[发明专利]内置抗菌塑料树脂及其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

依据美国专利法119条(e)，本申请是非临时专利申请，其要求申请号为62/124973，申请日为2015年1月9日，名称为“内置抗菌塑料树脂及其制备和组成”的美国临时申请的优先权。通过全部引用非临时申请的第0001-0036段和权利要求1-10和权利要求12-20被包含于本文中。

技术领域

本发明涉及抗菌塑料树脂及其制备方法，特别地，涉及内置的、不含杀生物剂和安全使用的抗菌塑料树脂及其制备方法。

背景技术

虽然有在附着到基质后通过一些机理如抑制细胞壁、核酸、蛋白质的合成和细胞代谢的最终破坏(Murray et al.Medical Microbiology,4th ed；Mosby:St Louis,2002)而杀死微生物的杀生物作用，但是仍有更多其他天然微生物预防策略可以应用到聚合物表面。虽然也有可能有其他方法，一个非常好的示范实例是来源于虾的天然多糖-壳聚糖的内在抗菌性能(Chung et al.Acta Pharmacol.Sin.2004,25,932)。最常见的抗菌产品通过杀生物作用采用杀菌作为策略，因此细菌预防效果很大程度取决于必须从内部基质迁移到表面的可浸出的杀生物剂的释放和补充。杀生物剂必须从表面消散以杀死微生物，对于之后的微生物接触剩下较少的抗菌效果。这意味着微生物保护不是经久的，具有固定的保质期。此外，随着时间延长，如果杀生物行动不是立即的，或者如果杀生物剂的剂量不足在低于最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)的水平，基质上吸附的微生物会逐渐适应该表面。每个细菌分离群都有其特定的MIC或MBC。这有助于选择抗杀生物剂的微生物。

WO2005021626公开了通过与有机抗菌添加剂混合的用于丙烯酸聚合物的内置抗菌配方的文章。

US20140008324公开了用于处理塑料基板的方法，包括注射成型、热成型或挤出的至少一种，内部具有无机抗菌微粒子，然后利用等离子体刻蚀，这导致去除基底表面的一部分，从而使基底内的材料暴露出来。

光催化剂，如ZnO和TiO₂，对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌具有杀菌效果，它们只有在紫外光照射下才工作。(Dhanalakshmi et al.Mater.Express 2013,3,291)。

其他使用通过利用阳离子聚合物如壳聚糖、天然多糖的静电方法。壳聚糖的杀菌作用以细菌的带负电荷的细胞膜为目标。细菌优先吸附在聚合物表面，并且强附着力导致细胞渗透性逐渐增加，由于细胞膜的电荷分布的畸变最终导致细胞内分解(Chang et al.J.Agric.Food Chem.2012,60,1837)。然而，这种方法并不是普遍适用于具有不同细胞膜电荷的广谱细菌，一些细菌可以带正电。

另一方面，发现低分子量的壳聚糖聚合物能够通过多孔膜扩散并渗透进入细胞，与DNA形成稳定的复合物。这随后阻止了DNA转录活动，从而导致细菌的增殖的抑制甚至细菌的死亡(Kenawy et al.Biomacromolecules 2007,8,1359)。

另一种杀生物方法需要复杂的纳米特征和图案地形特征，例如纳米柱，可以在昆虫翅膀上找到(Pogodin et al.Biophys.J.2013,104,835)。

DE196060113披露了一种不含杀生物剂的涂料，所述涂料不含基于有机官能团硅烷和氟代有机硅烷和/或他们的水解产物和/或缩聚产物的杀生物剂，但该发明仅限于涂料，其适合作用于金属基底，比如铝箔。

所有这些都迎合通过永久且稳定地形成于商品塑料制品的表面并防止细菌的附着和积累的防菌层的新方法的开发。这和/或结合杀生物方法克服了伴随传统表面涂料发生的所有缺点。

一种可行的防污结构是通过ζ电势可以通过pH值、抗衡离子、电荷效价微调的承载电荷的聚合物、聚合电解质、包含氨基的多糖和多肽、季胺化本体、羧化本体、磺化本体、磷酸盐本体、硼酸盐本体和其他金属氧化物、复合物及它们的衍生物建立在静电学基础上。

US8545862公开了一种用于为制品赋予抗菌性能的阴离子/阳离子聚电解质复合物，例如，基本上由聚丙烯酸或者聚磺苯乙烯的衍生物或共聚物的组成的组合物。

WO2012065610公开了包括聚合季铵(quat)的用于织物的长效抗菌涂料。

EP2627202公开了一种用于防止或抑制由微生物引起的食品腐败的抗菌肽，所述抗菌肽包括作为食品防腐剂的Brad或者其活性变体。