涂料、抗生物黏附板材及其制备方法、储水容器和净水器与流程

本发明涉及涂层领域，具体地，涉及涂料、抗生物黏附板材及其制备方法、储水容器和净水器。

背景技术：

1、饮水机、净饮机以及净水机等，长时间使用过程中频繁取水，机器内部管路和容器与外界进行空气交换，会带入各种菌落和微生物等，菌落和微生物等附着在管路内壁和容器内壁，容易导致大量细菌滋生和生物膜形成。在不需要取水的时候，机器内部水源为相对静态，无外力水流的冲刷，很容易导致细菌和生物膜在机器内壁或容器上附着，不仅影响产品的正常使用，还会对人们的身体健康造成不好的影响。

2、因此，目前的涂料、抗生物黏附板材及其制备方法、储水容器和净水器仍有待改进。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

2、水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀，在此溶胀状态水凝胶可以保持大量体积的水而不溶解，能够由一种或多种单体、聚合物或交联剂通过简单反应生成。其交联反应产生的离子交互作用和氢键作用使凝胶聚合物不溶于水，同时赋予了凝胶聚合物优异的力学性能和物理完整性。两性离子单体固有的稳定性、生物相容性和优越的亲水性对制备具有优异防污性能的表面有着巨大贡献，由两性离子单体反应生成的水凝胶在试样表面可以形成一种屏障，通过物理方法排斥蛋白质、细菌和哺乳动物细胞等的不良黏附，从而有效减少异物反应，可用于抑制蛋白质吸附、防止细菌黏附和抑制细菌生物膜的形成等方面。

3、发明人发现，将两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺进行交联聚合，可以在试样表面形成性能更优异的水凝胶屏障，可以缓解甚至解决细菌等生物黏附在试样表面的问题，避免生物膜的形成；进一步的，可以在水凝胶中包覆苦参碱等抑菌材料，在水凝胶与水接触的过程中，水凝胶中包覆的苦参碱会慢慢释放出来，起到抑菌(杀菌)作用。

4、本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中的至少一个。

5、在本发明的一方面，本发明提出了一种涂料。在本发明的一些实施例中，所述涂料包括两性离子化合物、多巴胺甲基丙烯酰胺、交联剂和溶剂。将涂料涂覆在基板上，在交联剂的作用下，涂料中的两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺可以进行交联聚合，形成三维网状凝胶，该凝胶具有亲水性基团，亲水性基团可以在涂层表面形成一层水膜，阻碍微生物、海洋生物等的黏附以及生物膜的形成，多巴胺甲基丙烯酰胺具有良好的生物相容性以及良好的亲水性能，可以进一步提高网状凝胶抵抗生物黏附的性能。

6、在本发明的一些实施例中，所述涂料满足以下条件中的至少之一：所述两性离子化合物包括甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱；所述交联剂包括n,n'-亚甲基双丙烯酰胺；所述溶剂包括水。

7、在本发明的一些实施例中，所述两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的摩尔比为1:1～9:1。上述比例的原料可以进行较为充分的交联聚合反应，并且，产物具有合适的黏度。

8、在本发明的一些实施例中，所述交联剂的质量为所述两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量的10％～15％；和/或，所述两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量为所述溶剂的质量的1％～2％。

9、在本发明的一些实施例中，所述涂料还包括抑菌剂。涂料中还有抑菌剂，在将涂料涂覆在基板上形成涂层之后，抑菌剂可以至少在一定程度上起到杀菌作用，从而可以进一步减少细菌等生物的滋生。

10、在本发明的一些实施例中，所述抑菌剂包括苦参碱；和/或，所述抑菌剂的质量为所述两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量的10％～50％。

11、在本发明的一些实施例中，所述涂料还包括光引发剂。涂料中还有光引发剂，在形成涂层之后，涂层可以在光照和光引发剂的作用下进行固化，形成性能稳定的凝胶层。

12、在本发明的一些实施例中，所述光引发剂包括过硫酸铵；和/或，所述光引发剂的质量为所述两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量的5％～12％。

13、在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备抗生物黏附板材的方法。在本发明的一些实施例中，制备抗生物黏附板材的方法包括：在基板的内壁涂覆第一涂料和第二涂料中的至少之一，形成第一涂层和/或第二涂层；进行固化处理，使所述第一涂层和/或所述第二涂层固化，得到第一凝胶层和/或第二凝胶层，其中，所述第一涂料包括第一两性离子化合物、多巴胺甲基丙烯酰胺、第一交联剂、第一光引发剂和第一溶剂，所述第二涂料包括第二两性离子化合物、多巴胺甲基丙烯酰胺、第二交联剂、第二光引发剂、第二溶剂和抑菌剂。由此，利用该方法形成的凝胶层可以至少在一定程度上对微生物、海洋生物等起到抗黏附的作用，可以阻碍微生物、海洋生物等释放的黏附剂与基板的直接接触。

14、在本发明的一些实施例中，所述第一涂料满足以下条件中的至少之一：所述第一两性离子化合物包括甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱；所述第一交联剂包括n,n'-亚甲基双丙烯酰胺；所述第一光引发剂包括过硫酸铵；所述第一溶剂包括水；所述第一两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的摩尔比为1:1～9:1；所述第一交联剂的质量为所述第一两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量的10％～15％；所述第一光引发剂的质量为所述第一两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量的5％～12％；所述第一两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量为所述第一溶剂的质量的1％～2％。

15、在本发明的一些实施例中，所述第二涂料满足以下条件中的至少之一：所述第二两性离子化合物包括甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱；所述第二交联剂包括n,n'-亚甲基双丙烯酰胺；所述第二光引发剂包括过硫酸铵；所述第二溶剂包括水；所述第二两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的摩尔比为1:1～9:1；所述第二交联剂的质量为所述第二两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量的10％～15％；所述第二光引发剂的质量为所述第二两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量的5％～12％；所述第二两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量为所述第二溶剂的质量的1％～2％；所述抑菌剂包括苦参碱；所述抑菌剂的质量为所述第二两性离子化合物与多巴胺甲基丙烯酰胺的总质量的10％～50％。

16、在本发明的一些实施例中，制备所述第一涂料包括以下步骤：将所述第一两性离子化合物、多巴胺甲基丙烯酰胺和所述第一溶剂混合，得到第一混合物；向所述第一混合物中加入所述第一交联剂和所述第一光引发剂，得到所述第一涂料。

17、在本发明的一些实施例中，制备所述第二涂料包括以下步骤：将所述第二两性离子化合物、多巴胺甲基丙烯酰胺和所述第二溶剂混合，得到第二混合物；向所述第二混合物中加入所述第二交联剂和所述第二光引发剂，得到第三混合物；向所述第三混合物中加入所述抑菌剂，得到第二涂料。

18、在本发明的一些实施例中，制备抗生物黏附板材的方法满足以下条件中的至少之一：将所述第一两性离子化合物、多巴胺甲基丙烯酰胺和所述第一溶剂混合包括搅拌和/或超声处理；向所述第一混合物中加入所述第一交联剂和所述第一光引发剂，进行搅拌和/或超声处理，得到所述第一涂料；将所述第二两性离子化合物、多巴胺甲基丙烯酰胺和所述第二溶剂混合包括搅拌和/或超声处理；向所述第二混合物中加入所述第二交联剂和所述第二光引发剂，进行搅拌和/或超声处理，得到所述第三混合物；向所述第三混合物中加入所述抑菌剂，进行搅拌和/或超声处理，得到所述第二涂料。

19、在本发明的一些实施例中，制备抗生物黏附板材的方法满足以下条件之一：在所述基板的内壁仅涂覆所述第一涂料，形成所述第一涂层，采用紫外光对所述第一涂层进行固化处理，得到所述第一凝胶层，任选地，紫外光的波长为365nm，固化处理的时间为2min～4min；在所述基板的内壁仅涂覆所述第二涂料，形成所述第二涂层，采用紫外光对所述第二涂层进行固化处理，得到所述第二凝胶层，任选地，紫外光的波长为365nm，固化处理的时间为4min～6min；先在所述基板的内壁涂覆所述第一涂料，形成所述第一涂层，之后，在所述第一涂层远离所述基板的一侧涂覆所述第二涂料，形成所述第二涂层，采用紫外光对所述第一涂层和所述第二涂层进行固化处理，得到所述第一凝胶层和所述第二凝胶层，所述第二凝胶层位于所述第一凝胶层远离所述基板的一侧，任选地，紫外光的波长为365nm，固化处理的时间为4min～6min。

20、在本发明的一些实施例中，涂覆所述第一涂料和/或所述第二涂料的方法包括浸涂、喷涂、滚涂、刷涂中的至少之一；和/或，所述基板的材质包括金属、陶瓷和塑料中的至少之一。

21、在本发明的又一方面，本发明提出了一种抗生物黏附板材，所述抗生物黏附板材是利用前面所述的方法制备得到的。由此，该抗生物黏附板材具有良好的抗生物黏附性能，可以减少生物在板材上的滋生和黏附。

22、在本发明的又一方面，本发明提出了一种储水容器，所述储水容器的内壁具有凝胶层，所述凝胶层通过在所述储水容器的内壁涂覆前面所述的涂料并固化形成，或者，所述储水容器包括前面所述的抗生物黏附板材。由此，该储水容器不易被生物黏附，可以抑制生物膜的形成，用于储水，可以保持较好的水质。

23、在本发明的又一方面，本发明提出了一种净水器，所述净水器包括前面所述的储水容器。由此，该净水器具有前面所述的储水容器所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。