一种耐久高活性抗菌抗病毒剂及其应用
阅读说明：本技术 一种耐久高活性抗菌抗病毒剂及其应用 (Durable high-activity antibacterial antiviral agent and application thereof ) 是由 陈广川 于红光 尹珊珊 于 2021-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及抗菌材料技术领域,具体涉及一种耐久高活性抗菌抗病毒剂及其应用,由以下质量份数的原料制备而成：抗菌抗病毒有效成分1-15份、有机溶剂50-70份、成膜剂20-50份、固化剂1-5份、香精1-5份。本发明所制备的抗菌抗病毒剂抗菌率及抗病毒率均达到99％以上同时具有优良的耐久性,无VOC气体挥发等优点。(The invention relates to the technical field of antibacterial materials, in particular to a durable high-activity antibacterial antiviral agent and application thereof, wherein the durable high-activity antibacterial antiviral agent is prepared from the following raw materials in parts by mass: 1-15 parts of antibacterial and antiviral active ingredient, 50-70 parts of organic solvent, 20-50 parts of film forming agent, 1-5 parts of curing agent and 1-5 parts of essence. The antibacterial and antiviral agent prepared by the invention has the antibacterial rate and the antiviral rate of over 99 percent, and has the advantages of excellent durability, no VOC gas volatilization and the like.)
技术领域
本发明涉及抗菌材料技术领域，具体涉及一种耐久高活性抗菌抗病毒剂及其应用。
背景技术
随着人们对现代生活品质的提高，人们越来越多的关注空气质量和生活环境，尤其是新冠疫情以来人们对健康卫生环境更加关注，各种抗菌抗病毒剂应运而生。
CN111528222A公开了一种纳米氧化锌抗菌抗病毒喷剂，该喷剂主要由纳米氧化锌、分散液、除醛剂、润湿剂、防冻剂、渗透剂和去离子水组成，但是该专利中并未对抗菌性、抗病毒性及持久型进行说明。
CN109287626A和CN109463380A公开了一种缓释型长效抗菌喷剂，该喷剂主要由银离子掺杂钨酸铋纳米颗粒、水玻璃、成膜助剂、抗老化剂、乳化剂、乙醇及去离子水组成，但是该喷剂喷涂后需要加热固化，这极大限制了其使用范围，不利于推广。
CN108077311A公开了一种防雾霾的抗菌喷剂，该喷剂主要由复合离子抗菌材料、成膜剂、增稠剂、纳米二氧化钛、植物提取剂、防腐剂、增溶剂、清凉剂及去离子水组成，但是该喷剂中含有无机纳米颗粒，喷洒与基材表面容易出现白色颗粒影响物体美观，因此限制的其使用范围。因此研发一种能够解决上述缺陷的耐久高活性抗菌抗病毒剂刻不容缓。
发明内容
针对现有抗菌抗病毒剂抗菌率及抗病毒率低、耐久性差等特点，本发明制备了一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，所制备的抗菌抗病毒剂抗菌率及抗病毒率均达到99％以上同时具有优良的耐久性，无VOC气体挥发等优点。
本发明提供的技术方案如下：
一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，所述抗病毒剂为喷剂，由以下质量份数的原料制备而成：抗菌抗病毒有效成分1-15份、有机溶剂50-70份、成膜剂20-50份、固化剂1-5份、香精1-5份。
所述的抗菌抗病毒有效成分为有机硅改性季铵盐、纳米银溶液、纳米无机抗菌颗粒、壳聚糖及天然植物提取液的一种或多种；
所述的纳米无机抗菌颗粒为纳米二氧化钛、氧化锌、钨酸铋、钼酸铋中的一种或多种，其粒径在5-40nm之间；
所述的纳米银溶液的制备方法如下：
S1:称取一定量的硝酸银，配制成0.001mol/L的水溶液；
S2:加入NaOH溶液，将硝酸银溶液调成PH 8；
S3:配制质量分数为1％的柠檬酸钠溶液；
S4：取上述50ml的硝酸银溶液逐渐加热至沸腾，然后缓慢加入5ml 1％柠檬酸钠溶液，滴加完毕后，搅拌30min后移除热源，待液体冷却至室温即可得到纳米银溶液。
所述的壳聚糖分子量为5-50万，脱乙酰度＞85；
所述的天然植物提取液中的植物为芦荟、黄芪、连翘、石榴皮、艾蒿、板蓝根中的一种或多种；
所述的植物提取液的制备方法如下：
S1:将植物洗净，加入蒸馏水浸泡20min，开小火慢煮至70-80℃；
S2:将上述溶液进行闷盖20min，进行过滤，即可得到相应的植物提取液。
所述的有机硅改性季铵盐型号HM-5540，广州佳尼斯有限公司。
所述的有机溶剂为乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、丙二醇甲醚(PM)中的一种；
所述的成膜剂为水性自干型成膜树脂，包括丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、聚氨脂树脂、有机硅树脂及聚乙烯醇中的一种或多种；
所述的固化剂为水性异氰酸酯固化剂；
所述的香精为水溶性工业香精，具体香型根据客户需求定制；
优选的，有机溶剂与成膜剂质量比为3:1。
本发明制备的耐久高活性抗菌抗病毒剂主要应用在玻璃、塑料、瓷砖、木板、金属等固体表面的抗菌抗病毒处理；
所述的抗菌抗病毒剂采取距离物体表面20-30cm喷涂于物体表面，控制喷施量为10-30㎡/L。
有益效果
本发明制备的一种耐久高活性抗菌抗病毒剂主要具备以下优点：
1.根据《消毒技术规范》，对冠状病毒GX-P2V抗病毒活性率≥99％；
2.根据《消毒技术规范》，对抗病毒剂进行悬液杀菌测试，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率≥99％；
3.25℃室温条件下自干时间≤30分钟，配方中改性树脂与环保溶剂的特殊配比保证良好成膜性的同时具有良好的自干性，通过有机溶剂与成膜剂比例的优化，成膜性与自干性达到平衡，使膜层兼具优良的成膜性和自干性，此抗病毒剂喷涂于物体表面后，无需烘烤，可在物体表面形成均一、结合力和硬度较好的抗病毒膜层；
4.使用的各类原材料无VOC有机污染物挥发；
5.本配方中固化剂与成膜剂特定的比例协同增强了抗病毒膜层的结合力，同时树脂良好的流平性使形成的膜层具有优异的致密性，经实验室加速老化实验测试，膜层牢固性时间≥6个月，抗病毒性能无显著降低；
6.采用天然绿色的有效成分及环保性溶剂作为原材料；
7.耐高温(80℃水煮24h无变化)；
8.耐酸、碱、盐(在pH＝4、pH＝12及20％盐溶液中浸泡24h，膜层完好无损)。
具体实施方式
实施例1
一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，所述抗病毒剂为喷剂，由以下质量份数的原料制备而成：抗菌抗病毒有效成分8份、有机溶剂60份、成膜剂20份、固化剂3份、香精3份。
所述的抗菌抗病毒有效成分为有机硅改性季铵盐、纳米银溶液、纳米无机抗菌颗粒、壳聚糖及天然植物提取液的一种或多种；
所述的纳米无机抗菌颗粒为纳米二氧化钛、氧化锌、钨酸铋、钼酸铋中的一种或多种，其粒径在5-40nm之间；
所述的纳米银溶液的制备方法如下：
S1:称取一定量的硝酸银，配制成0.001mol/L的水溶液；
S2:加入NaOH溶液，将硝酸银溶液调成PH 8；
S3:配制质量分数为1％的柠檬酸钠溶液；
S4：取上述50ml的硝酸银溶液逐渐加热至沸腾，然后缓慢加入5ml 1％柠檬酸钠溶液，滴加完毕后，搅拌30min后移除热源，待液体冷却至室温即可得到纳米银溶液。
所述的壳聚糖分子量为5-50万，脱乙酰度＞85；
所述的天然植物提取液中的植物为芦荟、黄芪、连翘、石榴皮、艾蒿、板蓝根中的一种或多种；
所述的植物提取液的制备方法如下：
S1:将植物洗净，加入蒸馏水浸泡20min，开小火慢煮至70-80℃；
S2:将上述溶液进行闷盖20min，进行过滤，即可得到相应的植物提取液。
所述的有机硅改性季铵盐型号HM-5540，广州佳尼斯有限公司。
所述的有机溶剂为乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、丙二醇甲醚(PM)中的一种；
所述的成膜剂为水性自干型成膜树脂，包括丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、聚氨脂树脂、有机硅树脂及聚乙烯醇中的一种或多种；
所述的固化剂为水性异氰酸酯固化剂；
所述的香精为水溶性工业香精，具体香型根据客户需求定制；
优选的，有机溶剂与成膜剂质量比为3:1。
实施例2
一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，所述抗病毒剂为喷剂，由以下质量份数的原料制备而成：抗菌抗病毒有效成分1份、有机溶剂65份、成膜剂30份、固化剂1份、香精5份。
所述的抗菌抗病毒有效成分为有机硅改性季铵盐、纳米银溶液、纳米无机抗菌颗粒、壳聚糖及天然植物提取液的一种或多种；
所述的纳米无机抗菌颗粒为纳米二氧化钛、氧化锌、钨酸铋、钼酸铋中的一种或多种，其粒径在5-40nm之间；
所述的纳米银溶液的制备方法如下：
S1:称取一定量的硝酸银，配制成0.001mol/L的水溶液；
S2:加入NaOH溶液，将硝酸银溶液调成PH 8；
S3:配制质量分数为1％的柠檬酸钠溶液；
S4：取上述50ml的硝酸银溶液逐渐加热至沸腾，然后缓慢加入5ml 1％柠檬酸钠溶液，滴加完毕后，搅拌30min后移除热源，待液体冷却至室温即可得到纳米银溶液。
所述的壳聚糖分子量为5-50万，脱乙酰度＞85；
所述的天然植物提取液中的植物为芦荟、黄芪、连翘、石榴皮、艾蒿、板蓝根中的一种或多种；
所述的植物提取液的制备方法如下：
S1:将植物洗净，加入蒸馏水浸泡20min，开小火慢煮至70-80℃；
S2:将上述溶液进行闷盖20min，进行过滤，即可得到相应的植物提取液。
所述的有机硅改性季铵盐型号HM-5540，广州佳尼斯有限公司。
所述的有机溶剂为乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、丙二醇甲醚(PM)中的一种；
所述的成膜剂为水性自干型成膜树脂，包括丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、聚氨脂树脂、有机硅树脂及聚乙烯醇中的一种或多种；
所述的固化剂为水性异氰酸酯固化剂；
所述的香精为水溶性工业香精，具体香型根据客户需求定制；
实施例3
一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，所述抗病毒剂为喷剂，由以下质量份数的原料制备而成：抗菌抗病毒有效成分15份、有机溶剂70份、成膜剂50份、固化剂1份、香精1份。
所述的抗菌抗病毒有效成分为有机硅改性季铵盐、纳米银溶液、纳米无机抗菌颗粒、壳聚糖及天然植物提取液的一种或多种；
所述的纳米无机抗菌颗粒为纳米二氧化钛、氧化锌、钨酸铋、钼酸铋中的一种或多种，其粒径在5-40nm之间；
所述的纳米银溶液的制备方法如下：
S1:称取一定量的硝酸银，配制成0.001mol/L的水溶液；
S2:加入NaOH溶液，将硝酸银溶液调成PH 8；
S3:配制质量分数为1％的柠檬酸钠溶液；
S4：取上述50ml的硝酸银溶液逐渐加热至沸腾，然后缓慢加入5ml 1％柠檬酸钠溶液，滴加完毕后，搅拌30min后移除热源，待液体冷却至室温即可得到纳米银溶液。
所述的壳聚糖分子量为5-50万，脱乙酰度＞85；
所述的天然植物提取液中的植物为芦荟、黄芪、连翘、石榴皮、艾蒿、板蓝根中的一种或多种；
所述的植物提取液的制备方法如下：
S1:将植物洗净，加入蒸馏水浸泡20min，开小火慢煮至70-80℃；
S2:将上述溶液进行闷盖20min，进行过滤，即可得到相应的植物提取液。
所述的有机硅改性季铵盐型号HM-5540，广州佳尼斯有限公司。
所述的有机溶剂为乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、丙二醇甲醚(PM)中的一种；
所述的成膜剂为水性自干型成膜树脂，包括丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、聚氨脂树脂、有机硅树脂及聚乙烯醇中的一种或多种；
所述的固化剂为水性异氰酸酯固化剂；
所述的香精为水溶性工业香精，具体香型根据客户需求定制；
实施例4
一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，所述抗病毒剂为喷剂，由以下质量份数的原料制备而成：抗菌抗病毒有效成分10份、有机溶剂50份、成膜剂40份、固化剂5份、香精5份。
所述的抗菌抗病毒有效成分为有机硅改性季铵盐、纳米银溶液、纳米无机抗菌颗粒、壳聚糖及天然植物提取液的一种或多种；
所述的纳米无机抗菌颗粒为纳米二氧化钛、氧化锌、钨酸铋、钼酸铋中的一种或多种，其粒径在5-40nm之间；
所述的纳米银溶液的制备方法如下：
S1:称取一定量的硝酸银，配制成0.001mol/L的水溶液；
S2:加入NaOH溶液，将硝酸银溶液调成PH 8；
S3:配制质量分数为1％的柠檬酸钠溶液；
S4：取上述50ml的硝酸银溶液逐渐加热至沸腾，然后缓慢加入5ml 1％柠檬酸钠溶液，滴加完毕后，搅拌30min后移除热源，待液体冷却至室温即可得到纳米银溶液。
所述的壳聚糖分子量为5-50万，脱乙酰度＞85；
所述的天然植物提取液中的植物为芦荟、黄芪、连翘、石榴皮、艾蒿、板蓝根中的一种或多种；
所述的植物提取液的制备方法如下：
S1:将植物洗净，加入蒸馏水浸泡20min，开小火慢煮至70-80℃；
S2:将上述溶液进行闷盖20min，进行过滤，即可得到相应的植物提取液。
所述的有机硅改性季铵盐型号HM-5540，广州佳尼斯有限公司。
所述的有机溶剂为乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、丙二醇甲醚(PM)中的一种；
所述的成膜剂为水性自干型成膜树脂，包括丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、聚氨脂树脂、有机硅树脂及聚乙烯醇中的一种或多种；
所述的固化剂为水性异氰酸酯固化剂；
所述的香精为水溶性工业香精，具体香型根据客户需求定制；
实施例5
一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，所述抗病毒剂为喷剂，由以下质量份数的原料制备而成：抗菌抗病毒有效成分5份、有机溶剂55份、成膜剂35份、固化剂2份、香精3份。
所述的抗菌抗病毒有效成分为有机硅改性季铵盐、纳米银溶液、纳米无机抗菌颗粒、壳聚糖及天然植物提取液的一种或多种；
所述的纳米无机抗菌颗粒为纳米二氧化钛、氧化锌、钨酸铋、钼酸铋中的一种或多种，其粒径在5-40nm之间；
所述的纳米银溶液的制备方法如下：
S1:称取一定量的硝酸银，配制成0.001mol/L的水溶液；
S2:加入NaOH溶液，将硝酸银溶液调成PH 8；
S3:配制质量分数为1％的柠檬酸钠溶液；
S4：取上述50ml的硝酸银溶液逐渐加热至沸腾，然后缓慢加入5ml 1％柠檬酸钠溶液，滴加完毕后，搅拌30min后移除热源，待液体冷却至室温即可得到纳米银溶液。
所述的壳聚糖分子量为5-50万，脱乙酰度＞85；
所述的天然植物提取液中的植物为芦荟、黄芪、连翘、石榴皮、艾蒿、板蓝根中的一种或多种；
所述的植物提取液的制备方法如下：
S1:将植物洗净，加入蒸馏水浸泡20min，开小火慢煮至70-80℃；
S2:将上述溶液进行闷盖20min，进行过滤，即可得到相应的植物提取液。
所述的有机硅改性季铵盐型号HM-5540，广州佳尼斯有限公司。
所述的有机溶剂为乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、丙二醇甲醚(PM)中的一种；
所述的成膜剂为水性自干型成膜树脂，包括丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、聚氨脂树脂、有机硅树脂及聚乙烯醇中的一种或多种；
所述的固化剂为水性异氰酸酯固化剂；
所述的香精为水溶性工业香精，具体香型根据客户需求定制；
对比例1
本对比例提供了一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，除了原料中未添加抗菌抗病毒有效成分外，其他条件和实施例1完全相同。
对比例2
本对比例提供了一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，除了原料中未添加成膜剂外，其他条件和实施例1完全相同。
对比例3
本对比例提供了一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，除了原料中未添加固化剂外，其他条件和实施例1完全相同。
对比例4
本对比例提供了一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，除了原料比例不同外，其他条件和实施例1完全相同。该对比例原料包括以下质量份数的组分：抗菌抗病毒有效成分8份、有机溶剂60份、成膜剂10份、固化剂3份、香精3份。
对比例5
本对比例提供了一种耐久高活性抗菌抗病毒剂，除了原料比例不同外，其他条件和实施例1完全相同。该对比例原料包括以下质量份数的组分：抗菌抗病毒有效成分8份、有机溶剂60份、成膜剂60份、固化剂3份、香精3份。
将上述实施例和对比例所述抗病毒剂喷施于金属表面，控制喷施量为60-90㎡/L。喷施后待膜层干燥后进行如下性能测试：对冠状病毒GX-P2V抗病毒活性率、对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率、抗病毒剂膜层耐腐蚀性、硬度、附着力；
分别将上述实施例和对比例所述抗病毒剂喷施于金属表面，控制喷施量为20㎡/L。喷施后待膜层干燥后分别经过80℃水煮24h、在pH＝4、pH＝12及20％盐溶液中浸泡24h，之后检测膜层对冠状病毒GX-P2V抗病毒活性率。
分别将上述实施例和对比例所述抗病毒剂喷施于金属表面，控制喷施量为20㎡/L。喷施后待膜层干燥后分别经过80℃水煮24h、在pH＝4、pH＝12及20％盐溶液中浸泡24h，之后检测膜层对大肠杆菌的抗菌率。
分别将上述实施例和对比例所述抗病毒剂喷施于金属表面，控制喷施量为20㎡/L。喷施后待膜层干燥后分别经过80℃水煮24h、在pH＝4、pH＝12及20％盐溶液中浸泡24h，之后检测膜层对金黄色葡萄球菌的抗菌率。
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