[发明专利]非释放性抗菌材料及其应用

说明书

一种功能材料技术领域的非释放性抗菌材料及其应用，包括基材和固化在基材上的非释放性抗菌涂层；所述非释放性抗菌涂层通过涂层底物固化得到；所述涂层底物包括功能材料，所述功能材料通过聚硅氮烷材料与季铵盐抗菌剂物理混合改性或接枝改性得到。本发明具有稳定的抗菌杀菌效果，且对人体安全无毒害作用。

技术领域

本发明涉及的是一种功能材料领域的技术，具体是一种非释放性抗菌材料及其应用。

背景技术

抗菌是人类在21世纪面临的最艰巨的任务之一。据世界卫生组织(WHO)在2017年发布的年度报告，人类正进入“后抗生素时代”，形形色色的抗生素在带来快速疗效的同时也造就了全球泛滥的抗生素耐药性，世界各地治疗严重感染的能力正在逐渐减弱，各种“超级细菌”正在令多年来可以治愈的疾病再度变成致命。在各国政府提高抗生素使用门槛的大背景下，通过抗菌材料实现抗菌是当下材料学领域一个极大的热点。

本领域公知的，常见的抗菌杀菌材料包括季铵盐、阳离子聚合物、重金属离子或氧化物、纳米材料等，其中纳米材料及重金属类抗菌材料对人体的生理毒性尚有争议，而大多季铵盐和阳离子聚合物材料都是以释放的形式达到抗菌杀菌之目的，造成污染的同时也易对人体产生毒害作用。就实际应用来说，目前尚无一种既无需通过释放抗菌剂进行抗菌杀菌又能达到稳定抗菌杀菌作用的抗菌涂层材料。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种非释放性抗菌材料及其应用，具有稳定的抗菌杀菌效果，且对人体安全无毒害作用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种非释放性抗菌材料，包括基材和固化在基材上的非释放性抗菌涂层；

所述非释放性抗菌涂层通过涂层底物固化得到；

优选地，所述涂层底物包括功能材料，所述功能材料通过聚硅氮烷材料与季铵盐抗菌剂物理混合改性或接枝改性得到。

所述聚硅氮烷材料包括有机聚硅氮烷和无机聚硅氮烷中至少一种，所述聚硅氮烷材料的分子量Mw范围为500～10000。

优选地，所述涂层底物包括溶剂。溶剂的选择，必须不含醇、羧酸、胺、水这些质子溶剂，因为这些溶剂常温下和聚硅氮烷接触都会产生快速的化学反应生成氢气或氨气，从而使聚硅氮烷发生变质。另外，根据聚硅氮烷种类不同，可选择的溶剂也会有所不同，因为有机聚硅氮烷和无机聚硅氮烷的化学活性也不相同。

所述溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、异佛尔酮、环氧丙烷、正丁醚、石油醚、四氢呋喃、环戊烷、环己烷、正己烷、辛烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮中至少一种。

所述溶剂优选混合溶剂，包括三氯甲烷、正丁醚、石油醚、四氢呋喃、环己烷、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺中至少两种；

进一步地，所述溶剂优选弱极性溶剂(极性参数＜3)和较强极性溶剂(极性参数＞3)的混合体系；包括环己烷/二甲基甲酰胺(极性参数0.1/6.4)混合溶剂，正丁醚/乙酸乙酯(极性参数2.1/4.3)混合溶剂、正丁醚/乙酸丁酯/四氢呋喃(极性参数2.1/4/4.2)混合溶剂。本发明通过实验证实，弱极性溶剂和较强极性溶剂的合理搭配对本发明非释放性抗菌涂层的固化速度、固化后的涂层附着力及耐划伤性都有着积极的影响。另外本发明中通过硅氢加成反应得到季铵盐改性聚硅氮烷会在一定程度上牺牲涂层材料最终的附着力及耐划伤性，因此对本发明来说，通过合理选择溶剂来兼顾抗菌性和涂层力学可靠性至关重要，且对于解决其他聚硅氮烷基材料的使用性问题同样具有借鉴意义。