用于生产具有抗微生物性能的涂料的组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于生产具有抗微生物性能的涂料的可固化组合物，其包含

【技术实现步骤摘要】
用于生产具有抗微生物性能的涂料的组合物


[0001]本专利技术涉及用于生产具有抗微生物性能的涂料的可固化组合物、其用 途以及由其生产的涂料和用其涂布的制品。

技术介绍

[0002]人类每天都会接触数百万种微生物诸如细菌、真菌和病毒。这些微生 物中许多是有用的或者甚至是必需的。然而，除了这些危害较小的代表外， 还存在引起疾病甚至致命的细菌、真菌和病毒。
[0003]微生物可以通过与他人的日常交往以及接触他人使用过的物品来传播。 对表面尤其是在卫生敏感区域进行抗微生物整饰。使用领域特别是医院以 及门诊健康和福利设施中的医疗器械和消耗品的表面。除了这些之外，公 共领域、食品和饮料行业以及动物饲养中都存在这样的表面。迄今病原性 微生物的传播在护理行业和医学中以及大量人员在封闭空间中活动的任何 地方都是个大问题。目前特别的危险还有对标准抗生素不敏感的所谓的多 重耐药菌的增加的发生率。
[0004]为了降低病原体通过接触面传播的风险，除了标准的卫生措施外，还 应用了抗微生物技术和材料。化学物质或物理方法使用会对微生物的繁殖 过程产生至关重要影响。物理方法包括例如热、冷、辐射或超声等。在化 学方法中，卤素、金属离子、有机化合物和染料、有毒气体等是已知的。
[0005]尽管化学和物理方法在大多数情况下对破坏微生物极为有效，但它们 仅具有短期作用，促进耐药性的发展并且在某些情况下不适合某些应用， 原因是它们会导致待保护表面的破坏。然而，最大的缺点(特别是在化学有 机物质的情况下)是对人的危害或毒性。现在怀疑用作消毒剂多年的特定物 质(例如甲醛)会致癌或对环境极为有害。
[0006]具有抗微生物作用的表面可以为解决这些问题做出至关重要的贡献。 如今，产生这种抗微生物性能的标准方法主要使用掺入材料中的活性成分， 例如银颗粒、铜颗粒、其金属氧化物或季铵化合物。这通常涉及加工抗微 生物金属、金属氧化物或金属氧化物混合物以产生纳米颗粒，然后将它们 混合到油漆、涂料或聚合物材料中。金属颗粒的广泛使用是有问题的，原 因是几乎不可能评估该重金属对人类和环境的长期影响。
[0007]例如，WO 2019/197076公开了用同时包含氧化锑锡和氧化锰的层整饰 的颗粒。本领域技术人员意识到，抗微生物表面是由于金属的电化学特性 而产生的，在没有水分的情况下金属会形成微尺度的原电池并且由于微尺 度的电场而具有杀菌作用。
[0008]同样已知的是，UV辐射可以用于医学或卫生中，以便例如对水、气体 或表面进行消毒。例如，UV辐射长期以来一直用于饮用水处理以减少水中 可能的病原性微生物的数量。优选地，这使用在100nm至280nm之间的 波长范围内的UV
‑
C辐射来完成。不同波长电磁辐射的使用应考虑存在于 微生物、组织或细胞中的不同蛋白质、氨基酸/核酸(例如DNA)，以及各个 酸之间肽键的不同的吸收。例如，DNA在200nm至300nm之间的波长范 围内具有良好的电磁辐射吸收，特别是在250nm至280nm之间具有特别 良好的吸收，因此该辐射特别适
合于DNA。因此，可以用这种辐照将病原 性微生物(病毒、细菌、酵母、霉菌等)灭活。根据辐照的持续时间和强度， 可以破坏DNA的结构。因此，将代谢活性细胞灭活和/或可以消除它们的 复制能力。用UV光辐照的优点是微生物不能对其产生耐受性。
[0009]此外，除了用UV光的波长范围内的电磁辐射直接辐照外，称作上转 换(up
‑
conversion)的效应的利用也是已知的。这使用了荧光体颗粒，利用该 荧光体颗粒可以将波长高于UV光的电磁辐射、尤其是可见光或红外光转 换成波长更短的电磁辐射，使得可以通过各个荧光体颗粒实现具有所需效 果的辐射发射。
[0010]DE 10 2015 102 427涉及一种在UV光的波长范围内发射电磁辐射的主 体。荧光体颗粒包埋在主体的近表面区域形成主体的材料内或包埋在主体 上的涂层中。这里概括性地陈述的是，在处理过程中将荧光体颗粒直接添 加到待在材料上形成的涂层中，其中具体的活性成分应具有合适的稠度或 粘度。DE 10 2015 102 427没有提及合适的聚合物和添加剂。
[0011]US 2009/0130169 A1和WO 2009/064845 A2描述了可以引入聚氯乙烯、 丙烯酰基丁二烯、烯烃、聚碳酸酯、苯乙烯或尼龙中的荧光体，由于荧光 体的上转换性能而杀灭病原性微生物。这些是在1800℃至2900℃的温度下 制备的荧光体。此外，US 2009/0130169 A1公开了一种液体组合物，其包 含聚氨酯、丙烯酸酯聚合物和填料，以及任选存在的交联剂。US2009/0130169 A1解决了荧光体的抗微生物作用，但是没有讨论组分在涂料 组合物中的相容性或涂层表面例如油漆表面的性能。然而，涂层表面的外 观对于消费者而言至关重要。
[0012]US 2009/0130169 A1和WO 2009/064845 A2的确公开了包含所述荧光 体的组合物，该组合物声称具有抗微生物作用，但是既没有上转换性能的 证据也没有任何微生物学研究。其中公开的方法不会产生具有上转换性能 的荧光体，而是会产生无定形和玻璃状产物。

技术实现思路

[0013]对油漆和涂料的要求是多种多样的。原则上，油漆或涂料具有两个职 责或功能：保护功能和装饰功能。只要在下文中陈述了术语“油漆涂料”，则 意指两种类型的涂料。它们装饰、保护和保存诸如木材、金属或塑料的材 料。因此，一方面需要明亮且有光泽的油漆层，另一方面需要连续的涂层 以确保耐化学和机械性、涂层的一定表面滑爽性或特定的触觉性能。
[0014]因此，本专利技术解决的问题首先是提供规定类型的可固化组合物，通过 该组合物可以生产提供具有抗微生物的长期保护作用的涂料，而不会显著 损害其他性能、尤其是储存稳定性。
[0015]因此，该问题通过提出一种用于生产具有抗微生物性能的涂料的可固 化组合物来解决，所述组合物包含
[0016]‑
至少一种成膜聚合物，
[0017]‑
至少一种上转换荧光体，
[0018]‑
任选存在的至少一种添加剂，
[0019]‑
任选存在的至少一种固化剂，
[0020]其中所述荧光体选自理想化的通式(I)
[0021]A1‑
x
‑
y
‑
z
B*
y
B2SiO4:Ln
1x,
Ln
2z,
ꢀꢀ
(I)
[0022]其中
[0023]x＝0.0001
‑
0.05，z＝0或z＝0.0001至0.3且y＝x+z，
[0024]A选自Mg、Ca、Sr和Ba，
[0025]B选自Li、Na、K、Rb和Cs，
[0026]B*选自Li、Na和K，其中B与B*相同或B与B*不同，并且B和B* 优选不同，并且
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生产具有抗微生物性能的涂料的可固化组合物，其包含
‑
至少一种成膜聚合物，
‑
至少一种上转换荧光体，
‑
任选存在的至少一种添加剂，
‑
任选存在的至少一种固化剂，其中所述荧光体选自理想化的通式(I)A1‑
x
‑
y
‑
z
B*
y
B2SiO4:Ln
1x,
Ln
2z,
ꢀꢀꢀꢀ
(I)其中x＝0.0001
‑
0.05，z＝0或z＝0.0001至0.3且y＝x+z，A选自Mg、Ca、Sr和Ba，B选自Li、Na、K、Rb和Cs，B*选自Li、Na和K，其中B与B*相同或B与B*不同，并且B和B*优选不同，并且Ln1选自镨(Pr)、铒(Er)和钕(Nd)，Ln2任选地选自钆(Gd)。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述荧光体已经掺杂有镨。3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于所述荧光体已经掺杂有镨并且共掺杂有钆。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于所述荧光体是由结晶硅酸盐组成或由掺杂有镧系元素离子的结晶硅酸盐组成的固化熔体，其包含至少一种碱金属离子和至少一种碱土金属离子，优选地其特征在于所述结晶硅酸盐已经掺杂有镨并且任选地共掺杂有钆。5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于所述荧光体选自理想化的通式(Ia)A1‑
x
‑
y
‑
z
B*
y
B2SiO4:Pr
x,
Gd
z,
ꢀꢀꢀꢀ
(Ia)其中A＝Mg、Ca、Sr、Ba且B＝Li、Na、K、Rb、Cs，且其中，在式Ia中，x＝0.0001
‑
0.05，z＝0或z＝0.0001至0.3且y＝x+z，B*选自Li、Na和K，其用于平衡硅酸盐的电荷，其中B与B*相同或B与B*不同，并且B和B*优选不同。6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于所述荧光体选自通式(II)(Ca1‑
a
Sr
a
)1‑
2b
Ln
b
Na
b
Li2SiO4ꢀꢀꢀꢀ
II其中a＝0.0001至1，优选0.0001至0.1，b＝0.0001至1，优选0.0001至0.1，且Ln＝选自镨、钆、铒、钕的镧系元素离子，并且对于共掺杂这些中的至少一种，优选钆。7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于在用具有较低能量和在2000nm至400nm范围内、尤其是在800nm至400nm范围内的较长波长的电磁辐射辐照时，所述荧光体发射具有较高能量和在400nm至100nm范围内、优选在300nm至200nm范围内的较短波长的电磁辐射，其中具有较高能量和较短波长的电磁辐射的最大发射强度为至少1x103计
数/(mm2*s)、优选高于1x104计数/(mm2*s)、更优选高于1x105计数/(mm2*s)的强度。8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于根据式(II)的荧光体具有在23
°
2θ至27
°
2θ以及34
°
2θ至39.5
°
2θ范围内的XRPD信号。9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于所述成膜聚合物包含官能团，优选对含有异氰酸酯的固化剂或对催化剂具有反应性的酸性氢。10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于所述成膜聚合物选自与含有异氰酸酯的固化剂反应的羟基官能的丙烯酸酯聚合物、羟基官能的聚酯聚合物和/或羟基官能的聚醚聚合物、羟基官能的纤维素衍生物、氨基官能的天冬氨酸型聚合物或聚酯聚合物。11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于所述成膜聚合物具有低共振。12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于借助于双光束UV/VIS光...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：赢创运营有限公司，
类型：发明
国别省市：