本技术涉及一种包含聚氨酯组合物的抗微生物清洁组合物，所述聚氨酯组合物具有与双胍(例如，双-双胍)游离碱化合物成盐的至少一个酸基团。更具体地，本技术涉及一种抗微生物清洁组合物，所述抗微生物清洁组合物包含：a)聚氨酯，所述聚氨酯具有至少一个与双胍游离碱成盐的游离酸基团；b)至少一种表面活性剂；以及c)稀释剂。用本发明所公开的技术的抗微生物组合物处理过的表面对微生物具有残留抑制作用。
背景技术：
：：1、对赋予产品抗微生物特性的组合物的关注日益增加。防止微生物积聚和生长已经发展成价值数十亿美元的产业。一些病原菌已经进化为对大多数(如果不是全部)市场上目前可获得的抗生素具有抗性。这些耐药细菌对医疗行业提出了挑战：在2019年，由于直接暴露于医院环境中的致病菌，每20名患者中有一位遭受与医疗相关的感染。美国疾病控制与预防中心(cdc)估计这些与医疗相关的感染的年度经济影响为280-340亿美元。此外，在食品工业中，由于目前的清洁方法不充分，细菌侵染相关的召回已经变得越来越普遍。甚至消费者也在寻求用赋予建筑涂料和家庭护理及洗衣产品抗菌特性的产品解决该问题的方案。2、目前对抗微生物污染的最佳实践是利用更严格的清洁方案和开发新型抗生素。虽然增强的清洁方法可暂时降低环境的细菌负荷，但不能提供长期的抗微生物功效。一旦清洁结束，表面就易受细菌增殖的影响。生产新型抗生素似乎是一种明显的选择，但是细菌已显示出以惊人的速度进化出对抗生素的抗性机制，并且这些发现也可能在时间上过时。3、氯己定(1,6-双(4-氯-苯基双胍)己烷；cas号55-56-1)是双-双胍化合物并且具有以下化学结构：4、5、氯己定盐是有效的抗微生物化合物，并且通常用作外科器械消毒剂以及用于医院和医生办公室中的洗手剂和漱口水。它们还用于对抗医疗设备上的生物活性物种。在一些国家，它们用于局部抗菌剂中。6、氯己定作为经批准的活性药物成分(api)仅以其盐形式存在于市面上，诸如二葡萄糖酸氯己定(葡萄糖酸氯己定，chg)。氯己定也以游离碱形式存在；然而，由于其在水中的溶解度非常低(在20℃为0.8g/l[the merck index.第12版(1996)第2136页])和对水解的敏感性(“new stability-indicating high performance liquid chromatography assayand proposed hydrolytic pathways of chlorhexidine.”yvette ha和andrewp.cheung.journal of pharmaceutical and biomedical analysis,14(8)，第1327-1334页(1996)；“guanidine and derivatives”thomas guthner,bernd mertschenk and berndschulz in:ullmann’s encyclopedia of industrial chemistry，第17卷，第175-189页(2012))，该游离碱不用于需要与水相容的商业应用。7、根据us 2004/0052831 a1(段落[0008])：“氯己定是一种广谱抗微生物剂，并且已经用作抗菌剂数十年，产生抗性微生物的风险极小。当使用相对可溶的氯己定盐诸如醋酸氯己定来浸渍导管时，会不期望地快速释放。浸渍有氯己定盐诸如醋酸氯己定的医疗装置的抗微生物功效的持续时间是短暂的。氯己定游离碱不溶于水或醇，并且由于在溶剂体系中的低溶解度而不能以足够的量浸渍。”8、us 6,897,281 b2描述了可透气聚氨酯、共混物和由聚氨酯制成的制品，所述聚氨酯具有占聚氨酯的约12重量％至约80重量％的聚(环氧烷)侧链单元和小于25重量％的聚(环氧乙烷)主链单元。该公开内容的聚氨酯含有用作交联位点的游离羧酸基团。技术实现思路1、本文所公开的技术描述了抗微生物清洁组合物，该抗微生物清洁组合物包含：a)约0.1重量％至约10重量％、或约0.5重量％至约8重量％、或约1重量％至约5重量％的聚氨酯，该聚氨酯具有至少一个与双胍游离碱成盐的游离酸基团；b)约0.1重量％至约60重量％、或约0.2重量％至约45重量％、或约1重量％至约35重量％、或约5重量％至约25重量％、或约8重量％至约20重量％、或约10重量％至约15重量％的至少一种表面活性剂；以及c)约80重量％至约99.4重量％、或约85重量％至约98.75重量％、或约90重量％至97重量％的至少一种稀释剂，其中所有重量百分比均基于所述组合物的总重量。2、本技术的抗微生物清洁组合物的聚氨酯组分通过用双胍(例如双-双胍)游离碱化合物诸如氯己定游离碱和/或阿来西定游离碱官能化具有至少一个酸基团诸如羧酸基团的聚氨酯来制备。在本文的一些情况下，氯己定和/或阿来西定通常被描述为双胍(具体地双-双胍)的代表，并且因此，预期许多双胍将提供与本文关于氯己定/阿来西定所公开的那些相同或类似的功能、特性等，除非另外明确说明或由上下文有所要求。3、本文所述的组合物包含在氯己定游离碱和聚氨酯之间形成的聚合盐，诸如非离子稳定的聚氨酯分散体/溶液和/或阴离子聚氨酯分散体/溶液。氯己定游离碱的水解不稳定性和低水中溶解度使得它不太可能成为掺入水性体系中的候选物，尽管如此，仍然形成了令人惊讶地稳定且具有抗微生物活性的与聚氨酯的盐。不受理论的束缚，假定氯己定游离碱从其固相通过水相迁移到聚氨酯颗粒中并且随后盐的形成比氯己定的水解更快。因此，相当大量的氯己定游离碱(如果不是全部的话)在通过水相的行程中存活而不被水解。据发现，氯己定游离碱的聚合盐令人惊讶地持久、不浸出且耐久。还发现，当将该组合物施用诸如涂覆到基材上时，氯己定保持其抗微生物功效，在接触时杀灭细菌并且防止细菌在表面上生长。后者在通过交联聚(丙烯酸)增稠剂使二葡萄糖酸氯己定失活方面甚至更令人惊讶，所述交联聚(丙烯酸)增稠剂携带与本技术的聚氨酯中的羧基类似的羧基(“inactivation of chlorhexidine gluconate on skin by incompatible alcoholhand sanitizing gels.”n.kaiser、d.klein、p.karanja、z.greten和j.newman，americanjournal of infection control，第37卷，第7期，第569-573页(2009))。4、氯己定属于一类双胍，即双-双胍。双胍部分的作用机制依赖于带正电的双胍阳离子的解离和释放。其杀菌作用是该阳离子物质与带负电的细菌细胞壁结合的结果。在低浓度的氯己定下，这导致抑菌作用；在高浓度下，膜破裂导致细胞死亡。(poisoning andtoxicology handbook(第4版)第183页中的“chlorhexidine gluconate”，jerroldb.leikin和frank p.paloucek编(2008)，informa healthcare usa,inc.)。5、考虑到这种机制，在某些方面，预期其他双胍和双-双胍可以部分或全部代替氯己定。这些公开于“structural requirements of guanide,biguanide,and bisbiguanideagents for antiplaque activity.”j.m.tanzer、a.m.slee和b.a.kamay.antimicrobialagents and chemotherapy,12(6)，第721-729页(1977)以及美国专利4,670,592中。示例包括但不限于：阿来西定、聚己缩胍(聚六亚甲基双胍，phmb)、聚氨丙基双胍(papb)等。6、由于相同的机制原因，在某些方面，预期可与氯己定游离碱形成离子键的其他酸基团或任何其他基团可以部分或全部代替羧基。非限制性示例包括磺酸和膦酸。7、在某些方面，提供了经由盐键与氯己定游离碱化学键合的非离子稳定的聚氨酯分散体/溶液的组合物。非常令人惊讶地发现，即使氯己定通过离子键被聚合物基质固定，其仍保持其杀生物特性。已发现，此类聚合盐组合物不仅具有高的抗微生物功能，而且通过浸出测试保留此功能，使得其能够用于涂料应用中以提供具有长期抗菌功效的表面。抗微生物特性的持久性和耐久性很重要，因为甚至杀生物表面也可被污染，并且有害微生物可在污垢和污染物的顶部开始生长。这些被污染的表面需要洗涤，并且大多数清洁溶液是水基的，这将导致传统体系中氯己定的浸出。8、本技术的一个目的是形成一种有用的聚氨酯分散体/溶液，其可精确地添加有生物活性形式的氯己定，以具有对微生物生长的受控抗性。另一个目的是提供在暴露于水或溶剂期间将氯己定与聚合物保持在一起的化学机制，使得无需过于频繁地将氯己定再次施用于聚合物以维持期望水平的微生物生长抗性。另一个目的是提供一种抗微生物清洁组合物，该抗微生物清洁组合物包含添加有氯己定的聚氨酯分散体/溶液；至少一种表面活性剂；以及水，当施用于表面、制品或基材时，该组合物提供残留抗微生物活性。9、二葡萄糖酸氯己定(chg)是抗微生物应用中的主要形式的氯己定。然而，chg由于其在水中的高溶解度而倾向于从聚合物组合物中浸出：其在水中可溶解至至少50％(themerck index.第12版，第2136页(1996))。可以推测，氯己定阳离子可能能够经由复分解反应从其与葡糖酸的盐迁移至本技术的聚氨酯的游离羧酸；然而，葡糖酸的酸度(其特征可在于其pka为3.86)比聚氨酯中的羧基的酸度强。后者的pka估计为约7.3，这意味着它基本上是中性的。(“hydrolytically-stable polyester-polyurethane nanocomposites.”论文编号22.5，european coatings congress.2013年3月18-19日，nuremberg,germany.alexlubnin、gregory r.brown、elizabeth a.flores、nai z.huang、pamela izquierdo、susanl.lenhard和ryan smith)。这意味着葡糖酸根阴离子与氯己定阳离子的结合更强，并且这种复分解反应不会发生。10、出乎意料地发现，氯己定游离碱在水中具有足够的溶解度以从富含氯己定的相通过水相迁移到具有游离(未反应和未成盐)羧酸基团的聚氨酯颗粒和/或分子中，从而与那些羧酸基团形成氯己定盐。这得到具有以基本上非迁移形式存在的氯己定的聚氨酯溶液、分散体、膜等，其保持其杀生物活性，即使结合到聚合物上。11、商业聚氨酯在水中的分散体具有已用碱如叔胺、naoh、koh或nh4oh中和的羧酸或其他酸基团，以赋予聚氨酯颗粒在水或极性有机介质中的分散性和胶体阴离子稳定性。因为酸基团降低了聚氨酯的耐化学性和耐水性以及耐久性，所以尽力使它们的含量最小化并且完全中和它们以使它们的分散能力最大化。因此，当在水性介质中以聚氨酯分散体形式存在时，这些聚氨酯分散体基本上不含羧酸基团。12、因此，在本技术的某些方面，希望减少用于中和聚氨酯的碱的量，以留下至少一些游离的酸基团以与本文所述的双胍游离碱物质形成盐键。在某些方面，分散单体中的大部分酸保持未中和。在某些方面，酸与中和碱(诸如胺)的摩尔比或当量比可为(酸:碱)：1:0.95、1:0.9、1:0.8、1:0.7、1:0.6、1:0.5、1:0.4、1:0.3、1.02或1:0.1。在某些方面，中和碱相对于聚氨酯中每摩尔酸基团的摩尔量可为0.1至0.95、0.1至0.9、0.1至0.8、0.1至0.7、0.1至0.6、0.1至0.5、0.1至0.4、0.1至0.3、0.1至0.2、0.2至0.95、0.2至0.9、0.2至0.8、0.2至0.7、0.2至0.6、0.2至0.5、0.2至0.4、0.2至0.3、0.3至0.95、0.3至0.9、0.3至0.8、0.3至0.7、0.3至0.6、0.3至0.5、0.3至0.4、0.4至0.95、0.4至0.9、0.4至0.8、0.4至0.7、0.4至0.6、0.4至0.5、0.5至0.95、0.5至0.9、0.5至0.8、0.5至0.7、0.5至0.6、0.6至0.95、0.6至0.9、0.6至0.8、0.6至0.7、0.7至0.95、0.7至0.9、0.7至0.8、0.8至0.95、0.8至0.9或0.9至0.95。13、期望的预聚物和来自本技术的预聚物的聚氨酯的特征是以足以形成稳定的氨基甲酸酯分散体/溶液并掺入具有游离酸基团的单体而不中和它们的水平存在我们所称的聚(环氧烷)拴系和/或末端大分子单体，其中环氧烷的亚烷基具有2至10个碳原子(诸如2至4个或2至3个碳原子，并且任选地其中至少80摩尔％的环氧烷重复单元具有每个重复单元2个碳原子)，其中拴系和/或末端大分子单体被描述为具有至少300g/mol的数均分子量和一个或多个被表征为活性氢基团(或者被表征为与异氰酸酯基团反应以形成共价化学键的基团(诸如氨基甲酸酯或脲))的官能反应性基团的大分子单体，所述反应性基团(例如，胺或羟基基团)主要位于拴系和/或末端大分子单体的一端，使得拴系和/或末端大分子单体具有至少一个非反应性端部(例如，不与异氰酸酯基团反应以形成共价氨基甲酸酯或脲键)，诸如仅一个非反应性基团，并且大分子单体的至少50重量％的环氧烷重复单元位于拴系和/或末端大分子单体的非反应性端部与大分子单体的最靠近非反应性末端的反应性基团之间。14、在某些方面，提供了一种聚氨酯组合物，该聚氨酯组合物包含具有至少一个与双胍游离碱成盐的游离酸基团的聚氨酯。15、在某些方面，所述至少一个游离酸基团包括羧酸、磺酸或膦酸中的至少一种。16、在某些方面，双胍游离碱包括双-双胍游离碱。17、在某些方面，双胍游离碱包括氯己定游离碱、阿来西定游离碱、聚己缩胍游离碱或聚氨丙基双胍游离碱中的至少一种。18、在某些方面，聚氨酯包含以下物质的反应产物：(a)具有平均两个或更多个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯组分；(b)聚(环氧烷)拴系和/或末端大分子单体，其中所述环氧烷的亚烷基具有2至10个碳原子，其中所述大分子单体具有至少300g/mol的数均分子量和一个或多个被表征为活性氢基团的官能反应性基团，所述反应性基团主要位于所述大分子单体的一端，使得所述大分子单体具有至少一个非反应性端部，并且所述大分子单体的至少50重量％的所述环氧烷重复单元位于所述大分子单体的所述非反应性端部与所述大分子单体的最靠近非反应性末端的反应性基团之间；(c)具有至少一个游离酸基团的异氰酸酯反应性化合物；以及(d)任选地至少一种不同于(b)或(c)的含活性氢的化合物。19、在某些方面，聚氨酯具有12(诸如15、20、25、30、35、40、45或50)重量％至约80(诸如75、70、65、60或55)重量％的存在于聚(环氧烷)大分子单体中的环氧烷单元。20、在某些方面，所述至少一个游离酸基团与双胍游离碱成盐，以在所述至少一个游离酸基团与双胍之间形成离子盐键。21、在一个方面，双胍与所述至少一个游离酸基团的摩尔比为5:1至0.1:1或1.2:1至0.1:1，诸如1.1:1至0.1:1、1:1至0.1:1、0.9:1至0.1:1、0.8:1至0.1:1、0.7:1至0.1:1、0.6:1至0.1:1、0.5:1至0.1:1、0.4:1至0.1:1、0.3:1至0.1:1、0.2:1至0.1:1、1.2:1至0.2:1、1.1:1至0.2:1、1:1至0.2:1、0.9:1至0.2:1、0.8:1至0.2:1、0.7:1至0.2:1、0.6:1至0.2:1、0.5:1至0.2:1、0.4:1至0.2:1、0.3:1至0.2:1、1.2:1至0.3:1、1.1:1至0.3:1、1:1至0.3:1、0.9:1至0.3:1、0.8:1至0.3:1、0.7:1至0.3:1、0.6:1至0.3:1、0.5:1至0.3:1、0.4:1至0.3:1、1.2:1至0.4:1、1.1:1至0.4:1、1:1至0.4:1、0.9:1至0.4:1、0.8:1至0.4:1、0.7:1至0.4:1、0.6:1至0.4:1、0.5:1至0.4:1、1.2:1至0.5:1、1.1:1至0.5:1、1:1至0.5:1、0.9:1至0.5:1、0.8:1至0.5:1、0.7:1至0.5:1、0.6:1至0.5:1、1.2:1至0.6:1、1.1:1至0.6:1、1:1至0.6:1、0.9:1至0.6:1、0.8:1至0.6:1、0.7:1至0.6:1、1.2:1至0.7:1、1.1:1至0.7:1、1:1至0.7:1、0.9:1至0.7:1、0.8:1至0.7:1、1.2:1至0.8:1、1.1:1至0.8:1、1:1至0.8:1、0.9:1至0.8:1、1.2:1至0.9:1、1.1:1至0.9:1、1:1至0.9:1、1.2:1至1:1、1.1:1至1:1或1.2:1至1.1:1。22、在某些方面，在与双胍游离碱成盐之前，所述至少一个游离酸基团以0.002(诸如0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09或0.1)至5(诸如4.5、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3或0.2)毫摩尔/克聚氨酯的浓度存在于聚氨酯中。23、在某些方面，基于聚氨酯的总重量，双胍游离碱以0.25(诸如0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1或2)至100(诸如9、8、7、6、5、4、3或95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15或10)重量％的量存在于组合物中。24、在某些方面，聚氨酯具有40(诸如45、50、55或60)至80(诸如75、70或65)重量％的存在于大分子单体的重复单元中的环氧烷重复单元。25、在某些方面，大分子单体的聚(环氧烷)链具有约88(诸如90、100、200、300、400、500、600、700、800、900或1,000)至10,000(诸如9,000、8,000、7,000、6,000、5,000、4,000、3,000或2,000)g/mol的数均分子量。26、在某些方面，大分子单体的聚(环氧烷)链具有基于其总环氧烷单元至少50％(诸如55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％或100％)的环氧乙烷单元。27、设想了本技术的以下方面：28、1.一种抗微生物清洁组合物，包含抗微生物聚氨酯、至少一种表面活性剂和任选的稀释剂，所述抗微生物聚氨酯具有至少一个与双胍游离碱成盐的游离酸基团。29、2.根据实施方案1所述的组合物，其中所述至少一个游离酸基团包括羧酸、磺酸或膦酸中的至少一种。30、3.根据实施方案1或实施方案2所述的组合物，其中所述双胍游离碱包括双-双胍游离碱。31、4.根据方面1至3中任一项所述的组合物，其中所述双胍游离碱包括氯己定游离碱、阿来西定游离碱、聚己缩胍游离碱或聚氨丙基双胍游离碱中的至少一种。32、5.根据方面1至4中任一项所述的组合物，其中所述聚氨酯包含以下物质的反应产物：(a)具有平均两个或更多个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯组分；(b)聚(环氧烷)拴系和/或末端大分子单体，其中所述环氧烷的亚烷基具有2至10个碳原子，其中所述大分子单体具有至少300g/mol的数均分子量和一个或多个被表征为活性氢基团的官能反应性基团，所述反应性基团主要位于所述大分子单体的一端，使得所述大分子单体具有至少一个非反应性端部，并且所述大分子单体的至少50重量％的所述环氧烷重复单元位于所述大分子单体的所述非反应性端部与所述大分子单体的最靠近非反应性末端的反应性基团之间；(c)具有至少一个游离酸基团的异氰酸酯反应性化合物；以及(d)任选地至少一种不同于(b)或(c)的含活性氢的化合物。33、6.根据方面1至5中任一项所述的组合物，其中所述聚氨酯具有12重量％至约80重量％的存在于所述聚(环氧烷)大分子单体中的环氧烷单元。34、7.根据方面1至6中任一项所述的组合物，其中所述至少一个游离酸基团与双胍游离碱成盐，以在所述至少一个游离酸基团与所述双胍之间形成离子盐键。35、8.根据方面1至7中任一项所述的组合物，其中所述双胍与所述至少一个游离酸基团的摩尔比为1.2:1至0.1:1。36、9.根据方面1至8中任一项所述的组合物，其中在与所述双胍游离碱成盐之前，所述至少一个游离酸基团以0.002毫摩尔/克聚氨酯至5毫摩尔/克聚氨酯的浓度存在于所述聚氨酯中。37、10.根据方面1至9中任一项所述的组合物，其中基于所述聚氨酯的总重量，所述双胍游离碱以0.25重量％至10重量％的量存在于所述组合物中。38、11.根据方面1至10中任一项所述的组合物，其中所述聚氨酯具有40重量％至80重量％的存在于所述大分子单体的重复单元中的环氧烷重复单元。39、12.根据方面1至11中任一项所述的组合物，其中所述大分子单体的所述聚(环氧烷)链具有约88g/mol至10,000g/mol的数均分子量。40、13.根据方面1至12中任一项所述的组合物，其中所述大分子单体的所述聚(环氧烷)链具有基于其总环氧烷单元至少50％的环氧乙烷单元。41、14.根据方面1至13中任一项所述的组合物，其中所述至少一种表面活性剂选自非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂以及它们的混合物。当前第1页12当前第1页12