专利名称：一种具有抗菌功能的防水透气材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有抗菌功能的防水透气材料及其制备方法，属于服装、医护用品领域。
背景技术：
目前，应用于服装领域的抗菌剂以纳米银最为常见，还有纳米无机氧化物，硅烷抗菌剂，竹纤维，甲壳素等。CN201010207754. 6公开了一种以浸溃工艺制备载有纳米银抗菌织物的方法，该发明制备的载纳米银织物耐皂洗牢度高、抗菌性持久，在经过30次水洗后，杀菌率仍可达到100%。无机抗菌剂具有广谱性、耐热性、持久性、连续性和安全性等优点，但存在一些缺点，如银系抗菌剂，防霉作用较弱、添加量较大、成本较高、易变色等缺点，而光催化抗菌剂只在光照条件下才起杀菌作用，应用范围受到限制。有机抗菌剂其优点是杀菌 力强，即效好，种类多，缺点是毒性大，耐热性较差，易迁移、可能产生微生物耐药性等。溶菌酶作为生物酶类抗菌剂，广泛地分布于自然界中，存在于人的组织及分泌物、动物组织、植物组织及微生物细胞中，其中以鸡蛋清中含量最多，应用最普遍。鸡蛋清溶菌酶能有效地水解细菌细胞壁的肽聚糖，其水解位点是N-乙酰胞壁酸的I位碳原子和N-乙酰葡萄糖胺的4位碳原子间的￠-1,4糖苷键。由于革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的细胞壁中肽聚糖含量不同，革兰氏阳性菌细胞壁几乎全部由肽聚糖组成，而革兰氏阴性菌只有内壁层为肽聚糖，因此，通常的溶菌酶只能破坏革兰氏阳性菌的细胞壁，而对革兰氏阴性菌作用不大。大多数化脓性球菌都属于革兰氏阳性菌，它们能产生外毒素使人致病，而大多数肠道菌多属于革兰氏阴性菌，它们产生内毒素使人致病。革兰氏阳性菌的典型代表，葡萄球菌是最常见的化脓性球菌，是医院交叉感染的重要来源。溶菌酶的来源不同，其性质及作用机制略有差异，通过对酶的来源进行筛选，或对酶进行针对性的物理或化学处理、或基因改造，可使溶菌酶对革兰氏阳性菌和阴性菌均有抑菌作用。溶菌酶作为一种天然球状蛋白质，能促进营养物质被人体消化吸收，对人体无毒性，也不会在体内残留，同时溶菌酶可选择性地分解微生物细胞壁的同时不破坏其它组织，且本身无毒无害，因而它是一种天然的、安全性能很好的杀菌剂、防腐剂、食品保鲜剂、营养保健品和药品，可广泛应用于食品防腐、医药制剂、日用化工等行业。尚未见将溶菌酶应用于服装领域的报道。当前，抗菌薄膜材料使用较多的是添加抗菌剂的聚氨酯(PU)薄膜。例如，CN202050984U公开了一种由加了抗菌剂的I3U致密无孔膜和磨毛春亚纺织物层复合制成的新型防护服面料。但PU膜中含有亲水性组分，会影响材料的防水性，而采用的致密无孔膜，会影响材料的透气性。聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜具有优异的化学稳定性和热稳定性等，且由于其孔径小、孔隙率高，还具有防水透气、防风保暖等优点，在化工、医疗、服装、电子等领域有重要的应用前景。经PTFE薄膜复合的服装面料，广泛应用于运动服装，防寒服装，军队、消防、公安、医护、防生化等特种服、鞋帽、手套以及睡袋、帐篷等。但由于PTFE薄膜本身疏水性非常强，又非常惰性和稳定，很难在其中添加抗菌剂或者在表面涂布抗菌涂层，因此，在这些材料中，PTTE仅仅是起到防水透气的作用，用于多功能材料时不得不与抗菌无纺布或者抗菌I3U膜复合使用，导致层数较多，制备工艺复杂，成本增加。中国专利CN102125319A公布了一种生物防护服面料，从内到外依次包括由添加有纳米银或钛系抗菌剂的热塑性PU薄膜构成的隔离层，聚丙烯纤维保护层，PTFE透气层，吸水织物层，各层通过粘接复合。人们发现一种儿茶酚胺一多巴胺(dopamine)能在弱碱性溶液中自发氧化聚合，并能在各种材料表面生成粘性聚多巴胺涂层，且粘附性极强。利用聚多巴胺涂层中的邻苯二酚、氨基等活性基团，能够实现材料表面的进一步功能化。多巴胺的交联机理是其在碱性水溶液中邻苯二酚基团被氧气氧化，生成具有邻苯二醌结构的多巴胺醌化合物，继而与多巴胺发生反歧化反应，生成半醌自由基，然后偶合交联，同时在基体材料表面形成紧密附着的交联复合涂层。虽然没有文献能够明确解释多巴胺在材料表面附着的作用机理，但已有研究表明，多巴胺对基体材料表面的附着行为来源于多巴胺的邻苯二酚和氨基官能团，这种结构可和有机、无机表面建立共价和非共价相互作用，从而使聚多巴胺涂层强力附着于任何基体材料表面。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中采用纳米银成本较高、纳米抗菌剂添加量大、容易被人体吸入、存在安全隐患、以及当前制备抗菌防水透气多功能服装材料的层数较多的问题，提供一种具有抗菌功能的防水透气、汽材料及其制备方法。本发明是通过下述技术方案实现的本发明一种具有抗菌功能的防水透气材料，该材料以防水透气的PTFE薄膜为基材，以溶菌酶为抗菌剂。采用多巴胺法对PTFE薄膜单侧表面进行改性并引入活性基团后，再与溶菌酶反应，在膜表面形成抗菌层制备而成。一种具有抗菌功能的防水透气材料的制备方法，包括下列步骤步骤一、以多巴胺为改性剂，将防水透气的PTFE薄膜进行单侧表面改性，使得该表面亲水性增加，并引入活性基团，另一侧仍然保持原有的高度防水的特性，得到单侧表面改性后的PTFE薄膜；步骤二、在步骤一所得的单侧表面改性后的PTFE薄膜表面固定化溶菌酶抗菌剂，就会得到抗菌材料，即PTFE抗菌薄膜。步骤一所述的表面改性方法为在多巴胺水溶液中，加入防水透气的PTFE薄膜，由于PTFE的高疏水性，薄膜会漂浮在溶液表面，使多巴胺在PTFE微孔膜的单侧表面自聚为聚多巴胺涂层，在室温下充分反应后，再水洗，得到单侧表面改性后的PTFE薄膜；表面改性的路线如下其中A，B表示活性基团
权利要求
1.一种具有抗菌功能的防水透气材料，其特征在于该材料以防水透气的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜为基材，以溶菌酶为抗菌剂；采用多巴胺法对PTFE薄膜单侧表面进行改性并引入活性基团后，再与溶菌酶反应，在膜表面形成抗菌层制备而成。
2.一种具有抗菌功能的防水透气材料的制备方法，其特征在于包括下列步骤 步骤一、以多巴胺为改性剂，将防水透气的PTFE薄膜进行单侧表面改性，另一侧仍然保持原有的高度防水的特性，得到单侧表面改性后的PTFE薄膜； 步骤二、在步骤一所得的单侧表面改性后的PTFE薄膜表面固定化溶菌酶抗菌剂，就会得到抗菌材料，即PTFE抗菌薄膜。
3.如权利要求2所述的一种具有抗菌功能的防水透气材料的制备方法，其特征在于步骤一所述的表面改性方法为在多巴胺水溶液中，加入防水透气的PTFE膜，在室温下反应后，再水洗，得到单侧表面改性后的PTFE薄膜； 表面改性的路线如下其中A，B表示活性基团
4.如权利要求2所述的一种具有抗菌功能的防水透气材料的制备方法，其特征在于步骤二所述的固定化方法为将步骤I所得的单侧表面改性后的PTFE薄膜浸入溶菌酶水溶液中，进行溶菌酶的固定化； 酶固定化的路线I如下其中Α，B表示活性基团O
5.如权利要求2所述的一种具有抗菌功能的防水透气材料的制备方法，其特征在于所述的多巴胺水溶液浓度为O. 001 100mg/ml, pH为5 10。
6.如权利要求2所述的一种具有抗菌功能的防水透气材料的制备方法，其特征在于为了使更多的溶菌酶连接到单侧表面改性后的PTFE薄膜的表面，在步骤一之后还可以用戊二醛水溶液与步骤一所得的单侧表面改性后的PTFE薄膜反应，再进行步骤二的表面固定化；酶固定化的路线2如下其中A，B表示活性基团f ， 路线2:aai 二醛连接.
7.如权利要求2或6所述的一种具有抗菌功能的防水透气材料的制备方法，其特征在于所述戊二醛水溶液与步骤一所得的单侧表面改性后的PTFE薄膜反应为将步骤一所得的经多巴胺表面改性的PTFE微孔膜放入质量浓度为O. 001% 50%的戊二醛水溶液中浸泡反应充分后，取出膜片，清洗干净。
全文摘要
本发明涉及一种具有抗菌功能的防水透气材料及其制备方法，属于服装、医护用品领域。具体步骤包括步骤一、以多巴胺为改性剂，将防水透气的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜进行单侧表面改性，使得该表面亲水性增加，并引入活性基团，另一侧仍然保持原有的高度防水的特性，得到单侧表面改性后的PTFE薄膜；步骤二、在步骤一所得的单侧表面改性后的PTFE薄膜表面固定化溶菌酶抗菌剂，就会得到抗菌材料，即PTFE抗菌薄膜。本发明成本低、抗菌剂添加量小、无安全隐患、而且制得的PTFE抗菌薄膜同时具有抗菌和防水透气、汽性，集多种功能于一体，无需分层便可解决问题。
文档编号C08J7/12GK102786709SQ201210249449
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者刘文芳, 赵之平, 邢易 申请人:北京理工大学