[发明专利]生产含聚合物涂层的方法

说明书

本发明涉及一种通过将碳酸钙原位沉淀而生产用于表面的含聚合物涂层的方法。本发明还额外涉及含聚合物涂层本身以及已经施加了这类含聚合物涂层的表面。含聚合物涂层优选具有抗菌作用。

涂层通常应理解为是指适合表面形状的物质的(通常)牢固的粘着层。涂层在许多用途方面，如医学、材料领域或船运方面都是重要的。

最近的涂层种类之一是纳米涂层，它指将纳米范围的颗粒例如作为喷雾或雾化涂层施加至表面上。雾化通常应理解为是指将液体分离为超细液滴，作为气溶胶(雾)分布在气体(通常是空气)中。气溶胶可包含均具有相同直径的液滴-单分散喷雾-或包括具有不同尺寸的液滴(在该情况下称作多分散喷雾)。由喷雾器产生的液滴平均尺寸对于纳米涂层的生产是关键的。原则上可涂覆所有种类的表面，如金属、玻璃、纺织品、塑料和矿物质。纳米涂层例如可用于卫生领域、植入物，作为防指纹涂层用于视觉显示单元，作为自清洁建筑表面或作为油漆保护用于汽车。

由于涂层通常还必须满足保护表面免受细菌、真菌或藻类侵袭的任务，因此防止了表面的破坏，对具有杀真菌、抗菌、除藻或抗微生物作用的涂层的需求日益增加。

Podsiadlo等人(Langmuir 2005，21(25)，11915-11921)描述了具有抗微生物性能的珍珠母状纳米结构材料的逐层叠加结构的生产。涂层包含聚合物组分，如聚二烯丙基-二甲基氯化铵、聚丙烯酸、改性的钠蒙脱石和钠蒙脱土作为助剂。涂层借助重复浸渍方法生产。涂层的抗菌效应通过加入银纳米颗粒而产生。

US 2007/0254141描述了具有纳米结构的薄质涂层。合成借助协同的蒸气扩散/溶胶-凝胶法进行，其在室温下自发进行并不使用有机、生物或生物化学模板而产生有序的半导体材料，如具有高纯度的钛酸钡。所得材料为半导体、光电导体、光电、电光或电池材料。合成策略基于生物启发的低温方法，其进行了与半导体材料密切相关的分子前体的水解催化。通过改变温度，可获得不同的纳米颗粒尺寸和结构。

US 2008/0273206描述了磷酸钙的仿生矿化。在该方法中，说明了合成的矿化配合物的形成，即磷酸钙矿物沉积是原位获得的，且描述了关于其生产以及其动力学的研究。所得结果意欲用作生产减弱关节炎和/或动脉粥样硬化的药物的载体。

EP-A 1835053描述了一种生产与环境相容，具有有机晶体结构的生物矿物质，如珍珠母的方法。在借助膜浸渍方法的生产方法中，呈结晶形状的生源碳酸钙借助特定结晶膜在有机基质中体外产生。

目前方法的缺点为它们不可用于大面积涂覆，因为涂覆方法通常不以浸渍方法进行。此外，它们需要复杂的设备或用于降低温度或提高温度的额外能量，以及相当大的时间投资。此外，根据现有技术生产的抗菌涂层通常额外包含污染环境或甚至有毒的银或其它重金属。

因此，本发明的目的为提供一种以最少时间和最小成本，以工业和大面积规模使表面永久性涂覆，且所产生的含聚合物涂层应优选抗菌的方法。

该目的通过一种生产用于表面的含聚合物涂层的方法而实现，该方法包括将至少一种聚合物和通过原位沉淀形成的结晶碳酸钙施加至表面上，其中使用至少一种钙离子源和至少一种碳酸根离子源作为结晶碳酸钙的反应物。

本发明方法优选产生抗菌的含聚合物涂层。具体而言，涂层为具有杀菌作用的抗菌的含聚合物涂层。根据本领域熟练技术人员，抗菌试剂(涂层)应理解为是指至少部分或完全杀死或消除细菌，或防止细菌生长和繁殖的试剂。根据本领域熟练技术人员，具有杀菌作用的试剂应理解为是指杀死细菌的试剂。

根据本发明，用于结晶碳酸钙的反应物为至少一种钙离子源和至少一种碳酸根离子源。优选使用一种钙离子源和一种碳酸根离子源。存在于钙离子源中的钙离子与存在于碳酸根离子源中的碳酸根离子的反应形成碳酸钙。根据本发明，为了能使结晶碳酸钙原位沉淀，首先使钙离子源和碳酸根离子源相互空间分离。钙离子源和碳酸根离子源通过本领域熟练技术人员已知的用于将结晶碳酸钙原位沉淀的方法组合。原位沉淀优选在(待涂覆)表面上或在紧邻表面处，如距离不超过1米处直接进行。

更优选的是，原位沉淀在距离表面小于20cm处进行。为此，使钙离子源和碳酸根离子源相互空间分离，但同时经受喷雾工艺，特别是雾化工艺。因此，例如在喷雾工艺中产生的反应物液滴的碰撞和聚结可通过原位沉淀形成结晶碳酸钙。碰撞可在待涂覆表面上或在表面和雾化器之间的空间中直接发生，在该情况下原位形成(沉淀)的结晶碳酸钙沉积在表面上。特别优选结晶碳酸钙直接在表面上原位沉淀。

然而，在本发明方法中，原位沉淀不应理解为是指包括浸渍方法或膜方法的沉淀方法。