專利名稱：通過乙烯胺-乙烯醇共聚物的衍生化獲得的涂層表面抗微生物共聚物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有抗微生物和防水性的聚合物、包含這類聚合物的涂料以及用其涂覆的制品。
背景技術(shù)：
當(dāng)易感宿主與污染表面接觸時，由各種各樣的微生物造成的表面污染可引起嚴(yán)重感染。在保健中心由醫(yī)學(xué)植入物、醫(yī)療設(shè)備(例如，導(dǎo)管)以及污染表面所引起的感染導(dǎo)致產(chǎn)生了數(shù)十億美元的額外治療費用。與食品加工廠、食品配送中心、公共飲食機構(gòu)甚至家中的病原性細菌所污染的表面接觸產(chǎn)生的食品污染還可導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病和費用昂貴的食品召回。通過簡單的表面清潔可以減少通過污染表面所引起的疾病。然而，在保持頻繁接觸表面清潔較為困難的人流密集地區(qū)，這可能是復(fù)雜的。市場上有多種清潔產(chǎn)品，它們在清潔后的表面上駐留抗微生物化合物。盡管這些材料在短期內(nèi)可能是有效的，但是它們?nèi)菀妆徊恋舨⑶以谠S多情況下造成難看的模糊外觀和不受歡迎的油膩感。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種組合物，其包含至少如下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物乙烯胺-乙烯醇共聚物；環(huán)氧烷烴；和包含能夠與乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)的反應(yīng)性部分的碳氟化合物。本發(fā)明還公開了一種制品，其包含基底；和與基底相鄰的涂層，所述涂層包含至少如下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物乙烯胺-乙烯醇共聚物；環(huán)氧烷烴；和包含能夠與乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)的反應(yīng)性部分的碳氟化合物。本發(fā)明還公開了一種制備抗微生物表面、防水表面或兩者的方法，所述方法包括提供基底；和將涂料組合物施加于基底一個表面的至少一部分上，所述涂料組合物包含極性有機溶劑；水；和乙烯胺-乙烯醇共聚物、環(huán)氧烷烴和包含能夠與乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)的反應(yīng)性部分的碳氟化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。通過將涂料組合物施加于基底，所述極性有機溶劑起到對基底表面至少部分消毒的作用。本發(fā)明還公開了一種制備聚合物材料的方法，所述方法包括在共溶劑中形成乙烯胺-乙烯醇共聚物溶液，所述共溶劑包含水和極性有機溶劑；將環(huán)氧烷烴加入到乙烯胺-乙烯醇共聚物溶液中，生成反應(yīng)溶液；將碳氟化合物加入到反應(yīng)溶液中，所述碳氟化合物包含能夠與乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)的反應(yīng)性部分；和將另外的極性有機溶劑加入到反應(yīng)溶液中，其中加入另外的極性有機溶劑是為了維持組分在反應(yīng)溶液中的溶解度。
具體實施例方式除非另外指明，本發(fā)明所用的所有科技術(shù)語具有在本領(lǐng)域中通常使用的含義。本發(fā)明給出的定義旨在有利于理解本文頻繁使用的一些術(shù)語，并無限制本發(fā)明范圍之意。
除非另外指明，在所有情況下，說明書和權(quán)利要求書中用來表述特征尺寸、量和物理特性的所有數(shù)字均應(yīng)理解為由術(shù)語“約”來修飾。因此，除非另外指明，上述說明書和所附權(quán)利要求書中給出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，利用本發(fā)明公開內(nèi)容的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所需獲得的特性，這些近似值可有所不同。用端點來表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)包含的所有數(shù)值(例如，1至5包括1、 1. 5、2、2. 75,3,3. 80,4和5)以及該范圍內(nèi)的任意范圍。本說明書和所附權(quán)利要求書中的單數(shù)形式“一種”、“一個”和“所述”均涵蓋具有多個指代物的實施例，除非其內(nèi)容明確指示另外的情況。如本說明書和所附權(quán)利要求書中所用，術(shù)語“或”的含義一般來講包括“和/或”，除非該內(nèi)容明確地表示其他含義。本發(fā)明公開了組合物、包含該類組合物的涂料和用該類組合物至少部分涂覆的制品。所述組合物和包含所述組合物的涂料具有有益性能，如抗微生物性、防水性或它們的組
I=I O“抗微生物性”或術(shù)語“抗微生物的”是指殺死微生物或抑制它們生長的材料?？蓪嵤┒喾N方法和測試來確定材料是否具有抗微生物性?？刮⑸镄园辜毦浴⒖拐婢院涂共《拘?。在隨后的實例中討論并使用了示例性測試?！胺浪浴被蛐g(shù)語“防水的”是指至少在一定程度上疏水的材料。使表面防水或賦予其防水性的涂層使所述表面比不存在該涂層時更疏水。測量表面疏水性并因此確定它是否具有防水性的一個方法是接觸角。可以使用多種機器和設(shè)備測量接觸角。在隨后的實例中使用了示例性設(shè)備。本發(fā)明所公開的組合物包含至少如下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物乙烯胺-乙烯醇共聚物； 環(huán)氧烷烴；和碳氟化合物。本發(fā)明中使用的術(shù)語“共聚物”，是指由兩種或更多種單體所形成的聚合物。共聚物可是交替共聚物、周期共聚物、無規(guī)共聚物或嵌段共聚物。交替共聚物是具有規(guī)則交替單元(例如，A-B-A-)的共聚物。周期共聚物是具有以重復(fù)序列排列的單元(例如， (A-B-A-B-B-A-A-A)n)的共聚物。無規(guī)共聚物是具有單體單元的隨機序列的共聚物。嵌段共聚物包含通過共價鍵連接的兩個或更多個均聚物亞單元。均聚物的結(jié)合可能需要中間體， 即稱作連接嵌段的非重復(fù)亞單元。具有兩種或三種不同嵌段的嵌段共聚物分別稱為兩嵌段共聚物和三嵌段共聚物。本發(fā)明所使用的乙烯胺-乙烯醇共聚物可是交替共聚物、周期共聚物、無規(guī)共聚物、嵌段共聚物或它們的組合。可使用任何已知的方法或起始材料形成本發(fā)明所使用的乙烯胺-乙烯醇共聚物。形成乙烯胺-乙烯醇共聚物的示例性方法可見于美國專利號 6，559，227，該專利的公開內(nèi)容以引證方式并入本申請。形成乙烯胺-乙烯醇共聚物的這種示例性方法使用了包含N-乙烯基酰胺和乙酸乙烯基酯單元的前體共聚物?？捎蒒-乙烯基甲酰胺單體或N-乙烯基乙酰胺單體提供N-乙烯基酰胺單元。對前體共聚物進行水解以形成乙烯胺-乙烯醇共聚物?？稍诒景l(fā)明中使用的乙烯胺-乙烯醇共聚物可具有多種不同量的乙烯胺和乙烯醇單元。據(jù)認為(但不確信)乙烯胺單元起到提供可以連接環(huán)氧烷烴和碳氟化合物組分的反應(yīng)性基團的作用。乙烯胺-乙烯醇共聚物具有與聚乙烯醇類似的溶解性，即它們在水或水/極性溶劑混合物中可溶。隨著乙烯胺單元在乙烯胺-乙烯醇共聚物中的量的增加，該共聚物將更易于在低PH下溶解于水中。對于期望反應(yīng)產(chǎn)物在水中不溶解的應(yīng)用，可以提高乙烯醇單元的相對量，這趨于降低反應(yīng)產(chǎn)物在水中的溶解度。在一個實施例中，所述乙烯胺-乙烯醇共聚物可以具有約1 99至約50 50的乙烯胺單元與乙烯醇單元的摩爾比。在一個實施例中，乙烯胺-乙烯醇共聚物具有約5 95 至約50 50的乙烯胺單元與乙烯醇單元的摩爾比。在一個實施例中，可使用以商品名 DIAFIX C-631從Mitsubishi Chemical Corporation商購獲得的乙烯胺-乙烯醇共聚物 (CAS登記號167747-79-7)。DIAFIX C-631具有約13摩爾％ (摩爾百分比)的乙烯胺單元和約87摩爾％的乙烯醇單元。還可使用其他乙烯胺-乙烯醇共聚物。乙烯胺-乙烯醇共聚物可以可選地包含其他單體單元(除乙烯胺和乙烯醇之外)。 一般來講，如果包含了這些可選的單體單元，則它們的量通常為基于總單體單元計的30摩爾％或更少。以上討論的乙烯胺-乙烯醇共聚物可與環(huán)氧烷烴和碳氟化合物反應(yīng)。乙烯胺-乙烯醇共聚物、環(huán)氧烷烴和碳氟化合物在本發(fā)明中可以被稱為反應(yīng)組分或試劑。一般來講，環(huán)氧烷烴和碳氟化合物與乙烯胺-乙烯醇共聚物的至少一些乙烯胺單元共價連接，從而形成 “修飾的乙烯胺-乙烯醇共聚物”。據(jù)認為(但不確信)環(huán)氧烷烴加合物可以為最終產(chǎn)物提供抗微生物性。在本發(fā)明中可使用一種或不止一種類型(例如，兩種或更多種的混合物)的環(huán)氧烷烴。本發(fā)明所述的環(huán)氧烷烴是包含環(huán)氧基官能團(僅具有三個環(huán)原子的環(huán)醚)和烷基官能團(直鏈或支鏈) 的一組化合物。當(dāng)環(huán)氧烷烴與乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)時，環(huán)氧烷烴的環(huán)氧基打開并允許環(huán)氧烷烴與乙烯胺-乙烯醇共聚物的胺基反應(yīng)從而將環(huán)氧烷烴連接到乙烯胺-乙烯醇共聚物主鏈上。當(dāng)提及環(huán)氧烷烴中的碳數(shù)時，該數(shù)目包括構(gòu)成環(huán)氧基官能團的碳。例如，可以認為環(huán)氧辛烷(C8H16O ；下式I)是C8環(huán)氧烷烴?？稍诒景l(fā)明中使用的環(huán)氧烷烴可包括具有至少 4個碳原子、至少6個碳原子、至少8個碳原子或至少10個碳原子的那些環(huán)氧烷烴。環(huán)氧烷烴可包括具有最多觀個碳原子、最多M個碳原子、最多20個碳原子、最多18個碳原子或最多12個碳原子的那些環(huán)氧烷烴。例如，環(huán)氧烷烴可以是C4-C^8環(huán)氧烷烴。在一個實施例中，可在本發(fā)明中使用的環(huán)氧烷烴可包括C4至C18環(huán)氧烷烴。在一個實施例中，可在本發(fā)明中使用的環(huán)氧烷烴可包括C6至C18環(huán)氧烷烴。在一個實施例中，可在本發(fā)明中使用的環(huán)氧烷烴可包括C8至C12環(huán)氧烷烴?？墒褂玫木唧w示例性的環(huán)氧烷烴包括(但不限于)環(huán)氧辛烷(C8環(huán)氧烷烴)、環(huán)氧十二烷(C12環(huán)氧烷烴)，
權(quán)利要求
1.一種組合物，其包含至少下列物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物 乙烯胺-乙烯醇共聚物；環(huán)氧烷烴；和包含能夠與所述乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)的反應(yīng)性部分的碳氟化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述乙烯胺-乙烯醇共聚物具有約1 99至約 50 50的乙烯胺單元對乙烯醇單元的摩爾比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述乙烯胺-乙烯醇共聚物具有約5 95至約 50 50的乙烯胺單元對乙烯醇單元的摩爾比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述環(huán)氧烷烴為C4至C18環(huán)氧烷烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述環(huán)氧烷烴為C8至C12環(huán)氧烷烴。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述碳氟化合物為C4至C18碳氟化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述碳氟化合物為C4至C8碳氟化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述碳氟化合物為酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述環(huán)氧烷烴和所述碳氟化合物組合在一起的摩爾量小于或等于所述乙烯胺的摩爾量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述環(huán)氧烷烴與碳氟化合物的摩爾比為4 1 至 1 1。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其還包含至少一種溶劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其還包含至少一種酸。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其還包含至少一種金屬離子。
14.一種制品，其包含基底；與所述基底相鄰的涂層，所述涂層包含至少下列物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物 乙烯胺-乙烯醇共聚物； 環(huán)氧烷烴；和包含能夠與所述乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)的反應(yīng)性部分的碳氟化合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制品，其中所述涂層是交聯(lián)的。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制品，其中所述涂層具有抗微生物性、防水性或它們的組合。
17.一種制備抗微生物表面、防水表面或兩者的方法，所述方法包括 提供基底；和將涂料組合物施加于所述基底的至少一個表面上，所述涂料組合物包含 如下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物 乙烯胺-乙烯醇共聚物； 環(huán)氧烷烴；和包含能夠與所述乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)的反應(yīng)性部分的碳氟化合物； 極性有機溶劑；和水，其中一旦將所述涂料組合物施加于所述基底上，所述極性有機溶劑起到對所述基底的表面至少部分消毒的作用。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中將所述涂料組合物在施加于所述基底上后交聯(lián)。
19.一種制備抗微生物聚合物材料的方法，所述方法包括在共溶劑中形成乙烯胺-乙烯醇共聚物溶液，所述共溶劑包含水和第一極性有機溶劑；將環(huán)氧烷烴加入到所述乙烯胺-乙烯醇共聚物溶液中，形成反應(yīng)溶液； 將碳氟化合物加入到所述反應(yīng)溶液中，所述碳氟化合物包含能夠與所述乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)的反應(yīng)性部分，將另外的極性有機溶劑加入到所述反應(yīng)溶液中，其中加入所述另外的極性有機溶劑是為了維持所述組分在所述反應(yīng)溶液中的溶解度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中加入到所述反應(yīng)溶液中的所述另外的極性有機溶劑是與所述第一極性有機溶劑相同的極性有機溶劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中將所述環(huán)氧烷烴加入到所述乙烯胺-乙烯醇共聚物在第二極性有機溶劑中的溶液中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第二極性有機溶劑與所述第一極性有機溶劑相同。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中將所述碳氟化合物加入到所述乙烯胺-乙烯醇共聚物在第三極性有機溶劑中的溶液中。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第三極性有機溶劑不同于所述第一極性有機溶劑。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中至少當(dāng)加入所述環(huán)氧烷烴和碳氟化合物時加入所述另外的極性有機溶劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，該方法還包括將酸加入到所述反應(yīng)溶液中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種組合物，其包含至少乙烯胺-乙烯醇共聚物；環(huán)氧烷烴；和包含能夠與乙烯胺-乙烯醇共聚物反應(yīng)的反應(yīng)性部分的碳氟化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。本發(fā)明還公開包括含有這些組合物的涂層的制品、制備抗微生物、防水表面的方法和制備抗微生物、防水組合物的方法。
文檔編號A01N25/34GK102325446SQ200980157418
公開日2012年1月18日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者小約翰·J·斯特夫科 申請人:3M創(chuàng)新有限公司