[发明专利]具有抗细菌粘附和杀菌性能的高强度减反增透超疏水涂层及其制备方法

说明书

本发明公开具有抗细菌粘附和杀菌性能的高强度减反增透超疏水涂层及其制备方法。本发明减反增透超疏水涂层的制备方法，包括：1)将二氧化硅球形纳米粒子溶胶液喷涂到清洗后的透明基底表面，晾干；2)将氧化铜纳米粒子溶液与低表面能修饰的两种不同粒径的二氧化硅球形纳米粒子溶液进行混合超声，得到混合液；3)将步骤2)所得的混合液喷涂在步骤1)得到的基底上，晾干，形成具有抗细菌粘附和杀菌性能的高强度减反增透超疏水涂层。本发明制备方法简单，不需要任何后处理，在室温下即可制得，因此适用于不同基底及适合大规模生产等优点。另外，本发明减反增透超疏水涂层具有较好的透光率、较高的强度、良好的抗细菌粘附性能和优异的杀菌性能。

技术领域

本发明涉及涂层材料技术领域。更具体地，涉及一种具有抗细菌粘附和杀菌性能的高强度减反增透超疏水涂层及其制备方法。

背景技术

在我们的日常生活中，往往会有我们肉眼看不见的细菌粘附在材料的表面，这种细菌污染及其带来的感染风险会对人体健康产生不利影响。例如，医院中经常使用的医疗器械，监测/麻醉设备，手术台和呼吸机等表面都会成为细菌附着的表面，存在潜在的感染风险。而一旦这些表面被细菌污染，将显著促进病原体的传播。因此，近年来，抗菌涂层受到了科学家的广泛关注。细菌在材料表面繁殖的第一步是先粘附在材料表面，而研究人员发现超疏水表面可以有效地减少细菌的粘附。超疏水表面最初是受到荷叶表面的启发，是指水接触角大于150°，滚动角小于10°的表面。Privett等人(Privett,B.J.；Youn,J.；Hong,S.A.；Lee,J.；Han,J.；Shin,J.H.；Schoenfisch,M.H.,Antibacterial FluorinatedSilica Colloid Superhydrophobic Surfaces.Langmuir 2011,27(15),9597-9601.)报道了一种基于二氧化硅制备的超疏水表面，其水接触角为167°，涂层的表面对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的粘附性显着降低。

然而，通过构筑超疏水表面降低细菌粘附来实现抗菌是片面的，因为这种表面只是使粘附的细菌数量减少，并且超疏水表面抗细菌粘附的效果对细菌悬浮液的浓度存在阈值，当细菌悬浮液的浓度超过一定数值后超疏水表面便无法减少细菌的粘附。因此，制备双功能表面有着更重要的意义，即表面不仅具有抗细菌粘附性，而且还具有杀菌性，能够杀死表面已经粘附的少量细菌。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种具有抗细菌粘附和杀菌性能的高强度减反增透超疏水涂层的制备方法

本发明的第二个目的在于提供一种通过上述制备方法得到的具有抗细菌粘附和杀菌性能的高强度减反增透超疏水涂层。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种具有抗细菌粘附和杀菌性能的高强度减反增透超疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：

1)将二氧化硅球形纳米粒子溶胶液喷涂到清洗后的透明基底表面，晾干；

2)将氧化铜纳米粒子溶液与低表面能修饰的两种不同粒径的二氧化硅球形纳米粒子溶液进行混合超声，得到混合液；

3)将步骤2)所得的混合液喷涂在步骤1)得到的基底上，晾干，形成具有抗细菌粘附和杀菌性能的高强度减反增透超疏水涂层。

进一步，步骤1)中所述透明基底表面的清洗方法是先将透明基底进行超声水洗20-50min，然后用惰性气体吹干，再通过氧等离子体清洗3-10min。

其中，所述透明基底包括但不限于普通玻璃、透明塑料、聚合物基底、光学透镜、眼镜片、手术设备的显示屏、家用设备的屏幕、医用玻璃。

进一步，步骤1)中所述二氧化硅球形纳米粒子是粒径为10-80nm的二氧化硅球形纳米粒子，该粒径的二氧化硅球形纳米粒子有助于显著提高透明基底的透光率，赋予其优良的减反增透性能；