C₃至C₁₈的烷基；R₄：为C₁至C₈的烷基或氢；R₅～R₆，可以彼此相同或不同，可分别为C₁至C₈的烷基、烷氧基或羟基；以及X为卤素。

本发明提出一种含有上述四级铵盐抗菌剂的洗剂。

本发明提出一种抗菌水性涂料，其包括10～90重量百分比的树脂、10～90重量百分比的水以及10～20000ppm的四级铵盐抗菌剂，其结构如下所示：

其中M例如是Si；R为单键或是C₁至C₄的烷基；R₁～R₃，可以彼此相同或不同，可分别为C₃至C₁₈的烷基；R₄为C₁至C8的烷基或羟基；R₅～R₆，可以彼此相同或不同，可分别为C₁至C₈的烷基、烷氧基或氢；以及X为卤素。

依照本发明实例所述，上述抗菌水性涂料还包括含量为0.1～50重量百分比的添加剂。

依照本发明实例所述，上述抗菌水性涂料，其pH值为2～9。