[发明专利]具有化学去污和生物杀灭性能的反应性表面涂料

说明书

本发明提供一种具有杀灭生物和化学去污/中和性能的反应性组合物，其包含吸湿性聚合物和活性物，所述反应性组合物可用于各种商业、医疗保健和军事应用以及种类众多的污染物中，包括但不限于化学和生物战剂。所述反应性组合物在使用后可通过暴露于另外施用的活性物而恢复或再装载，且无需去除、处理掉或替换最初施用的组合物。本发明公开了制备和施用所述反应性组合物的方法。

根据美国陆军纳蒂克士兵系统中心(U.S.Army Natick Solider SystemsCenter)的合同W911SR-07-C-0067和W911SR-09-C-003，美国政府在本发明中可能具有某些权利。

技术领域

本发明涉及用于表面和制品的反应性涂料组合物，该组合物具有减少或消除微生物污染和/或中和化学制剂的能力。所述反应性涂料包含聚合物和活性物(active)。独特地，所述反应性组合物可通过再次施用活性物而恢复(renew)或再装载(recharge)。本发明还涉及向表面或制品提供反应性涂料的方法。

背景技术

美国的武装部队需要在化学和生物危险环境中行动、生存和保持行动安全。化学武器和生物武器的持续扩散产生了确保美国部队在可能被化学和生物制剂污染的环境中能够成功完成任务的需要。需要多种技术来在潜在冲突和污染物暴露的地带(spectrum)支持士兵。此外，其他环境，特别是在医疗保健设施中，需要在每天暴露于化学和生物污染物挑战的区域中操作和维持操作。

目前用于生物和化学污染物的去污/清洁方法是费力的，并且高度取决于清洁人员对细节的关心和注意。通常，这些方法需要使用危险化学品且一般不提供持久的或不间断的保护。一旦表面已被手工清洁，表面上的新污染物可能会威胁接触到该表面的人的健康和安全，直到下一个手工清洁程序。

特别在军事应用中，实用性的(operational)去污要求物体或装置能够尽可能迅速地重归使用；彻底的去污使任何使用者在没有个人保护设备的情况下能够处理物体或装置。采用本发明的反应性涂料组合物可获得实用性的和彻底去污的优势。

反应性涂料已发展了多年，取得了一些有限的成就。已展示了对较小区域或制品和/或较小量的化学和生物制剂具有去污能力的反应性涂料。通常，由于对可施用于表面或加入制品的“反应性”的量的限制，单独的反应性涂料不太可能有能力来达到对被化学或生物战剂严重污染的较大表面面积的实用性的或彻底的去污。

在两次清洁之间具有减少、消除或中和污染能力的反应性涂料提供显著益处。大多数现有的反应性涂料技术在以下意义上被认为是持久的：当被结合到织物或基体材料中或施用到表面上时，它们保持持续具有反应性直到被污染物污染。在这一点上，材料或表面通常必须彻底清洁和去污，或去除、处理和被替换。

相比而言，可恢复涂料是由以下组成的两组分系统：可结合至基材中或用作表面涂料的第一非反应性基础层，以及使基础层对表面上的污染物具有反应性的第二活化化学品(液体或气体的)或“活性物”。可恢复涂料的反应性可通过在暴露于化学和生物污染物之后再次施用所述活性物而“再装载”或恢复。理想地，无需彻底清洁或去污、去除、处理以及替换可恢复涂料的基础层。

具体地讲，可恢复涂料对传统反应性表面技术通常会遭遇的问题提供可能的解决方案。这些问题包括：环境污染物的污染、在表面处的有限反应能力以及由于环境条件或连续暴露于污染物而使表面快速劣化。

一般而言，为抵抗生物物种和化学污染物而使用的化学品被归类为“活性的”，包括但不限于卤化物类、氧化剂类、酚类、季铵盐类、重金属类和醛类。当在表面上存在较高水平且可利用的活性物时，去污效果会改善。商业上，已将活性物添加至表面以便尝试生成反应性和随时间释放的材料。现有的两个例子是，HALOSHIELD，一种用于制造抗菌纺织品的基于缓慢释放氯的系统，以及TRIOSYN，一种季铵三碘化物(quaternary ammonium triodide)涂料。当被洗涤漂白时，经HALOSHIELD处理过的纺织品依赖于氯的替换。