抗菌基材制造技术

提供了一种在基材上形成抗菌涂层的方法。该方法包括在形成基材外层的织物的纤维的空隙或间隙中消散和夹带(嵌入)磺化共聚物颗粒。磺化共聚物选自全氟磺酸聚合物组，如磺化四氟乙烯、聚苯乙烯磺酸盐、磺化嵌段共聚物、聚砜(如聚醚砜)、聚酮(如聚醚酮)、磺化聚芳醚及其混合物。该纤维包括一种热塑性聚合物，其熔点低于120oC，或45

【技术实现步骤摘要】
抗菌基材


[0001]本公开内容涉及一种具有抗菌活性的基材及其应用,所述基材为例如薄膜、织物材料等。

技术介绍

[0002]近年来，医院感染的增加发生率对病人和医护人员都有严重影响。医院感染通常起源于医院或长期护理环境。医院和其他医疗机构广泛使用局部应用的材料例如伤口敷料和帷帘，和/或无菌帷帘和物品，由于感染风险，这些材料在短期使用后需要被丢弃。除了局部应用，医院的HVAC系统通常在温暖、黑暗和潮湿的环境中运行，这种环境成为微生物的理想温床。
[0003]目前，需要用作寝具纺织品、手术帷帘、台纸、手术服、悬挂布单、连体工作服、清洁表面以及其他应用(例如空气和水过滤器)的具有持续、长期和内在的抗菌性能的材料。
[0004]专利技术概述
[0005]在第一方面，本公开涉及一种抗菌基材，所述基材的外层的至少一部分上具有涂层。所述涂层包括粉末状的磺化共聚物、基本上由粉末状的磺化共聚物组成或者由粉末状的磺化共聚物组成。所述磺化共聚物的离子交换能力为至少1.0meq/g，以在与所述磺化共聚物接触的120分钟内可将微生物浓度降低至少1log
10 CFU。所述粉末的平均粒径为10
‑
850μm。外层包括具有空隙的缠结的纤维,所述空隙的表面积的大小足以使粉末沉积在其中，所述纤维包括熔点低于120℃的热塑性聚合物。在将粉末沉积到空隙中后，将外层加热到低于120℃的温度，以使粉末陷入在空隙中，从而形成抗菌涂层。
[0006]在另一个方面，提供了一种在基材上制备抗菌涂层的方法。所述方法包括提供具有至少一个外层的层压结构体，所述外层包括具有空隙的缠结的纤维，所述纤维包括熔点低于120℃的热塑性聚合物。在下一步，将平均粒径为10
‑
850μm的粉末状的磺化共聚物分散到外层并沉积到外层的空隙中。磺化共聚物选自全氟磺酸聚合物例如磺化四氟乙烯、聚苯乙烯磺酸盐、磺化嵌段共聚物、聚砜(如聚醚砜)、聚酮(如聚醚酮)、磺化聚芳醚、及其混合物。最后，在外层上施加外部能量源，以使粉末熔结到空隙中，从而形成抗菌涂层。另外，也可以通过任何压延或粉点工艺，将聚合物颗粒进行粘结。
[0007]附图的简要说明
[0008]图1显示了具有多层的抗菌涂层结构的实施方案的横截面图，其中一个外层具有嵌入其中的磺化共聚物颗粒。
[0009]图2显示了抗菌结构的另一个实施方案的横截面图，其中该抗菌结构的两个外表面层均具有抗菌涂层。
[0010]图3显示了抗菌结构的又一个实施方案的横截面图，其中该抗菌结构的两个外表面层均涂覆有磺化共聚物颗粒。
[0011]专利技术详述
[0012]以下术语将在本说明书中使用。
[0013]“[A、B和C]中的至少一个(一种)”或“[A、B和C]中的任何一个(一种)”意味着其中的单个成员、其中的一个以上的成员或其中的成员的组合。例如，A、B和C中的至少一个(一种)包括例如仅有A、仅有B或仅有C，以及A和B、A和C、B和C，或A、B和C，或A、B和C的任何其他所有组合。
[0014]以“A、B或C”呈现的实施方案应被解释为包括仅有A、仅有B、仅有C、“A或B”、“A或C”、“B或C”或者“A、B或C”的实施方案。
[0015]“分子量”或Mw是指聚合物嵌段或嵌段共聚物的苯乙烯当量分子量(g/mol，kg/mol)。Mw可以用凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚苯乙烯校准物校准来测量，例如根据ASTM 5296
‑
19进行。GPC检测仪可以是紫外线或折射率检测仪或其组合。色谱仪使用市售的聚苯乙烯分子量标准物进行校准。使用如此校准的GPC测量的聚合物的Mw是苯乙烯当量分子量或表观分子量。此处表示的Mw是在GPC迹线的峰值处测量的，通常被称为苯乙烯当量“峰值分子量”，表示为Mp。
[0016]本文的“过滤器"是指用于过滤通过其的空气中的颗粒例如灰尘、花粉、病原体、病菌、微生物如霉菌等的装置，其具有空气渗透性的过滤介质或基材，用于诸如HVAC(加热、通风和空气调节)等的应用中。
[0017]“有效量”是指与抗菌基材的外表面接触时足以改变、破坏、灭活和/或中和微生物的量，例如足以消毒和杀死微生物的量。
[0018]“离子交换能力”或IEC是指聚合物中负责离子交换的总活性位点或官能团。IEC是“当量”或EW的倒数，当量是提供1摩尔可交换质子所需的聚合物的重量。IEC可以通过核磁共振或传统的酸碱滴定法测量(见《国际氢能杂志》第39卷第10期，2014年3月26日，第5054
‑
5062页，"阴离子选择膜的离子交换能力的测定")。
[0019]“微生物”是指包括细菌、古细菌、真菌(酵母和霉菌)、藻类、原生动物和病毒在内的具有微观尺寸的微生物。
[0020]“易磺化的”是指聚合物、聚合物嵌段、化合物、单体、低聚物等在常规用于磺化的条件下倾向于或敏感或能够与含硫化合物例如SO3、H2SO4等发生反应，其中磺化很可能发生以获得磺化产物。在一些实施方案中，“易磺化的”聚合物嵌段在磺化时磺化度为聚合物嵌段的>10mol％，或>20mol％，或>50mol％，或>60mol％，或>75mol％，以使聚合物嵌段具有>30mol％或>50mol％或>75mol％的磺酸或磺酸酯官能团。
[0021]“耐磺化的”是指在通常用于磺化的条件下各嵌段的磺化很少(如果有的话)，聚合物嵌段中的磺酸或磺酸酯官能团<10mol％，或<5mol％，或<2mol％，或<1mol％。
[0022]“表面pH值”是指基材(例如织物材料)的接触面上的pH值，该pH值是由表面结合的部分导致的。表面pH值可以用商业表面pH值测量仪来测量，例如来自德国Weiheim的WTW Scientific
‑
Technical Institute GmbH的SenTix
TM
Sur
‑
电极。
[0023]本公开内容涉及一种抗菌基材，例如织物材料，其中磺化共聚物粉末被沉积/嵌入到基材上，从而形成抗菌保护表面层。
[0024]抗菌粉末
[0025]抗菌材料是磺化共聚物，选自全氟磺酸聚合物例如磺化四氟乙烯、聚苯乙烯磺酸盐、磺化嵌段共聚物、聚砜例如聚醚砜、聚酮例如聚醚酮、磺化聚苯醚及其混合物。磺化共聚物是指具有磺酸基团的聚合物，所述磺酸基团为例如酸形式(
‑
SO3H，磺酸)或盐形式(
‑
SO3Na)的
‑
SO3，其具有在与嵌入基材的磺化共聚物接触的预定时间内杀死至少95％的微生物的抗菌性能。
[0026]磺化共聚物的特征是充分地或选择性被磺化，以基于单体单元的数量包含10
‑
100mol％的磺酸或磺酸盐官能团("磺化度")本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌基材，其在基材的至少一部分外层上具有涂层，其中：所述涂层包含粉末状的磺化共聚物，所述粉末的平均粒径为10
‑
850μm，所述磺化共聚物具有至少1.0meq/g的离子交换能力以在与所述磺化共聚物接触的120分钟内将微生物浓度降低至少1log
10 CFU；所述外层包含具有空隙的缠结的纤维，所述空隙的表面积的大小足以使所述粉末沉积到其中，和所述纤维包括熔点低于120℃的热塑性聚合物；和在将所述粉末沉积到空隙中后，将所述涂层加热到低于120℃的温度，以使所述粉末陷入在空隙中，从而形成抗菌涂层。2.根据权利要求1所述的抗菌基材，其中基于所述磺化共聚物中易磺化的单体单元或嵌段的数量，所述磺化共聚物被选择性磺化以含有10
‑
100mol％的磺酸或磺酸盐官能团，以使所述涂层材料在接触的30分钟内杀死至少95％的微生物。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的抗菌基材，其中所述磺化共聚物的离子交换能力IEC为>1.25meq/g。4.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的抗菌基材，其中所述磺化共聚物具有以下一般构型：A
‑
B
‑
A、(A
‑
B)
n
(A)、(A
‑
B
‑
A)
n
、(A
‑
B
‑
A)
n
X、(A
‑
B)
n
X、A
‑
D
‑
B、A
‑
B
‑
D、A
‑
D
‑
B
‑
D
‑
A、A
‑
B
‑
D
‑
B
‑
A、(A
‑
D
‑
B)
n
A、(A
‑
D
‑
B)
n
X、(A
‑
B
‑
D)
n
X或其混合物，其中n是0
‑
30的整数，X是偶联剂残基，每个A和D嵌段是耐磺化的聚合物嵌段，每个B嵌段是易磺化的；A嵌段选自：聚合的(i)对位取代的苯乙烯单体，(ii)乙烯，(iii)3
‑
18个碳原子的α烯烃，(iv)1,3
‑
环二烯单体，(v)氢化前乙烯基含量低于35mol％的共轭二烯单体，(vi)丙烯酸酯，(vii)甲基丙烯酸酯，和(viii)它们的混合物；B嵌段是乙烯基芳族单体；D嵌段是选自异戊二烯、1,3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：科腾聚合物荷兰有限责任公司，
类型：发明
国别省市：