用于产生包含改进的磷光体的涂层的组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于产生具有抗微生物特性的涂层的可固化组合物，其包含：

【技术实现步骤摘要】
用于产生包含改进的磷光体的涂层的组合物


[0001]本专利技术涉及用于产生具有抗微生物特性的涂层的组合物、其用途以及由其产生的涂层和用其涂覆的物品。

技术介绍

[0002]人类每天都会暴露于成千上万的微生物，诸如细菌、真菌和病毒。许多这些微生物是有用的或甚至是必要的。然而，除了这些危害较小的代表外，还存在致病甚至致命的细菌、真菌和病毒。
[0003]微生物可以通过日常与他人互动和接触他人使用过的物品而传播。可以对表面进行抗微生物整饰(finish)，尤其是在卫生敏感区域。使用领域特别是在医院以及门诊健康和福利设施中的医疗设备和消耗品的表面。除了这些之外，在公共领域、在食品和饮料领域以及在动物饲养领域也存在表面。致病微生物的传播是当今护理部门和医学领域以及人类在封闭空间内活动的所到之处的大问题。目前一个特别的风险是对标准抗生素不敏感的所谓多重耐药细菌的出现增加。
[0004]为了降低病原体通过接触表面传播的风险，除了标准的卫生措施外，还使用了抗微生物技术和材料。化学物质或使用物理方法会对微生物的繁殖过程具有关键影响。物理方法包括，例如，热、冷、辐射或超声波等。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微生物的破坏极为有效，但它们仅具有短暂的效果，化学方法会促进耐药性的发展，且在某些情况下不适用于某些应用，因为它们会导致要保护表面的破坏。然而，特别是在化学有机物质的情况下，最大的缺点是对人类的危害或毒性。多年来一直被用作消毒剂的特定物质如甲醛现在被怀疑会引起癌症或对环境极其有害。
[0006]具有抗微生物作用的表面可以为解决这些问题做出重要贡献。现在产生这种抗微生物特性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得到纳米颗粒，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，因为几乎不可能评估这种重金属对人类和环境的长期影响。
[0007]例如，WO2019/197076公开了用包含氧化锑锡和氧化锰的层制得的颗粒。本领域技术人员知晓，所述抗微生物表面是由于金属的电化学特性而产生的，在存在水分的情况下，所述金属形成微型原电池，并且凭借微型电场产生杀菌作用。
[0008]同样已知的是，UV辐射可用于医学或卫生领域，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，以减少水中的兼性病原性微生物的数量。这优选地使用波长范围在200nm和280nm 之间的UV
‑
C辐射来完成。使用不同波长的电磁辐射应考虑到微生物、组织或细胞中存在的不同蛋白质、氨基酸/核酸(例如DNA或RNA)以及各个酸之间的肽键的不同吸收。例如，DNA/RNA对在200nm和300nm之间波长范围内的电磁辐射
有很好的吸收，对在250nm和280nm之间波长范围内的电磁辐射有特别好的吸收，所以这种辐射特别适合DNA/RNA的失活。因此可以用这种辐照灭活致病微生物(尤其是病毒、细菌、酵母菌、霉菌)。根据辐照的持续时间和强度，可以破坏DNA或RNA的结构。因此，代谢活性的细胞被灭活和/或它们的繁殖能力可以被消除。用UV辐射进行辐照的优点是微生物不能对其产生耐受性。然而，这些物理方法需要特定的设备，并且通常必须由受过培训的人员定期重复，这使得这些方法难以广泛使用。
[0009]此外，除了用源自UV辐射波长范围的电磁辐射直接辐照外，还已知“上转换(up
‑
conversion)”效应的利用。这使用磷光体颗粒，利用该磷光体颗粒，具有高于UV辐射的波长的电磁辐射，尤其是可见光或红外辐射的波长的电磁辐射可以被转换成具有较短波长的电磁辐射，从而可以通过单个磷光体颗粒实现具有期望效果的辐射发射。
[0010]DE 10 2015 102 427涉及一种发射在UV光波长范围内的电磁辐射的主体(body)。磷光体颗粒嵌入在主体中的近表面区域中的由其形成主体的材料内，或者嵌入主体上的涂层中。这里概括地陈述的所有内容是在加工过程中将磷光体颗粒直接添加到要在材料上形成的涂层中，其中特定材料应具有合适的稠度或粘度。DE 10 2015 102 427未提及合适的聚合物和添加剂。
[0011]US 2009/0130169 A1和WO 2009/064845 A2描述了可以被引入聚氯乙烯、丙烯酰基丁二烯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚苯乙烯或尼龙中的磷光体，其凭借磷光体的上转换特性杀死致病微生物。这些是在1800
‑
2900℃的温度下制备的磷光体。虽然US 2009/0130169 A1和WO 2009/064845 A2确实公开了包含具有声称的抗微生物作用的所述磷光体的组合物，但它们没有证明上转换特性或微生物实验的证据。这些文件中公开的方法不会产生具有上转换特性的磷光体，而是产生无定形和玻璃状产品。
[0012]此外，例如US 2009/0130169 A1和WO 2009/064845 A2未提及涂层组合物中组分的相容性和涂层表面例如油漆表面的性质。然而，涂层表面的外观对消费者来说是最重要的。
[0013]对涂料和油漆的要求是多种多样的。原则上，涂层或油漆涂层有两个任务或功能：保护性功能和装饰性功能。如果术语“涂层”仅应在下面说明，则这两种类型的涂料都适用。他们装饰、保护和保存木材、金属或塑料等材料。因此，一方面需要明亮且有光泽的涂层，另一方面需要连续的涂层，以确保化学和机械稳定性、在涂层上的一定滑动或特定感觉。
[0014]与WO 2009/064845 A2相比，尚未公开的专利申请EP 19202910.6和 PCT/EP2020/077798公开了表现出上转换的磷光体及其制备。这种磷光体可以将具有较低能量和在2000nm至400nm范围内、特别是在800nm至400 nm范围内的较长波长的电磁辐射转换成在400nm至100nm范围内、优选在300nm至200nm范围内的具有较高能量和较短波长的电磁辐射，因此结果是它们适合用作涂层中的抗微生物磷光体。
[0015]例如，尚未公开的欧洲专利申请EP 21157055.1描述了一种组合物，该组合物包含至少一种成膜聚合物、至少一种根据EP 19202910.6和PCT/ EP2020/077798的教导的上转换磷光体，任选存在的至少一种添加剂和任选的至少一种固化剂。据显示包含这些磷光体的涂层具有抗微生物作用，而不会显著损害其他性质，特别是储存稳定性。
[0016]然而，还发现通过根据EP 19202910.6和PCT/EP2020/077798的方法制备的磷光体表现出不均匀的粒径分布，这在将这些磷光体掺入涂层基质中时提出了特别的挑战。尽管
EP 21157055.1的教导导致了抗微生物涂层，但还希望能够增加磷光体的发射强度。
[0017]因此，本专利技术的目的是提供开始时指定类型的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于产生具有抗微生物特性的涂层的可固化组合物，其包含
‑
至少一种成膜聚合物，
‑
任选存在的至少一种添加剂，
‑
任选存在的至少一种固化剂，
‑
至少一种通式(I)的上转换磷光体A1‑
x
‑
y
‑
z
B*
y
B2SiO4:Ln
1x,
Ln
2z,
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
I其中x＝0.0001
–
0.0500；z＝0.0000或z＝0.0001至0.3000，条件是：y＝x+z；A选自由Mg、Ca、Sr和Ba组成的组；B选自由Li、Na、K、Rb和Cs组成的组；B*选自由Li、Na和K组成的组，其中B与B*相同或B与B*不同，优选地B与B*不同；Ln1选自由镨(Pr)、铒(Er)和钕(Nd)组成的组；Ln2选自钆(Gd)，其中所述磷光体已经使用至少一种含卤素的助熔剂制备。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所使用的所述助熔剂是选自卤化铵、碱金属卤化物、碱土金属卤化物和镧系元素卤化物的组中的至少一种物质。3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述卤化物是氟化物、溴化物或氯化物。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述碱金属是钠或锂。5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述镧系元素是镨。6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述碱土金属是钙。7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体已经掺杂有镨。8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体已经掺杂有镨并且共掺杂有钆。9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体是结晶硅酸盐或由掺杂有镧系元素离子的结晶硅酸盐组成，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。10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体是至少部分结晶的。11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体选自通式(Ia)的化合物：A1‑
x
‑
y
‑
z
B*
y
B2SiO4:Pr
x,
Gd
z,
ꢀꢀꢀꢀꢀ
Ia其中A选自由Mg、Ca、Sr、Ba组成的组；B选自由Li、Na、K、Rb和Cs组成的组；B*选自由Li、Na和K组成的组，其中B与B*相同或B与B*不同，优选地B与B*不同；x＝0.0001
–
0.0500；z＝0.0000或z＝0.0001至0.3000，条件是：y＝x+z。12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体选自通式(II)
的化合物(Ca1‑
a
Sr
a
)1‑
2b
Ln
b
Na
b
Li2SiO4ꢀꢀꢀꢀꢀ
II其中：Ln选自由镨、钆、铒、钕组成的组，优选选自镨；a＝0.0000至1.0000，优选0.0000至0.1000，尤其是0.0000；b＝0.0001至0.5000，优选0.0001至0.1000，尤其是0.0050至0.0500。13.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体选自通式(IIa)的化合物Ca1‑
2b
Pr
b
Na
b
Li2SiO4ꢀꢀꢀꢀ
(IIa)其中b＝0.0001至0.5000，优选0.0001至0.1000，尤其是0.0050至0.0500。14.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体是Ca
0.98
Pr
0.01
Na
0.01
Li2SiO4或Ca
0.94
Pr
0.03
Na
0.03
Li2SiO4。15.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体包括卤素，对应于所述助熔剂的卤化物。16.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述磷光体在用2000nm至400nm范围内、特别是800nm至400nm范围内的具有较低能量和较长波长的电磁辐射辐照时发射出400nm至100nm范围内、优选300nm至200nm范围内的具有较高能量和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1
·
103计数/(mm2*s)、优选高于1
·
104计数/(mm2*s)、特别优选高于1
·
105计数/(mm2*s)的强度。17.根据前述权利...

【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：