阅读说明：本技术 一种抗菌、抗污喷剂及其制备方法 (Antibacterial and anti-fouling spray and preparation method thereof ) 是由 董阿力德尔图 青格乐 高天一 于 2020-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种抗菌、抗污喷剂及其制备方法。所述喷剂由结构式为(Ⅰ)的物质和乙酸丁酯按质量份配比1：20-90制备而得,其中结构式(Ⅰ)的物质n：m＝2-3：100。该喷剂的制备方法包括：将甲基丙烯酸六氟丁酯、N-乙烯基吡咯烷酮和引发剂过硫酸钾加入到蒸馏水中,在N<Sub>2</Sub>保护下,聚合；反应结束后,抽滤,洗涤,干燥,得到粉末状树脂；浸渍在碘溶液中,络合；过滤,在正庚烷中浸泡、洗涤、除去残留的碘,干燥,得到产物；将产质和乙酸丁酯按质量份配比混合,即可制备成抗菌、抗污喷剂。该抗菌抗污喷剂分子量可控,应用方便,抗菌抗污能力强,广泛应用于抗菌和抗污相关领域,具有很高的商业潜能。<Image he="676" wi="650" file="DDA0002570160590000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>(The invention relates to an antibacterial and anti-fouling spray and a preparation method thereof. The spray is prepared from a substance with a structural formula (I) and butyl acetate according to the mass part ratio of 1:20-90, wherein the substance n of formula (i): m is 2-3: 100. the preparation method of the spray comprises the following steps: adding hexafluorobutyl methacrylate, N-vinyl pyrrolidone and an initiator potassium persulfate into distilled water, and reacting in the presence of N 2 Polymerizing under protection; after the reaction is finished, performing suction filtration, washing and drying to obtain powdery resin; soaking in iodine solution for complexing; filtering, soaking in n-heptane, washing, removing residual iodine, and drying to obtain product; mixing the product with butyl acetate according to the mass ratio to prepare the antibacterial and anti-fouling agentA spray agent. The antibacterial anti-fouling spray has controllable molecular weight, convenient application, strong antibacterial and anti-fouling capability, is widely applied to the relevant fields of antibacterial and anti-fouling, and has very high commercial potential.)

一种抗菌、抗污喷剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及抗菌、抗污领域，具体涉及一种抗菌、抗污喷剂及其制备方法。

背景技术

随着人类生活水平的提高，人们对服装、卫生用品、日用品、公共设施、食品和药品包装等耐用消耗品的抗菌、抗污性有了较高要求。细菌的粘附是细菌定殖或增殖以及细菌生物膜形成的第一步，细菌生物膜的形成是引起疾病与环境问题的重要原因。因此，许多公共场合触摸频繁的部位都会成为细菌的“污染源”和“传播源”。特别是近些年来由于滥用抗生素而陆续出现耐药性的超级细菌，更是导致了全球性的抗生素危机。据世界卫生组织统计资料，因感染而死亡的人数占全部死亡人数的第二位，而在全球感染死亡人数中，发展中国家几乎占到了50％，其中细菌性感染尤为常见。因此，研发广谱高效、持久可再生的新型抗菌产品显得迫在眉睫。

抗菌产品是指在产品中加入抗菌物质，使抗菌产品本身具有抗菌性，可在一定时间内将沾污在产品上的细菌杀死或抑制，还能驱除细菌防止细菌黏附于材料表面，从而能防止生物膜的形成。迄今为止，已经证实了含化学成分(如季铵盐、纳米银和抗菌肽)的表面，能有效的抗病原性细菌，与常规的化学和物理方法相比，使用抗菌产品杀菌时效长，既经济又方便。聚维酮碘是聚乙烯吡咯烷酮与碘的络合物,具有抗菌谱广、杀菌力强、无味无臭、无刺激、无耐药性、毒性低等特点,对细菌、真菌、原虫和病毒均有杀灭作用。其杀菌机理主要是通过与病原微生物的细胞接触,缓慢释放出的碘分子，破坏细胞膜及蛋白质而起杀菌作用。但聚维酮碘水溶性优良，对光、热稳定性差，尤其是PH的变化最为明显，若将其直接应用于材料表面抗菌抗污领域，由于其在潮湿、水环境、强光、热稳定性差、PH值变化的环境，极其易流失碘而降低效率。这在一定程度上限制了其应用。综合国内外期刊和文献资料，我们未发现将聚维酮碘的诸多优点引入至抗菌抗污材料表面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：

本发明的目的是提供一种抗菌、抗污喷剂及其制备方法和应用。参见图1。该抗菌、抗污材料通过引入低表面能疏水含氟材料—甲基丙烯酸六氟丁酯和杀菌剂—N-乙烯基吡咯烷酮，通过上述两种物质聚合，使该材料同时具备抗菌、抗污性能。该抗菌抗污材料分子量可控，将其溶解到乙酸乙酯中制成喷剂，应用方便，抗菌抗污能力强，广泛应用于抗菌和抗污相关领域，具有很高的商业潜能。

本发明所采用的技术方案：

一种抗菌、抗污喷剂，所述喷剂由结构式为(Ⅰ)的物质和乙酸乙酯按质量份配比制备而得，

其中：n:m＝2～3:100

结构式为(Ⅰ)的物质和乙酸乙酯的质量份配比为1:20-90。

进一步地，所述结构式为(Ⅰ)的物质和乙酸乙酯的质量份配比为1:60。

一种抗菌、抗污喷剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将甲基丙烯酸六氟丁酯、N-乙烯基吡咯烷酮和引发剂过硫酸钾加入到蒸馏水中，在N₂保护下，温度为60℃-80℃下，搅拌，反应90-150min；

2)反应结束后，抽滤，洗涤，真空干燥，得到粉末状树脂；

3)将步骤2)中获得的粉末状树脂浸渍在浓度为10-14g/L碘溶液中，在温度为60℃下，搅拌，络合反应8-15小时；

4)反应结束后，过滤，在正庚烷中浸泡24小时，庚烷洗涤3-5次，除去残留的碘，真空干燥，得到所述结构式为(Ⅰ)的物质。

5)将步骤4)中结构式为(Ⅰ)的物质和乙酸乙酯按重量份配比制成喷剂。

进一步地，所述步骤1)中甲基丙烯酸六氟丁酯和N-乙烯基吡咯烷酮质量比为(1.5-3):1，引发剂用量为甲基丙烯酸六氟丁酯和N-乙烯基吡咯烷酮质量之和的0.49-0.78％。

进一步地，所述步骤1)中反应温度为70℃，反应时间为120min。

本发明所获得的有益效果：

1.本发明通过引入聚维酮碘，可以使材料表面呈现强效抗菌，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌杀菌效率达99％以上。通过疏水单体改性，使材料在潮湿、水环境、强光、PH值变化等环境，均可表现出长效抗菌性。

2.本发明通过引入疏水性单体—甲基丙烯酸六氟丁酯，材料表面能降低，可使材料表面具有较强的抗污功能。

3.本发明将产物制成喷剂，在服装、卫生用品、日用品、公共设施、食品和药品包装等均可应用，应用领域广泛。

附图说明

图1.P(NVP-HFBMA)-I₂合成工艺及其表面抗菌和防污涂层的示意图；

图2.抗污效率效果图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的内容，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1

本发明由结构式(Ⅰ)的物质和乙酸丁酯按质量份配比配制成的抗菌、抗污喷剂。

本发明上述抗菌、抗污喷剂的制备方法，其详细步骤如下：

1)将7.4mL甲基丙烯酸六氟丁酯和6.4mL N-乙烯基吡咯烷酮加入到100mL蒸馏水中，加入0.08g过硫酸钾。在N₂保护下，温度为60℃下，搅拌，反应150min；2)反应结束后，抽滤，洗涤，真空干燥，得到粉末状树脂；3)取0.5g步骤2)中获得的粉末状树脂浸渍在浓度为12g/L的50mL的碘溶液中，在温度为60℃下，搅拌，络合反应8小时；4)反应结束后，过滤，在正庚烷中浸泡24小时，庚烷洗涤3-5次，除去残留的碘，真空干燥，得到产物P(NVP-HFBMA)-I₂；5)将10mg第二步产物溶解在200mg乙酸乙酯中制成抗菌抗污喷剂。

实施例2

本发明由结构式(Ⅰ)的物质和乙酸丁酯按质量份配比配制成的抗菌、抗污喷剂。

本发明上述抗菌、抗污喷剂的制备方法，其详细步骤如下：

1)将7.4mL甲基丙烯酸六氟丁酯和6.4mL N-乙烯基吡咯烷酮加入到100mL蒸馏水中，加入0.13g过硫酸钾。在N₂保护下，温度为80℃下，搅拌，反应90min；2)反应结束后，抽滤，洗涤，真空干燥，得到粉末状树脂；3)取0.5g步骤2)中获得的粉末状树脂浸渍在浓度为12g/L的50mL的碘溶液中，在温度为60℃下，搅拌，络合反应15小时；4)反应结束后，过滤，在正庚烷中浸泡24小时，庚烷洗涤3-5次，除去残留的碘，真空干燥，得到产物P(NVP-HFBMA)-I₂；5)将10mg第二步产物溶解在900mg乙酸乙酯中制成抗菌抗污喷剂。

实施例3

本发明由结构式(Ⅰ)的物质和乙酸丁酯按质量份配比配制成的抗菌、抗污喷剂。

本发明上述抗菌、抗污喷剂的制备方法，其详细步骤如下：

1)将14.8mL甲基丙烯酸六氟丁酯和6.4mL N-乙烯基吡咯烷酮加入到100mL蒸馏水中，加入0.13g过硫酸钾。在N₂保护下，温度为60℃下，搅拌，反应150min；2)反应结束后，抽滤，洗涤，真空干燥，得到粉末状树脂；3)取0.5g步骤2)中获得的粉末状树脂浸渍在浓度为12g/L的50mL的碘溶液中，在温度为60℃下，搅拌，络合反应8小时；4)反应结束后，过滤，在正庚烷中浸泡24小时，庚烷洗涤3-5次，除去残留的碘，真空干燥，得到产物P(NVP-HFBMA)-I₂；5)将10mg第二步产物溶解在900mg乙酸乙酯中制成抗菌抗污喷剂。

实施例4

本发明由结构式(Ⅰ)的物质和乙酸丁酯按质量份配比配制成的抗菌、抗污喷剂。

本发明上述抗菌、抗污喷剂的制备方法，其详细步骤如下：

1)将14.8mL甲基丙烯酸六氟丁酯和6.4mL N-乙烯基吡咯烷酮加入到100mL蒸馏水中，加入0.21g过硫酸钾。在N₂保护下，温度为80℃下，搅拌，反应90min；2)反应结束后，抽滤，洗涤，真空干燥，得到粉末状树脂；3)取0.5g步骤2)中获得的粉末状树脂浸渍在浓度为12g/L的50mL的碘溶液中，在温度为60℃下，搅拌，络合反应15小时；4)反应结束后，过滤，在正庚烷中浸泡24小时，庚烷洗涤3-5次，除去残留的碘，真空干燥，得到产物P(NVP-HFBMA)-I₂；5)将10mg第二步产物溶解在900mg乙酸乙酯中制成抗菌抗污喷剂。

实施例5

本发明由结构式(Ⅰ)的物质和乙酸丁酯按质量份配比配制成的抗菌、抗污喷剂。

本发明上述抗菌、抗污喷剂的制备方法，其详细步骤如下：

1)将7.4mL甲基丙烯酸六氟丁酯和6.4mL N-乙烯基吡咯烷酮加入到100mL蒸馏水中，加入0.08g过硫酸钾。在N₂保护下，温度为70℃下，搅拌，反应120min；2)反应结束后，抽滤，洗涤，真空干燥，得到粉末状树脂；3)取0.5g步骤2)中获得的粉末状树脂浸渍在浓度为12g/L的50mL的碘溶液中，在温度为60℃下，搅拌，络合反应8小时；4)反应结束后，过滤，在正庚烷中浸泡24小时，庚烷洗涤3-5次，除去残留的碘，真空干燥，得到产物P(NVP-HFBMA)-I₂；5)将10mg第二步产物溶解在600mg乙酸乙酯中制成抗菌抗污喷剂。

实施例6

本发明由结构式(Ⅰ)的物质和乙酸丁酯按质量份配比配制成的抗菌、抗污喷剂。

本发明上述抗菌、抗污喷剂的制备方法，其详细步骤如下：

1)将14.8mL甲基丙烯酸六氟丁酯和6.4mL N-乙烯基吡咯烷酮加入到100mL蒸馏水中，加入0.13g过硫酸钾。在N₂保护下，温度为70℃下，搅拌，反应120min；2)反应结束后，抽滤，洗涤，真空干燥，得到粉末状树脂；3)取0.5g步骤2)中获得的粉末状树脂浸渍在浓度为12g/L的50mL的碘溶液中，在温度为60℃下，搅拌，络合反应8小时；4)反应结束后，过滤，在正庚烷中浸泡24小时，庚烷洗涤3-5次，除去残留的碘，真空干燥，得到产物P(NVP-HFBMA)-I₂；5)将10mg第二步产物溶解在600mg乙酸乙酯中制成抗菌抗污喷剂。

上述实施例1-6中所得抗菌抗污喷剂的抗菌效率如表1所示：

表1.抗菌抗污喷剂的抗菌效率

上述实施例1-5中所得抗菌抗污喷剂的抗污效果图如图2所示，当材料表面喷上喷剂后具有较强的抗污功能。