一种速效抗菌抗病毒保护层的制备方法与流程

1.本发明属于抗菌抗病毒材料的技术领域，具体涉及一种速效抗菌抗病毒保护层的制备方法。


背景技术：

2.季铵盐类抗菌抗病毒材料具有抗菌活性高、性能稳定持久、残余毒性及对人体组织的刺激性低等优点，因而备受关注。目前市面上的消毒喷剂产品时效性差气味刺激同时需要隔段时间反复喷洒，常规消毒占用大量的人力和物力，因此，开发一款速效长效的消毒喷剂，能够形成抗菌抗病毒保护膜，提供持久防护很有必要。中国专利cn202010158219.x公开了一种纳米银抗菌喷涂成型的防护膜及其制备方法，其采用单一的无机纳米银抗菌涂料成型，虽具有一定的抗菌性能，但达不到速效抗菌抗病毒，且对膜的厚度有要求，导致用量高，成本高。再者，中国专利cn202010909992.5公开了一种表面抗菌膜及其制备方法，该专利申请需要将抗菌膜粘贴在物体表面，操作不便，损耗人力物力，有些特殊的表面存在粘合性的问题。因此，亟需研究开发一款操作简单，安全，无毒且具有速效稳定功能于一体的保护层。
3.鉴于此，本发明采用纳米银为核心，季铵盐为胶囊，同时结合高分子成膜剂，采用季铵盐正电荷吸附细菌，纳米银破坏细菌或病毒的dna或rna遗传物质，制备了一种速效抗菌抗病毒保护层。


技术实现要素：

4.针对现有的抗菌保护层存在的见效时间慢，操作不便，不能兼具速效抗菌抗病毒双重功效等缺陷，本发明提供了一种速效抗菌抗病毒保护层的制备方法，使得所制备抗菌抗病毒保护层的抗菌抗病毒功能速效稳定、操作方便，且效果很好等功能于一体，解决了现有保护层的缺陷，使用更加安全，避免人员感染。
5.本发明是通过如下技术方案实现的：
6.本发明提供一种速效抗菌抗病毒保护层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.(1)将双链季铵盐和纳米银溶液在温度60-70℃下进行搅拌均匀，然后加入水性溶剂，继续搅拌，得到均匀透明溶液，记为溶液a；
8.(2)搅拌条件下，向步骤(1)得到的溶液a中加入有机酸盐，得到透明溶液，在温度40～50℃下，继续搅拌20～30min，冷却至室温，得到溶液b；
9.(3)控制温度40℃～50℃，搅拌条件下，向溶液b中添加水性溶剂，同时将高分子成膜剂逐滴加入溶液b中，得到稳定、均匀的黄白色溶液c；
10.(4)将步骤(3)得到的溶液c通过擦拭或喷涂于物体表面，自然条件下晾干，即形成速效抗菌抗病毒保护层。
11.优选地，步骤(1)中所述双链季铵盐和纳米银溶液的质量体积比为(0.1
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3.0):(5-100)g/ml；所述双链季铵盐和水性溶液的质量体积比为(0.1
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3.0):(50-1000)g/ml。
12.进一步地，所述双链季铵盐为双十二烷基二甲基氯化铵、双十烷基二甲基氯化铵、双十烷基二甲基溴化铵、双十二烷基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的一种或多种的混合物。
13.本发明采用双链季铵盐与有机酸盐进行离子交换反应形成胶束，有利于纳米银的缓释作用，相对于一般的季铵盐或壳聚糖季铵盐形成的胶束更稳定，形成的抗菌抗病毒保护层的持久性更好。
14.优选地，所述纳米银溶液的浓度为100～1000ppm，所述纳米银溶液中的溶剂为蒸馏水、无水甲醇、无水乙醇中的一种或多种的混合物，纳米银的平均粒径为20～30nm。
15.优选地，步骤(2)中有机酸盐的加入量与双链季铵盐的质量比为(0.1
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1.0):(0.1-3.0)。
16.进一步地，所述有机酸盐为葡萄糖酸钠、山梨酸钾、苯甲酸钠、松香酸钠、油酸钠、十一烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、对羟基苯甲酸甲酯钠和十二烷基二苯醚二磺酸钠中的一种或多种的混合物。
17.优选地，步骤(3)中高分子成膜剂的加入量与双链季铵盐的质量比为 (0.1-3.0):(0.1-3.0)。
18.进一步地，所述高分子成膜剂为水溶性高分子丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯乳液和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种的混合物。
19.优选地，步骤(2)中所述搅拌的转速为800～1000rpm，步骤(3)中所述搅拌的转速为1200～1500rpm。
20.优选地，步骤(1)和步骤(3)中所述的水性溶剂为蒸馏水、无水甲醇、无水乙醇中的一种或多种的混合物。
21.与现有技术相比，本发明具有如下效果：
22.(1)采用双链季铵盐和有机酸盐进行离子交换反应形成胶束，对纳米银进行包裹，制备成胶束包裹的纳米银，再配合高分子成膜剂作为粘合剂制备成喷剂，喷洒在固体表面，水分蒸发后形成一层保护膜，双链季铵盐的速效抗菌抗病毒功能和胶束包裹的纳米银通过缓释作用提供更加持久的抗菌抗病毒性能，两者进行结合，使制备的速效抗菌抗病毒保护层具有速效和持久的抗菌抗病毒功能。
23.(2)本发明制备的抗菌抗病毒保护层应用广泛，对病毒及细菌均有快速高效的杀灭效果，应用于公共场所消毒处理，可以在一定程度减少或避免人员的交叉感染问题。本发明具有制备工艺简便、安全性高、成本低廉、效果很好等功能于一体，适合工业化大规模生产和应用。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本发明的范围。对于
相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
26.以下实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定；若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、或相关企业提出的标准要求进行。除非另有说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。
27.实施例1
28.本实施例提供一种速效抗菌抗病毒保护层的制备方法，包括如下步骤：
29.(1)将0.1g双十二烷基二甲基氯化铵和10ml的ag浓度为1000ppm的纳米银水溶液在温度60℃下进行搅拌均匀，然后向其加入100ml蒸馏水，继续搅拌，得到均匀透明溶液，记为溶液a；
30.(2)在800rpm转速的搅拌条件下，向步骤(1)得到的溶液a中加入 0.3g的十二烷基二苯醚二磺酸钠，得到透明溶液，在温度40℃下，继续搅拌 30min，冷却至室温，得到溶液b；
31.(3)控制温度40℃，转速1200～1500rpm的搅拌条件下，向溶液b中添加50ml的蒸馏水，同时将0.5g水溶性高分子丙烯酸酯乳液逐滴加入溶液b中，得到稳定、均匀的黄白色溶液c；
32.(4)将步骤(3)得到的抗菌抗病毒溶液c通过喷涂于5
×
5cm pp塑料表面，自然条件下晾干，即形成速效抗菌抗病毒保护层。
33.实施例2
34.本实施例提供一种速效抗菌抗病毒保护层的制备方法，包括如下步骤：
35.(1)将0.5g双十二烷基二甲基氯化铵和10ml的ag浓度为1000ppm的纳米银水溶液在温度60℃下进行搅拌均匀，然后向其加入100ml蒸馏水，继续搅拌，得到均匀透明溶液，记为溶液a；
36.(2)在800rpm转速的搅拌条件下，向步骤(1)得到的溶液a中加入 0.3g的十二烷基二苯醚二磺酸钠，得到透明溶液，在温度40℃下，继续搅拌 30min，冷却至室温，得到溶液b；
37.(3)控制温度40℃，转速1200～1500rpm的搅拌条件下，向溶液b中添加50ml的蒸馏水，同时将0.5g水溶性高分子丙烯酸酯乳液逐滴加入溶液b中，得到稳定、均匀的黄白色溶液c；
38.(4)将步骤(3)得到的抗菌抗病毒溶液c通过喷涂于5
×
5cm pp塑料表面，自然条件下晾干，即形成速效抗菌抗病毒保护层。
39.实施例3
40.本实施例提供一种速效抗菌抗病毒保护层的制备方法，包括如下步骤：
41.(1)将0.25g双十二烷基二甲基氯化铵和0.25g双十烷基二甲基氯化铵与10ml的ag浓度为1000ppm的纳米银水溶液在温度60℃下进行搅拌均匀，然后向其加入100ml蒸馏水，继续搅拌，得到均匀透明溶液，记为溶液a；
42.(2)在800rpm转速的搅拌条件下，向步骤(1)得到的溶液a中加入 0.3g的十二烷基二苯醚二磺酸钠，得到透明溶液，在温度40℃下，继续搅拌 30min，冷却至室温，得到溶液b；
43.(3)控制温度40℃，转速1200～1500rpm的搅拌条件下，向溶液b中添加50ml的蒸馏水，同时将0.5g水溶性高分子丙烯酸酯乳液逐滴加入溶液b中，得到稳定、均匀的黄白色溶
液c；
44.(4)将步骤(3)得到的抗菌抗病毒溶液c通过喷涂于5
×
5cm pp塑料表面，自然条件下晾干，即形成速效抗菌抗病毒保护层。
45.实施例4
46.本实施例提供一种速效抗菌抗病毒保护层的制备方法，包括如下步骤：
47.(1)将0.5g双十二烷基二甲基氯化铵与10ml的ag浓度为1000ppm的纳米银水溶液在温度60℃下进行搅拌均匀，然后向其加入100ml蒸馏水，继续搅拌，得到均匀透明溶液，记为溶液a；
48.(2)在800rpm转速的搅拌条件下，向步骤(1)得到的溶液a中加入 0.5g的十二烷基二苯醚二磺酸钠，得到透明溶液，在温度40℃下，继续搅拌30min，冷却至室温，得到溶液b；
49.(3)控制温度40℃，转速1200～1500rpm的搅拌条件下，向溶液b中添加50ml的蒸馏水，同时将0.5g水溶性高分子丙烯酸酯乳液逐滴加入溶液b中，得到稳定、均匀的黄白色溶液c；
50.(4)将步骤(3)得到的抗菌抗病毒溶液c通过喷涂于5
×
5cm pp塑料表面，自然条件下晾干，即形成速效抗菌抗病毒保护层。
51.实施例5
52.本实施例提供一种速效抗菌抗病毒保护层的制备方法，包括如下步骤：
53.(1)将0.5g双十八烷基二甲基氯化铵与10ml的ag浓度为1000ppm的纳米银水溶液在温度60℃下进行搅拌均匀，然后向其加入100ml蒸馏水，继续搅拌，得到均匀透明溶液，记为溶液a；
54.(2)在800rpm转速的搅拌条件下，向步骤(1)得到的溶液a中加入 0.5g的对羟基苯甲酸甲酯钠，得到透明溶液，在温度40℃下，继续搅拌 30min，冷却至室温，得到溶液b；
55.(3)控制温度40℃，转速1200～1500rpm的搅拌条件下，向溶液b中添加50ml的蒸馏水，同时将0.5g聚乙烯吡咯烷酮逐滴加入溶液b中，得到稳定、均匀的黄白色溶液c；
56.(4)将步骤(3)得到的抗菌抗病毒溶液c通过喷涂于5
×
5cm pp塑料表面，自然条件下晾干，即形成速效抗菌抗病毒保护层。
57.对比例1-3
58.对比例1-3的速效抗菌抗病毒保护层的制备方法与实施例2相同，不同之处仅在于：
59.在对比例1中省略双十二烷基二甲基氯化铵；
60.在对比例2中省略水溶性高分子丙烯酸酯乳液；
61.在对比例3中省略十二烷基二苯醚二磺酸钠。
62.将上述实施例和对比例制备的抗菌抗病毒保护层根据国际标准化组织标准 iso 21702-2019塑料和其他非多孔表面抗病毒活性的测定和iso 22196
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2011塑料制品表面抗菌性能评价方法进行测定，测试保护层的抗病毒性能和抗菌性能性能的检测，实施例1～4和对比例1～3的检测数据如表1所示。
63.表1
[0064][0065]
由表1检测结果可知，实施例1中效果表现的比较差，是双链季铵盐含量较低所致。在实施例2～5中制备的抗病毒抗菌保护层中，在实施例2和实施 4相比，有机酸盐量越多可能胶束的包裹作用越好，导致保护层的抗菌抗病毒效果变得相对稍弱。对比例1、对比例2和实施例2相比较说明单纯的使用纳米银速效抗菌抗病毒效果较差。
[0066]
将对比例2、对比例3和实施例2制备的样片，在水中浸泡24h，并在自然光下曝露7天后进行耐久性能测试，测试结果如表2所示。
[0067]
表2
[0068][0069][0070]
由表2可知，实施例2在自然条件下添加十二烷基二苯醚二磺酸钠和双十二烷基二甲基氯化铵形成的胶束包裹的纳米银喷剂形成的保护层具有好的耐持久性，7天自然条件下具有更好的抗菌抗病毒效果。对比例2中不含有高分子成膜剂，因此水性条件下抗菌材料发生了一定程度的流失，进而导致抗菌抗病毒性能的持久性效果表现的比较差。对比例3中不含有十二烷基二苯醚二磺酸钠导致双链季铵盐在水中也发生流失，导致抗菌抗病毒效果
严重下滑。因此，本发明制备的胶束包裹的纳米银具有很好的抗菌抗病毒效果，充分发挥了双链季铵盐和纳米银的抗菌抗病毒功能。解决了传统使用单一纳米银效果差，单一使用双链季铵盐持久性差的缺陷。
[0071]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。