一类具有抑制细菌、霉菌生长作用的可逆文物保护材料

文档序号：1655624 发布日期：2019-12-27 浏览：18次 >En<

阅读说明：本技术 一类具有抑制细菌、霉菌生长作用的可逆文物保护材料 (Reversible cultural relic protection material with function of inhibiting growth of bacteria and mold ) 是由黄晓章文锦罗宏杰陈学萍于 2019-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供一类具有抑制细菌、霉菌生长作用的可逆文物保护材料,所述可逆文物保护材料选自芳樟醇、莰烯、蒎烯、樟脑、龙脑、百里香酚、香豆素、乙基麦芽酚、环十二烷、环境温度下为固体且含有对甲基异丙基环己烷结构的化合物、固态环烷烃中的至少一种。本发明提供的可逆文物保护材料,制备及使用方法简单,有良好的抗菌效率,与此同时能够对文物起到临时固型作用。(The invention provides a reversible cultural relic protection material with the function of inhibiting the growth of bacteria and mold, which is selected from at least one of linalool, camphene, pinene, camphor, borneol, thymol, coumarin, ethyl maltol, cyclododecane, a compound which is solid at ambient temperature and contains a p-methyl isopropyl cyclohexane structure and solid cycloparaffin. The reversible cultural relic protection material provided by the invention is simple in preparation and use methods, has good antibacterial efficiency, and can play a temporary shape fixing role on the cultural relic.)

技术领域

本发明属于抗菌技术和文化遗产保护交叉领域，具体涉及多种抗菌涂层剂。

背景技术

天然植物香料是植物体内最重要的次生代谢产物，主要存在于植物体的花、叶和果中。其具有独特的理化性质，如其一定的刺激性能够使动物，尤其是人类的嗅觉系统产生较强烈应答，从而起到提示的作用；其相对较强的挥发性对香气的散发具有辅助促进作用，使分子更均匀迅速弥漫在空气中；其较高的渗透性能够深入多种材质的内部，并在其中达到缓慢扩散的效果。广泛应用于农业、环境、食品、医药等领域。常见的天然植物香料有玫瑰精油、茉莉精油、芳樟醇、薄荷醇、薄荷酮、柠檬烯、蒎烯、樟脑、龙脑和百里香酚等。

按照碳原子具有正四面体构型的学说，环己烷分子中的六个碳原子在键角(109.5°)保持不变的情况下，可以两种不同的空间形式，组成六元环，称为环己烷的船式构象和椅式构象。由于基团的相互作用的缘故，椅式构象稳定得多，常温下环己烷几乎完全是椅式构象。具有对甲基异丙基环己烷结构的化合物，甲基和异丙基呈反式结构，由于六元环的不稳定性，对甲基异丙基环己烷的衍生物通常具有一定的挥发性，部分衍生物，如薄荷醇、薄荷酮也具有刺激性，属于天然植物香料的一部分。

文化遗产物周边的环境状况十分复杂，在较潮湿的环境中文化遗产物表面常常会有细菌或真菌生长。因此，需要对文物进行抗菌处理。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供文物抗菌涂层剂。

在此，本发明提供多种类型的挥发性固体作为文物抗菌材料的应用，所述挥发性固体选自芳樟醇、莰烯、蒎烯、樟脑、龙脑、百里香酚、乙基麦芽酚、含有对甲基异丙基环己烷结构的化合物、固态环烷烃中的至少一种。

本发明提供的文物抗菌材料(抗菌涂层剂)，制备及使用方法简单，有良好的抗菌效率，与此同时能够对文物起到临时固型作用。

较佳地，所述环境温度下为固体且含有对甲基异丙基环己烷结构的化合物为式(I)化合物，

其中X选自-OH、F-、Cl-、Br-、I-、CH₃NH-、HSO₄-、-C(＝O)NHCH₂CH₃或R₅COO-，

R₅选自-CH(OH)CH₃、-CH₃中的任意一种。

较佳地，将所述文物抗菌材料加入压力喷罐后，涂覆于文物表面，形成抗菌涂层

较佳地，压力喷罐中还含有助推剂，所述文物抗菌材料与助推剂的质量比值为1～3。

较佳地，所述助推剂选自乙烷、丙烷和丁烷中的一种或多种。

较佳地，将所述文物抗菌材料熔融或溶于有机溶剂后，涂覆于文物表面，形成抗菌涂层。

较佳地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸乙酯、正己烷、环己烷或***中的一种或多种；优选为乙醇、异丙醇或环己烷。

较佳地，所述文物的材质选自金属材质、无机材质、有机材质中的任意一种。

本发明提供的文物抗菌材料可在文化遗产物表面形成涂层，甚至以渗透或扩散的方式进入文化遗产物内部，同时起到抗菌作用。该涂层还具有一定的力学强度，能够对文化遗产物进行一定的强化，并且在去除时不会对文化遗产物的结构和性质造成变化，去除后不会在文化遗产物本体有残留物。因此在文化遗产保护领域该涂层的使用尤为重要。而且这些文物抗菌材料的安全系数高，适量使用对文化遗产物，保护工作人员和周边环境几乎没有影响。

与现有技术相比，本发明提供了一种抗菌涂层剂，该抗菌涂层剂在对文物进行临时固型的同时，阻止文物原有菌类的生长，并阻止外源菌类的感染和侵蚀。抗菌涂层剂均为不溶于水，可控挥发，常温固态的化合物。该抗菌涂层剂制备方法简单，安全性好，抗菌效率高，并赋予了已有材料新的功能。

结果表明，该抗菌涂层剂形成的抗菌涂层对大肠杆菌等革兰氏阴性菌有一定的抑制作用，对青霉菌等真菌类生物的生长也具有一定的抑制作用。

具体实施方式

以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

本发明提供了多种抗菌涂层剂，该抗菌涂层剂的构成如下：常见天然植物香料和具有特征结构的化合物中的一种或多种。

本发明提供的抗菌涂层剂，在室外以及室内环境中，具有可控挥发的效果。

一些实施方式中，所述抗菌涂层剂选自芳樟醇、薄荷醇、莰烯、蒎烯、樟脑、龙脑、百里香酚、香豆素、乙基麦芽酚等天然植物香料中的一种或多种，优选为薄荷醇、百里香酚、香豆素。

一些实施方式中，所述抗菌涂层剂还选自在一定环境温度下为固体，且含有对甲基异丙基环己烷结构的化合物中的一种或多种。

该化合物可如式(I)所示：

X可选自F-、Cl-、Br-、I-、CH₃NH-、HSO₄-、-C(＝O)NHCH₂CH₃或R₅COO-。

其中R₅可选自-CH(OH)CH₃、-CH₃中的任意一种。

优选实施方式中，所述抗菌涂层剂选自乳酸薄荷酯(式(I)中X为-OOCCH(OH)CH₃)、乙酸薄荷酯(式(I)中X为CH₃COO-)和乙基薄荷烷甲酰胺((式(I)中X为-C(＝O)NHCH₂CH₃))。

当本发明的抗菌涂层剂有手性中心时，其可采用消旋体和手性异构体中的至少一种。

本发明提供的抗菌涂层剂还可以作为文物的临时固型材料，对文物起到可逆保护作用。

将本发明提供的抗菌涂层剂施加于文物上，对文物起到抗菌作用，同时起到临时固型作用。

当文物可移动时，可施加于其外表面。当文物不可移动时，可施加于其暴露面。

文物的材质没有特别限定，只要是不会被本发明的抗菌涂层剂损害的材质均可，例如可选自铜及其合金、铁及其合金等金属材质，陶器、瓷器、玻璃、琉璃、珐琅器等无机材质，木器、纸张、丝绸等有机材质和土壤、岩石等自然材质，优选为瓷器、玻璃、木器、纸张、土壤、岩石。

一些实施方式中，将抗菌涂层剂熔融后，涂覆于文物表面，凝固后形成抗菌涂层。

一些实施方式中，将抗菌涂层剂与有机溶剂物理混合后，涂覆于文物表面，进行干燥，得到抗菌涂层。所述干燥为将有机溶剂挥发，可以是自然干燥，也可以进行加热例如红外加热等。

所述涂层剂与有机溶剂的体积比值可为大于5的任意比例。

所述有机溶剂可选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸乙酯、正己烷、环己烷或***中的一种或多种，优选为乙醇、异丙醇或环己烷中的一种或多种。

上述涂覆的方式并没有特殊限制，本领域技术人员公知的涂覆方式即可。

所述涂覆的时间优选为5s～30min，更优选为20s～1min。

一些实施方式中，将抗菌涂层剂加入压力喷罐后，喷涂于文物表面，经干燥(例如自然干燥)得到抗菌涂层。

涂层剂与喷罐中的助推剂的质量比值可为1～3之间的任意比例。

所述助推剂可为能够溶解所述抗菌涂层剂且常压下能够汽化的流体，例如可选自乙烷、丙烷和丁烷中的一种或多种。

喷罐内部压力可为300-600kPa。

所得到的抗菌涂层与文物基体存在一定的相互作用，当需要对文物进行抗菌保护时，其具有良好的粘结性。当需要将文物提取并进行进一步修复时，其具有可控挥发的效果，可使抗菌涂层可控挥发而将其去除。将抗菌涂层去除方法可为：涂覆有抗菌涂层的文物放置于通风条件良好的地方任抗菌涂层剂自然升华，或者通过加热、鼓风加速所述抗菌涂层剂升华，或者通过低温、包覆塑料薄膜减缓所述抗菌涂层剂升华。上述加热的方法优选为红外加热。

在涂层被去除10日内，由于仍存在挥发蒸汽环绕在文化遗产物附近，仍能保持良好的抗菌性能，因此，可以用于文化遗产保护表面或内部的抗菌涂覆。

在本发明中，该抗菌涂层剂在对文物进行临时固型的同时，阻止文物原有菌类的生长，并阻止外源菌类的感染和侵蚀。抗菌涂层剂均为不溶于水，可控挥发，常温固态的化合物。该抗菌涂层剂制备方法简单，安全性好，抗菌效率高，并赋予了已有材料新的功能。

结果表明，该抗菌涂层剂形成的抗菌涂层在7天时间内对如大肠杆菌类的细菌具有抑制生长和部分杀灭作用，在30天时间内对如青霉菌类的霉菌具有抑制生长和部分杀灭作用。

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

实施案例1

实验组1

A)将薄荷醇在50℃温度下熔化，并制成1mm*1mm*1mm的立方体，等待其凝固。