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CN117003935A - 一种高包封率的聚合物载药纳米颗粒及其在涂料、表面膜材料中的应用 - Google Patents

一种高包封率的聚合物载药纳米颗粒及其在涂料、表面膜材料中的应用 Download PDF

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CN117003935A CN202310658424.6A CN202310658424A CN117003935A CN 117003935 A CN117003935 A CN 117003935A CN 202310658424 A CN202310658424 A CN 202310658424A CN 117003935 A CN117003935 A CN 117003935A
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Abstract

本发明公开了一种高包封率的聚合物载药纳米颗粒及其在涂料、表面膜材料中的应用。该聚合物载药纳米颗粒通过乳液聚合制得，同时负载不同log P值的抗菌药物。其制备工艺简单，产物粒径较小、分子量大、均一度高、药物包封率高，实现了反应型表面活性剂对非反应型表面活性剂的替代。采用上述聚合物载药纳米颗粒可制备一种涂料。利用涂料可通过交联成膜法进一步制备缓释抗菌表面膜材料，其机械性能好、耐化性能佳、安全性高。本发明可广泛应用于各类环境及材料表面，包括但不限于人居环境、医疗环境等环境中的器械、建材等表面改性，从而达到持久抗菌效果。

Description

一种高包封率的聚合物载药纳米颗粒及其在涂料、表面膜材 料中的应用
技术领域
本发明属于抗菌材料领域。具体地，涉及一种高包封率的聚合物载药纳米颗粒的制备及其在涂料、表面膜材料中的应用。
背景技术
微生物是地球上最古老的物种之一，遍布一切生物群落，且广泛存在于人类生产与生活环境中。大多数微生物对人类无害，可用来制造食品、化学品等。但一部分如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌等微生物会在适当的环境条件下迅速繁殖，导致物质发霉、腐败以及伤口溃烂感染等，对人类健康造成了许多不利影响。
传统的抗菌方法包括紫外抗菌、酒精消毒、高温杀菌等，但以上策略存在着抗菌时效短、操作反复繁琐、使用环境受限、有潜在的安全风险等问题。如Manuela Lualdi等(BMCInfect Dis.2021，21，594)设计了不同铝层掺入的复杂紫外线LED灯补充当前医院对受SARS-CoV-2污染的表面的清洁和消毒，虽提高了安全性但是成本较高且具有抗菌滞后性。表面改性策略从根本上赋予了材料抗菌的性能，弥补了前者的缺陷，且高聚物在表面形成了致密平整的涂层。Esmeryan,K.D.(Mater.Des.2018,160,395-404)受自然启发，利用超疏水结构来减少微生物附着，但并不具备杀菌或抑菌活性，在非疏水区域仍然有污染的风险；Luyun Cai等(J Agric.Food Chem.2020,68，7453-7466)利用Pickering乳液负载了抗菌肽，但药物载量与包封率较低，乳液稳定性较差。
因此，建立一种更加安全、稳定、持效的方法进行抗菌是十分必要的。缓释抗菌表面膜材料是一种新型的抗菌策略，其可在材料表面形成一层缓释抗菌膜，从而实现对表面微生物的持续抑制。与传统抗菌方法相比，缓释抗菌表面膜材料具有多种优点，例如可控性强、抑菌效果持久、不易迁移、对人体安全无害等。综上所述，采用一种稳定、易得的缓释载药体系，提升各种器械材料表面抗菌能力，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高包封率的聚合物载药纳米颗粒及其制备方法。该方法条件温和，成本低，操作简单，易于工业化生产。
本发明的另一目的是提供上述聚合物载药纳米颗粒的成膜方法。该方法包括一种涂料的制备方法以及基于该涂料的表面膜材料的制备方法。
本发明的另一目的是提供上述聚合物载药纳米颗粒在缓释抗菌表面膜材料中的应用。
一方面，本发明提供了一种具有高包封率的聚合物载药纳米颗粒及其制备方法。其通过乳液聚合制得，包括以下步骤：
在水中加入部分乳化剂，依次加入单体、抗菌药物，600rpm磁力搅拌3-12h，制得稳定的单体预乳液A；将部分引发剂用去离子水配成质量浓度3％-5％的溶液B；将碳酸氢钠和部分乳化剂用去离子水配成的溶液C；将部分引发剂用去离子水配成质量浓度2％-3％的溶液D；将氧化剂用去离子水配成质量浓度4％-6％的溶液E；将还原剂用去离子水配成质量浓度4％-6％的溶液F；将pH调节剂用去离子水配成质量浓度50％的溶液G。
在装有冷凝管、温度计和搅拌桨的1L夹套玻璃反应釜中加入溶液C，氮气置换后将反应温度升至85℃，开启搅拌；取5％质量的单体预乳液A作为种子加入反应釜，搅拌3-5min后加入溶液B；持续搅拌20-30min；之后，同时滴加单体预乳液A和溶液D，在3h内将剩余的单体预乳液A匀速加入；在3h 15min内将溶液D匀速加入。滴加完毕后，将反应温度降至65℃，同时滴加溶液E和溶液F，在30min内滴完。滴加完毕后，将反应温度降至40℃，一次性加入溶液G，搅拌10min后，pH值为8-9，过200目滤网即得聚合物载药纳米颗粒水分散体。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的单体可为苯乙烯、丙烯酸类单体、甲基丙烯酸类单体中的一种或几种；更优选地，可为购自于安耐吉化学试剂公司的苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯中的一种或几种；最优选地，单体可为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的引发剂种类可以为过氧化物、过硫酸盐或偶氮类引发剂；更优选地，可为购自于安耐吉化学试剂公司的过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁脒盐酸盐；最优选地，引发剂种类为偶氮二异丁腈或偶氮二异丁脒盐酸盐。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的氧化还原体系可以为叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、叔丁基过氧化氢/FF6M、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺、过氧化苯甲酰/FF6M、过硫酸铵/亚硫酸氢钠或过氧化氢/FF6M；更优选地，氧化还原体系可为叔丁基过氧化氢/FF6M。FF6M购自于德国Chemical公司。其余试剂购自于安耐吉化学试剂公司。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的表面活性剂可以为购自于安耐吉化学试剂公司的非反应型表面活性剂十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠，及购自日本Adeka公司的反应型表面活性剂ADEKA REASOAP SE-10N、ADEKA REASOAPSR-10、ADEKA REASOAP SR-1025、ADEKAREASOAPER-10、ADEKAREASOAPER-20、ADEKAREASOAPER-30或ADEKAREASOAPPP-70的一种或两种；更优选地，可为十二烷基苯磺酸钠、ADEKAREASOAP SR-10或ADEKAREASOAPER-30的一种或两种。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的pH调节剂可以为购自安耐吉化学试剂公司的碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、二甲基乙醇胺、N-甲基乙醇胺、丁基乙醇胺等；更优选地，可为二甲基乙醇胺。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒负载的抗菌药物为logP范围为0.5-6的具有抗菌作用的有机物，且不与引发剂产生反应；更优选地，为logP范围为1-3的具有抗菌作用的有机物，且不与引发剂产生反应；最优选地，为正-丁基-1，2-苯并异噻唑啉-3-酮(CAS4299-07-4)、碘丙炔醇丁基氨甲酸酯(CAS 55406-53-6)、2-苯氧基乙醇(CAS 122-99-6)或尼泊金乙酯(CAS 120-47-8)，且不与引发剂产生反应。以上试剂购均购自于安耐吉化学试剂公司。
优选地，所述聚合物纳米颗粒制备过程中使用的单体添加量与水添加量比例(W/W)可为1∶0.5-1∶2，例如1：0.5、1∶0.8、1∶1、1∶1.2、1∶1.5、1∶1.8或1∶2等，更优选地，单体添加量与水添加量的比例为1∶1.1-1∶1.2。其中重量(W)以克(g)为单位计算。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的引发剂添加量与单体添加量比例(W/W)可为1％-10％，例如1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％；更优选地，引发剂添加量与单体添加量比例为3％-5％。其中重量(W)以克(g)为单位计算。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的氧化还原体系添加量与单体添加量比例(W/W)为0.05％-0.5％，例如0.05％、0.06％、0.08％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％；更优选地，氧化还原体系添加量与单体添加量比例为0.2％。其中重量(W)以克(g)为单位计算。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的抗菌药物添加量与单体添加量比例(W/W)为0.5％-10％，例如0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％；更优选地，抗菌药物添加量与单体添加量比例为1％。其中重量(W)以克(g)为单位计算。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的反应温度可以为：初段80-90℃，中段60-70℃、末段35-45℃，例如80℃-65℃-40℃、80℃-60℃-45℃、85℃-65℃-45℃、85℃-70℃-40℃、85℃-70℃-45℃、90℃-60℃-45℃或90℃-65℃-45℃等；更优选地，反应温度可以为：初段85℃，中段65℃、末段40℃。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒制备过程中使用的pH调节剂添加量与单体添加量比例(W/W)可为0.05％-2％，例如0.05％、0.1％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1％、1.5％或2％；更优选地，pH调节剂添加量与单体添加量比例为0.4％.0.8％。其中重量(W)以克(g)为单位计算。
优选地，所述搅拌方式可以为机械搅拌，转速为200rpm、300rpm、400rpm、500rpm、600rpm、700rpm、900rpm、1000rpm、1250rpm、1500rpm；更优选地，搅拌转速为1000rpm。
优选地，所述抗菌药物添加方式可以为在预乳液中加入或通过核壳聚合方式在壳层预乳液中共混加入；更优选地，添加方式为通过核壳聚合方式在壳层预乳液中共混加入。
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒其重均分子量为20000-40000，平均粒径为100-200nm。
另一方面，本发明提供了基于上述聚合物载药纳米颗粒的涂料的制备方法。包括以下步骤；
称量聚合物纳米颗粒水分散体置于烧瓶中，加入质量比1∶1的去离子水进行稀释分散，而后加入5％交联剂、1.5％成膜助剂、0.3％润湿流平剂、0.03％消泡剂等助剂，利用磁力搅拌器800rpm搅拌10min，充分分散各类助剂的加入比均为助剂质量与水稀释后的聚合物纳米颗粒水分散体质量之比。
优选地，所述交联剂可为购自万华化学公司的Aquolin 268、Aquolin 269、Aquolin 270、Aquolin 278或Aquolin 280等；更优选地，可为Aquolin 268。
优选地，所述成膜助剂可为乙二醇、丙二醇、已二醇、二丙二醇正丁醚、二丙二醇单甲醚、聚乙二醇(分子量200)、乙二醇丁醚醋酸酯或双醋酸已二醇酯等；更优选地，可为二丙二醇单甲醚。
优选地，所述润湿流平剂可为购自毕克公司的BYK-151、BYK-153、BYK-301、BYK-333、BYK-346、BYK-348或BYK-361N等的一种或两种；更优选地，可为BYK-333或BYK-346的一种或两种。
优选地，所述消泡剂可为购自赢创特种化学(上海)有限公司的Tego Pren 5840、Tego Pren 5885、Tego Airex 902W、SurfynolAD01、Surfynol MD20或Surfynol 465等；更优选地，可为TegoAirex 902W。
第三方面，本发明提供了一种基于上述涂料的表面成膜方法。将上述涂料通过交联成膜方式在基材表面成膜，包括以下步骤：
称取1.00g涂料滴于基材表面，而后利用湿膜涂布器在基材表面水平刮膜，静置，待水分挥发挥发后即得表面膜材料。
优选地，所述基材可为尼龙布、玻璃板、工程塑料合金板(ABS+PC)、热塑性聚酯板(PET)或碳纤维板等。所述基材包括但不限于以上基材种类。
第四方面，本发明提供了上述缓释抗菌表面膜材料的应用。通过上述简便、快捷、可靠的成膜过程，在各类基材表面制备表面膜材料。通过对缓释抗菌表面膜材料进行抗霉菌、抗细菌测试，评价了材料的抗菌效果。与此同时，利用水透析法进行缓释能力测试，评价材料的缓释效果。此外，进一步对表面膜材料的生物安全性进行了研究。从而实现在环境中与人接触的常用器械的安全、高效的缓释抗菌效果。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
一是首次建立了以高包封率负载负载不同log P值的抗菌药物的聚合物载药纳米颗粒的合成方法，药物包封率可达90％以上。采用反应型表面活性剂完全替代了传统游离型表面活性剂，降低了聚合物纳米颗粒体系的潜在毒性，提升了水分散体的稳定性与均一度。二是首次将聚合物载药纳米颗粒的水分散体成膜过程应用于抗菌表面成膜领域。基于此可制备出透明、机械强度较高、耐化性能较好的表面膜材料。交联成膜法其异氰酸酯基团残留量<1％，进一步降低了材料的潜在毒性。三是实现了以缓释抗菌表面材料为基础对各类基材进行表面改性，进而实现表面抗菌。制备的表面膜材料缓释抗菌性能较优，同时生物安全性评价较好，可实现对常见细菌、霉菌的长效广谱抗菌。
附图说明
图1是本发明中基于聚合物载药纳米颗粒制备的缓释抗菌表面膜材料的耐化性能测试结果图。
图2是本发明中基于聚合物载药纳米颗粒制备的缓释抗菌表面膜材料的成膜过程检测结果图。
图3是本发明中基于聚合物载药纳米颗粒制备的缓释抗菌表面膜材料的成型效果图。
图4是本发明中基于聚合物载药纳米颗粒制备的缓释抗菌表面膜材料的浸出物测试结果图。
图5是本发明中基于聚合物载药纳米颗粒制备的缓释抗菌表面膜材料的抗霉菌性能测试结果图。
图6是本发明中基于聚合物载药纳米颗粒制备的缓释抗菌表面膜材料的抗细菌性能测试结果图。
图7是本发明中基于聚合物载药纳米颗粒制备的缓释抗菌表面膜材料的缓释性能测试结果图。
具体实施方式
下面，列举本发明的几个优选实施例，以进一步解释说明本发明的优势，但下述说明仅用于解释本发明，并不对其内容进行限制。
实施例1：一种聚合物载药纳米颗粒水分散体的制备和表征
在55.50g去离子水中加入0.89g十二烷基苯磺酸钠和2.50gADEKAREASOAP SR-10，依次加入0.94g苯乙烯、22.00g甲基丙烯酸甲酯、79.60g甲基丙烯酸丁酯和10.20g甲基丙烯酸羟乙酯，1.04g正-丁基-1，2-苯并异噻唑啉-3-酮通过与甲基丙烯酸羟乙酯共混加入，高速搅拌3-12h制得稳定的单体预乳液A；
将0.06g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用5.00g去离子水配成溶液B；
将0.20g碳酸氢钠和1.33g十二烷基苯磺酸钠用60.00g去离子水配成溶液C；
将0.19g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用12.00g去离子水配成溶液D；
将0.14g 70％叔丁基过氧化氢水溶液用2.00g去离子水配成溶液E；
将0.12g BRUGGOLITE FF6M用2.00g去离子水配成溶液F；
将1.00g pH调节剂二甲基乙醇胺用1.00g去离子水配成溶液G。
在装有冷凝管、温度计和搅拌桨的1L夹套玻璃反应釜中加入溶液C，氮气置换后将反应温度升至85℃，开启搅拌(D＝40mm转速1000rpm)。取5％质量的单体预乳液A作为种子加入反应釜，搅拌3.5min后加入溶液B，持续搅拌20-30min。之后，同时滴加单体预乳液A和溶液D，在3h内将剩余的单体预乳液A匀速加入；在3h 15min内将溶液D匀速加入。滴加完毕后，将反应温度降至65℃，同时滴加溶液E和溶液F，在30min内滴完。滴加完毕后，将反应温度降至40℃，一次性加入溶液G，搅拌10min后，pH值为8.9，过200目滤网即得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-1。利用真空冷冻干燥机对A-1进行冻干处理，得到冻干颗粒A-1G。
所得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-1，其基本性能如下：
外观为乳白、泛蓝光，pH为9.57，产率为87.67％，固形物含量44.67％；
利用纳米粒度与zeta电位分析仪对A-1进行粒径分析，其平均粒径为139.60nm，多分散系数(PDI)为0.023；
利用稳定性分析仪对A-1进行稳定性分析，其稳定性指数(TsI)为1.45；
利用凝胶渗透色谱仪(GPC)对A-1G进行分子量分析，其数均分子量为32107，重均分子量为34772；
利用高效液相色谱仪(HPLC)对A-1G进行药物包封率检测，其包封率为85.89±0.64％。
实施例2：一种聚合物载药纳米颗粒水分散体的制备和表征
在55.50g去离子水中加入0.89g十二烷基苯磺酸钠和2.50gADEKAREASOAP SR-10，依次加入0.94g苯乙烯、22.00g甲基丙烯酸甲酯、79.60g甲基丙烯酸丁酯和10.20g甲基丙烯酸羟乙酯，1.04g正-丁基-1，2-苯并异噻唑啉-3-酮通过与甲基丙烯酸羟乙酯共混后，分散于33％体系中置于另一瓶内，高速搅拌3-12h制得稳定的单体预乳液A、H；
将0.10g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用5.00g去离子水配成溶液B；
将0.20g碳酸氢钠和1.33g十二烷基苯磺酸钠用60.00g去离子水配成溶液C；
将0.32g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用12.00g去离子水配成溶液D；
将0.14g 70％叔丁基过氧化氢水溶液用2.00g去离子水配成溶液E；
将0.12g BRUGGOLITE FF6M用2.00g去离子水配成溶液F；
将1.00g pH调节剂二甲基乙醇胺用1.00g去离子水配成溶液G。
在装有冷凝管、温度计和搅拌桨的1L夹套玻璃反应釜中加入溶液C，氮气置换后将反应温度升至85℃，开启搅拌(D＝40mm转速1000rpm)。取7.5％质量的单体预乳液A作为种子加入反应釜，搅拌3-5min后加入溶液B，持续搅拌20-30min。之后，同时滴加单体预乳液A和溶液D，在2h内将剩余的单体预乳液A匀速加入，而后及时在剩余1h内将预乳液H匀速加入；在3h 15min内将溶液D匀速加入。滴加完毕后，将反应温度降至65℃，同时滴加溶液E和溶液F，在30min内滴完。滴加完毕后，将反应温度降至40℃，一次性加入溶液G，搅拌10min后，pH值为8-9，过200目滤网即得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-2。利用真空冷冻干燥机对A-2进行冻干处理，得到冻干颗粒A-2G。
所得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-2，其基本性能如下：
外观为乳白、泛蓝光，pH为9.37，产率为90.67％，固形物含量41.05％；
利用纳米粒度与zeta电位分析仪对A-2进行粒径分析，其平均粒径为150.14nm，多分散系数(PDI)为0.060；
利用稳定性分析仪对A-2进行稳定性分析，其稳定性指数(TsI)为1.10；
利用凝胶渗透色谱仪(GPC)对A-2G进行分子量分析，其数均分子量为32016，重均分子量为34423；
利用高效液相色谱仪(HPLC)对A-2G进行药物包封率检测，其包封率为95.06±0.79％。
实施例3：一种聚合物载药纳米颗粒水分散体的制备和表征
在55.50g去离子水中加入0.50gADEKA REASOAP ER-30和1.50gADEKA REASOAPSR-10，依次加入0.94g苯乙烯、22.00g甲基丙烯酸甲酯、79.60g甲基丙烯酸丁酯和10.20g甲基丙烯酸羟乙酯，1.04g正-丁基-1，2-苯并异噻唑啉-3-酮通过与甲基丙烯酸羟乙酯共混后，分散于33％体系中置于另一瓶内，高速搅拌3.12h制得稳定的单体预乳液A、H；
将0.10g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用5.00g去离子水配成溶液B；
将0.20g碳酸氢钠、0.50gADEKAREASOAP ER-30与1.00gADEKA REASOAP SR-10用60.00g去离子水配成溶液C；
将0.32g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用12.00g去离子水配成溶液D；
将0.14g 70％叔丁基过氧化氢水溶液用2.00g去离子水配成溶液E；
将0.12g BRUGGOLITE FF6M用2.00g去离子水配成溶液F；
将1.00g pH调节剂二甲基乙醇胺用1.00g去离子水配成溶液G。
在装有冷凝管、温度计和搅拌桨的1L夹套玻璃反应釜中加入溶液C，氮气置换后将反应温度升至85℃，开启搅拌(D＝40nm转速1000rpm)。取7.5％质量的单体预乳液A作为种子加入反应釜，搅拌3-5min后加入溶液B，持续搅拌20-30min。之后，同时滴加单体预乳液A和溶液D，在2h内将剩余的单体预乳液A匀速加入，而后及时在剩余1h内将预乳液H匀速加入；在3h 15min内将溶液D匀速加入。滴加完毕后，将反应温度降至65℃，同时滴加溶液E和溶液F，在30min内滴完。滴加完毕后，将反应温度降至40℃，一次性加入溶液G，搅拌10min后，pH值为8-9，过200目滤网即得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-3。利用真空冷冻干燥机对A-3进行冻干处理，得到冻干颗粒A-3G。
所得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-3，其基本性能如下：
外观为乳白、泛蓝光，pH为9.22，产率为93.55％，固形物含量43.56％；
利用纳米粒度与zeta电位分析仪对A-3进行粒径分析，其平均粒径为171.72nm，多分散系数(PDI)为0.023；
利用稳定性分析仪对A-3进行稳定性分析，其稳定性指数(TSI)为0.56；
利用凝胶渗透色谱仪(GPC)对A-3G进行分子量分析，其数均分子量为35016，重均分子量为36727；
利用高效液相色谱仪(HPLC)对A-3G进行药物包封率检测，其包封率为90.81±1.33％。
实施例4：一种聚合物载药纳米颗粒水分散体的制备和表征
在55.50g去离子水中加入0.50gADEKA REASOAP ER-30和1.50gADEKA REASOAPSR-10，依次加入0.94g苯乙烯、22.00g甲基丙烯酸甲酯、79.60g甲基丙烯酸丁酯和10.20g甲基丙烯酸羟乙酯，1.04g碘丙炔醇丁基氨甲酸酯通过与甲基丙烯酸羟乙酯共混后，分散于33％体系中置于另一瓶内，高速搅拌3.12h制得稳定的单体预乳液A、H；
将0.10g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用5.00g去离子水配成溶液B；
将0.20g碳酸氢钠、0.50gADEKAREASOAP ER-30与1.00gADEKA REASOAP SR-10用60.00g去离子水配成溶液C；
将0.32g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用12.00g去离子水配成溶液D；
将0.14g 70％叔丁基过氧化氢水溶液用2.00g去离子水配成溶液E；
将0.12g BRUGGOLITE FF6M用2.00g去离子水配成溶液F；
将1.00g pH调节剂二甲基乙醇胺用1.00g去离子水配成溶液G。
在装有冷凝管、温度计和搅拌桨的1L夹套玻璃反应釜中加入溶液C，氮气置换后将反应温度升至85℃，开启搅拌(D＝40mm转速1000rpm)。取7.5％质量的单体预乳液A作为种子加入反应釜，搅拌3-5min后加入溶液B，持续搅拌20-30min。之后，同时滴加单体预乳液A和溶液D，在2h内将剩余的单体预乳液A匀速加入，而后及时在剩余1h内将预乳液H匀速加入；在3h 15min内将溶液D匀速加入。滴加完毕后，将反应温度降至65℃，同时滴加溶液E和溶液F，在30min内滴完。滴加完毕后，将反应温度降至40℃，一次性加入溶液G，搅拌10min后，pH值为8-9，过200目滤网即得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-4。利用真空冷冻干燥机对A-4进行冻干处理，得到冻干颗粒A-4G。
所得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-4，其基本性能如下：
外观为乳白、泛蓝光，pH为9.53，产率为90.08％，固形物含量40.15％；
利用纳米粒度与zeta电位分析仪对A-4进行粒径分析，其平均粒径为156.06nm，多分散系数(PDI)为0.073；
利用稳定性分析仪对A-4进行稳定性分析，其稳定性指数(TsI)为0.54；
利用凝胶渗透色谱仪(GPC)对A-4进行分子量分析，其数均分子量为35329，重均分子量为37136。
实施例5：一种聚合物载药纳米颗粒水分散体的制备和表征
在55.50g去离子水中加入0.50gADEKA REASOAP ER-30和1.50gADEKA REASOAPSR-10，依次加入0.94g苯乙烯、22.00g甲基丙烯酸甲酯、79.60g甲基丙烯酸丁酯和10.20g甲基丙烯酸羟乙酯，1.04g 2-苯氧基乙醇通过与甲基丙烯酸羟乙酯共混后，分散于33％体系中置于另一瓶内，高速搅拌3-12h制得稳定的单体预乳液A、H；
将0.10g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用5.00g去离子水配成溶液B；
将0.20g碳酸氢钠、0.50gADEKAREASOAP ER-30与1.00gADEKA REASOAP SR-10用60.00g去离子水配成溶液C；
将0.32g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用12.00g去离子水配成溶液D；
将0.14g 70％叔丁基过氧化氢水溶液用2.00g去离子水配成溶液E；
将0.12g BRUGGOLITE FF6M用2.00g去离子水配成溶液F；
将1.00g pH调节剂二甲基乙醇胺用1.00g去离子水配成溶液G。
在装有冷凝管、温度计和搅拌桨的1L夹套玻璃反应釜中加入溶液C，氮气置换后将反应温度升至85℃，开启搅拌(D＝40mm转速1000rpm)。取7.5％质量的单体预乳液A作为种子加入反应釜，搅拌3-5min后加入溶液B，持续搅拌20-30min。之后，同时滴加单体预乳液A和溶液D，在2h内将剩余的单体预乳液A匀速加入，而后及时在剩余1h内将预乳液H匀速加入；在3h 15min内将溶液D匀速加入。滴加完毕后，将反应温度降至65℃，同时滴加溶液E和溶液F，在30min内滴完。滴加完毕后，将反应温度降至40℃，一次性加入溶液G，搅拌10min后，pH值为8-9，过200目滤网即得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-5。利用真空冷冻干燥机对A-5进行冻干处理，得到冻干颗粒A-5G。
所得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-5，其基本性能如下：
外观为乳白、泛蓝光，pH为9.36，产率为91.48％，固形物含量40.97％；
利用纳米粒度与zeta电位分析仪对A-5进行粒径分析，其平均粒径为145.37nm，多分散系数(PDI)为0.046；
利用稳定性分析仪对A-5进行稳定性分析，其稳定性指数(TSI)为0.58；
利用凝胶渗透色谱仪(GPC)对A-5G进行分子量分析，其数均分子量为35974，重均分子量为37077。
实施例6：一种聚合物载药纳米颗粒水分散体的制备和表征
在55.50g去离子水中加入0.50gADEKA REASOAP ER-30和1.50gADEKA REASOAPSR-10，依次加入0.94g苯乙烯、22.00g甲基丙烯酸甲酯、79.60g甲基丙烯酸丁酯和10.20g甲基丙烯酸羟乙酯，1.04g尼泊金乙酯通过与甲基丙烯酸羟乙酯共混后，分散于33％体系中置于另一瓶内，高速搅拌3-12h制得稳定的单体预乳液A、H；
将0.10g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用5.00g去离子水配成溶液B；
将0.20g碳酸氢钠、0.50gADEKAREASOAP ER-30与1.00gADEKA REASOAP SR-10用60.00g去离子水配成溶液C；
将0.32g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐用12.00g去离子水配成溶液D；
将0.14g 70％叔丁基过氧化氢水溶液用2.00g去离子水配成溶液E；
将0.12g BRUGGOLITE FF6M用2.00g去离子水配成溶液F；
将1.00g pH调节剂二甲基乙醇胺用1.00g去离子水配成溶液G。
在装有冷凝管、温度计和搅拌桨的1L夹套玻璃反应釜中加入溶液C，氮气置换后将反应温度升至85℃，开启搅拌(D＝40mm转速1000rpm)。取7.5％质量的单体预乳液A作为种子加入反应釜，搅拌3-5min后加入溶液B，持续搅拌20-30min。之后，同时滴加单体预乳液A和溶液D，在2h内将剩余的单体预乳液A匀速加入，而后及时在剩余1h内将预乳液H匀速加入；在3h 15min内将溶液D匀速加入。滴加完毕后，将反应温度降至65℃，同时滴加溶液E和溶液F，在30min内滴完。滴加完毕后，将反应温度降至40℃，一次性加入溶液G，搅拌10min后，pH值为8-9，过200目滤网即得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-6。利用真空冷冻干燥机对A-6进行冻干处理，得到冻干颗粒A-6G。
所得聚合物载药纳米颗粒水分散体A-6，其基本性能如下：
外观为乳白、泛蓝光，pH为9.31，产率为92.70％，固形物含量42.46％；
利用纳米粒度与zeta电位分析仪对A-6进行粒径分析，其平均粒径为140.80nm，多分散系数(PDI)为0.032；
利用稳定性分析仪对A-6进行稳定性分析，其稳定性指数(TsI)为0.61；
利用凝胶渗透色谱仪(GPC)对A-6G进行分子量分析，其数均分子量为36632，重均分子量为37774。
实施例7：功能性涂料与表面膜材料的制备及其性能测试
称量10g聚合物纳米颗粒水分散体A-3置于烧瓶中，加入质量比1∶1的10g去离子水进行稀释分散，而后加入1g交联剂Aquolin 268、0.3g成膜助剂二丙二醇单甲醚、0.3g润湿流平剂BYK-333与BYK346、0.03g消泡剂Tego Airex 902W，利用磁力搅拌器800rpm搅拌10min，充分分散后，称取1g滴于基材表面，而后利用湿膜涂布器在尼龙布、玻璃板、工程塑料合金板(ABS+PC)、热塑性聚酯板(PET)及碳纤维板表面水平刮膜，静置，待水分挥发后即得表面膜材料B-1、B-2、B-3、B-4、B-5。
对B-1～B-4利用铅笔划痕法进行硬度测试。将干燥后的材料板放置在水平桌面，实验时，将铅笔固定在仪器内部，使铅笔以45°角向下压在材料表面。推动仪器使铅笔在材料表面划动，以1mm/s的速度向前推进8mm，30s后观察材料表面是否出现划痕与损伤。如果出现3mm及以上的缺陷，则降低铅笔硬度继续采用同种方法进行实验；如果未出现缺陷，则增加铅笔硬度继续进行实验，直到出现小于3mm的缺陷为止。以没有使材料表面出现3mm以上划痕与损伤的最强铅笔硬度来表示材料的硬度。
表1铅笔划痕法硬度测试结果
材料成型后利用了铅笔划痕法进行硬度测试。除尼龙布基材外，其余基材表面均可进行实验。实验结果表明，在玻璃、ABS+PC、PET、碳纤维等基材表面进行缓释抗菌表面膜材料成型后均可形成一定硬度的膜结构，其硬度等级均在HB以上。与此同时，在尼龙布表面亦可形成连续的膜结构。
对B-1～B-5进行耐化性能测试。耐化性能检测方法如下所示：
耐水性：试液为蒸馏水，试验区域取每块板的中间部位，在试验区域上放上吸水纸，并加上玻璃罩密封，实验过程中保持滤纸润湿。实验时间为24h，实验后放置24h后观察。
耐碱性：试液为10％Na2CO3溶液，试验区域取每块板的中间部位，在试验区域上放上吸水纸，并加上玻璃罩密封，实验过程中保持滤纸润湿。实验时间为24h，实验后放置24h后观察。
耐醇性：试液为50％(体积分数)的乙醇溶液，试验区域取每块板的中间部位，在试验区域上放上吸水纸，并加上玻璃罩密封，实验过程中保持滤纸润湿。实验时间为24h，实验后放置24h后观察。
耐酸性：试液为10％的乙酸溶液，试验区域取每块板的中间部位，在试验区域上放上吸水纸，并加上玻璃罩密封，实验过程中保持滤纸润湿。实验时间为24h，实验后放置24h后观察。
表2耐化性能分级评价
耐化性能测定结果如附图1及下表3所示，从耐性测试结果来看，利用上述聚合物载药纳米颗粒制备的表面膜材料在各类基材表面均具有较好的耐水、耐醇、耐酸及耐碱性能。
表3耐化性熊测试结果
实施例8：表面膜材料的成膜过程监测
称量10g聚合物纳米颗粒水分散体A-3置于烧瓶中，加入质量比1∶1的10g去离子水进行分散，而后加入1g交联剂Aquolin 268、0.3g成膜助剂二丙二醇单甲醚、0.3g润湿流平剂BYK-333与BYK-346、0.03g消泡剂TegoAirex 902W，利用磁力搅拌器800rpm搅拌10min，充分分散后，称取1g滴于基材表面，而后利用湿膜涂布器在玻璃板表面水平刮膜，待水分挥发后即得表面膜材料B-6。
将材料前体滴加在衰减全反射-傅里叶红外光谱仪的探头表面进行实验。前12h内采用10min/次的速率进行红外谱图采集，而后以1h/次的速率进行剩余红外谱图采集。采集后对异氰酸酯基团的特征峰(2275-2250cm-1，1400-1350cm-1)进行对比与分析，绘制成膜过程异氰酸酯基团的变化曲线，从而探究交联成膜后的材料成膜效果。结果如附图2所示。异氰酸酯基团在三天内不断消耗。在初始的10h内，其反应迅速，异氰酸酯残余量迅速降至40％以下，而后其反应速度逐渐趋缓。在3天后，其反应基本结束，异氰酸酯基团残余量<1％。以上结果说明，材料在固化后进一步反应使其形成更为致密的结构；异氰酸酯的残余量少，降低了材料的潜在毒性，证明了材料成型的可行性。
实施例9：表面膜材料在多种基材表面的制备与应用及其生物安全性评价
称量10g聚合物纳米颗粒水分散体A-3置于烧瓶中，加入质量比1∶1的10g去离子水进行稀释分散，而后加入1g交联剂Aquolin 268、0.3g成膜助剂二丙二醇单甲醚、0.3g润湿流平剂BYK-333与BYK346、0.03g消泡剂TegoAirex 902W，利用磁力搅拌器800rpm搅拌10min，充分分散后，称取1g滴于基材表面，而后利用湿膜涂布器在尼龙布、玻璃板、工程塑料合金板(ABs+PC)、热塑性聚酯板(PET)及碳纤维板表面水平刮膜，静置，待水分挥发后即得表面膜材料B-7、B-8、B-9、B-10、B-11，如附图3所示。
材料在五种基材表面均可形成透明硬质薄膜，且经过理化性能测试，初步证明其在大多数的环境器械、建材表面具有一定的应用价值。
测定缓释抗菌表面膜材料中可能的残留杂质。在25℃条件下，利用透析袋将膜材料B-7浸泡到装有2000mL的去离子水的烧杯中，采用500rpm转速进行搅拌。在第7天取出浸泡液。利用HPLC测定透析液中的残留物质，分别将可能残留的样品利用HPLC进行测试，将峰形与出峰位置进行对比，计算残留量，从而初步判断缓释抗菌材料的生物安全性。色谱柱：C18MP(2)，4.6×250mm，5μm；流动相：乙腈-水(90：10，v/v)梯度至50：50；检测波长：240nm/224nm；流速：0.8mL/min；柱温：35℃；进样量：20μL。
生物安全性测定结果如下附图4及表4所示：
表4材料中的可沥滤物检测结果
材料前体中共混的交联剂在三天内完全固化后其残留率<1％，与此同时，成膜助剂的添加量均较低，其余成膜助剂在检测过程中也未发现有过量溶出。聚合物纳米颗粒聚合过程中的残余单体与反应型表面活性剂在7天浸泡后有少量溶出。1cm2材料在水中的可沥滤物含量<0.04％，材料内部的单体物质实际溶出量均处于较低水平。本实施例9进一步证明，在材料内部，各类单体、反应型表面活性剂等物质残留量均处于较低水平。初步证明材料具有一定的生物安全性。
实施例10：表面膜材料在多种基材表面的制备及其缓释抗菌性能测试
称量10g聚合物纳米颗粒水分散体A-3置于烧瓶中，加入质量比1∶1的10g去离子水进行稀释分散，而后加入1g交联剂Aquolin268、0.3g成膜助剂二丙二醇单甲醚、0.3g润湿流平剂BYK-333与BYK346、0.03g消泡剂Tego Airex 902W，利用磁力搅拌器800rpm搅拌10min，充分分散后，称取1g滴于基材表面，而后利用湿膜涂布器在尼龙布、玻璃板、工程塑料合金板(ABS+PC)、热塑性聚酯板(PET)及碳纤维板表面水平刮膜，静置，待水分挥发挥发后即得表面膜材料B-12、B-13、B-14、B-15、B-16。
(1)抗霉菌性能测试：
按照抗菌防霉木质装饰板(JC/T 2039-2010)、漆膜耐霉菌性测定法(GB/T 1741-2020)进行抗菌测试。
(a)采用巴西曲霉(Aspergillus brasiliensis,ATCC 16404)、黑曲霉（Aspergillus niger,CMCC 98003)、桔青霉(Penicillium citrinum，ATCC 1109)、绳状青霉(Penicillium funiculosum，CGMCC 3.3875)、总状毛霉(Mucor racemosus，GDMCC 3.87)作为实验菌种对表面膜材料B-12、B-13、B-14、B-15、B-16进行抗霉菌性能测试。将保藏的菌种转接到PDA斜面培养基中，在28℃下培养12天，表面有明显霉层，生成大量孢子后取出备用。
(b)在培养后的斜面培养基中加入少量无菌水，用接种针轻轻刮取表面霉菌孢子，而后将其转入到锥形瓶中，再加入质量分数0.05％吐温80生理盐水溶液约50mL。向此锥形瓶中加入直径为5mm的玻璃珠10-15颗，轻轻振摇15min。而后用脱脂棉堵住玻璃漏斗，过滤，用血球计数板在显微镜下计数并观察，保存待用。
(c)向无菌培养皿(直径90mm)中加入15mL营养盐琼脂培养基，待其凝固后备用。将空白对照样品及试样分别铺在培养基上，而后向15mL营养盐琼脂培养基中接种1mL孢子悬浮液，混匀后，将其倾注在试样和基底表面，而后在28℃，相对湿度92％RH下培养。每类试样各进行3次平行。
(d)将阴性对照样品无菌滤纸铺在平板培养基上，按上述步骤4操作。在同样条件下培养7天后，滤纸上应明显有菌生长，否则试验应被视为无效。
(e)28天后，观察表面霉菌生长情况，记录实验结果。
抗霉菌测试结果如附图5及表5所示：
表5抗霉菌实验结果评价
阴性对照组中的滤纸表面均有不同程度的生长，其三个平板内部分别存在着不同优势菌株生长，滤纸表面霉层大量生成，其面积大于滤纸总表面积的70％以上，已达到严重生长级别。尼龙布、玻璃板、工程塑料合金板(ABS+PC)、热塑性聚酯板(PET)、碳纤维板等五种空白对照表面均有一定的霉菌生长，在其材料边缘、内部等处已出现明显菌落，其面积已大于空白对照材料表面积的10％以上，处于2级或3级的霉菌生长情况。而实验组材料表面90％以上的区域无霉菌生长，仅部分材料边缘有霉菌菌落出现；与此同时，其外缘霉菌生长情况也受到了一定遏制，基本达到0级或1级的霉菌生长情况。实验结果说明，本实验制备的材料具有较好的抗霉菌效果，对环境中常见的霉菌均有良好的抑制作用。材料成型放置一个月后，仍具有较为优秀的抗菌能力，初步证明抗菌表面材料具有一定的缓释抗菌效果。
(2)抗细菌性能测试：
器械、建材等使用环境中能够生长的微生物种类较多，因此，采用混菌培养的方式可以较好地模拟日常应用环境。将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌混合培养可以模拟现实生活中微生物混合感染的情况，有助于了解它们在共同生长的环境中的相互作用及其对宿主的影响。本实验参照塑料与塑料表面抗菌性能实验方法(GB/T 31402-2015)。采用两者混合培养的方式对表面膜材料B-12、B-13、B-14、B-15、B-16进行抗细菌检测。
(a)细菌预培养，以大肠杆菌(Escherichia coli，ATCC 6538)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus，ATCC 9739)作为实验菌种进行抗霉菌性能测试。将保藏菌种转到斜面培养基上在35℃培养24h。
(b)准备试样，包括附着于不同基材的缓释抗菌表面膜材料和未经处理的材料，共12片。
(c)制备接种液，使用预培养好的细菌转移到1/500NB培养液中，稀释成细菌浓度在2.5×105CFU/mL-10×105CFU/mL之间。
(d)接种试样，将试样放入无菌的培养皿中，用接种液滴到试样表面，覆盖薄膜并轻轻按压使菌液扩散，然后在35℃，相对湿度95％的条件下培养24h。而后回收细菌，对已接种的未做抗菌处理试样进行菌种回收，应对试样进行充分冲洗。
(e)测试活菌数，按照程序培养后对试样上的活菌进行计数。使用平板培养法测定活菌数，将回收液进行10倍梯度稀释，分别放入无菌培养皿中，然后在35℃培养48h。
(f)统计结果，对菌落数在30.300之间的菌落进行计数，记下每个稀释度培养皿上的菌落数并保留2位有效数字，记录稀释倍数。计算活菌数，按照公式(1)计算活菌数。
式中：
N-试样每em2的活菌数目；
C-两培养基表面的平均活菌数目；
D-稀释倍数；
V-进行洗脱操作的SCDLP培养基，mL；
A-覆盖于材料表面的膜表面积，mm2。
计算每组试样回收活菌数的几何平均数，并取2位有效数字，若某一稀释倍数的所有琼脂平板上都没有菌落，则将活菌计作<V(用于洗脱的SCDLP培养液的体积，mL)。计算平均数时，如各稀释度均没有菌数，则记录为V。例如：V＝10mL，计算所得平均菌数为10。
(g)抗菌性能的计算：在试验被认为有效的情况下，用公式(2)计算抗菌性能值。
R＝(Ut-U0)-(A-U0)＝Ut-A 公式(2)
式中：
R-抗菌性能值；
U0-未经抗菌处理试样接种后即时菌数的对数平均值，CFU/cm2；
Ut-未经抗菌处理试样接种后24h的菌数的对数平均值，CFU/cm2；
A-经抗菌处理试样接种后24h的菌数的对数平均值，CFU/cm2。
抗细菌性能测试结果如下：
附图6展示了在稀释倍数为1倍时的平板计数培养结果，其中金黄色的菌落为金黄色葡萄球菌、白色的菌落为大肠杆菌。同一梯度下，试验组几乎无菌生长，而空白对照组金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均有明显生长。
表6抗菌性能值
根据实际活菌数进行抗菌性能值计算，计算结果如表6所示。抗菌性能值数值越大，证明其抗菌性能越强。缓释抗菌表面膜材料在五种基材表面涂覆后均有较优异的抗菌效果，且实验平行性较好。放置1个月使用的表面材料仍具有优秀的抗菌效果，进一步证明其具有良好的缓释抗菌能力。
(3)缓释性能测试：
抗菌表面材料在器械表面涂覆后，若想长久使用，需要具有一定的持效性，因此对其缓释效果的测试显得尤为重要。水在器械使用过程当中密不可分，器械表面经常需要用水擦拭，因此，对于材料在水当中的药物扩散效果探究，可侧面印证其缓释能力。在室温(25℃)条件下，利用透析袋将表面膜材料B-13浸泡到装有2000mL的去离子水的烧杯中，采用500rpm转速进行搅拌。在0.5h、1h、2h、3h、4h、8h、16h、24h、36h、48h、72h、4天、5天、6天、7天取出浸泡液，定时更换透析液。利用高效液相色谱(HPLC)测试浸泡液中的药物浓度，制作缓释效果曲线，探究缓释效果。重复实验三次，测量结果取平均值。根据公式计算出累积释放药物量。药物累积释放量计算公式如下：
式中：
Er-药物累计释放量；
Ve-水的置换体积，mL；
V0-释放介质总体积，mL；
Ci-第i次置换取样时释放液的浓度；
mdrug-纳米粒子所载药物总质量；
n-置换水的次数。
利用7日水透析法进行药物保留率测定，结果如附图7所示。药物在7天内缓慢释放，在初期其释放速率较快，2天内药物保留率即降至90％以下；而后其释放速率逐渐降低，7天后，其药物保留率为74.68％。初步证明其在环境中具有一定的药物缓释效果。
本实施例通过对各类基材上的表面膜材料进行抗菌性能与缓释性能表征，说明材料包覆的抗菌药物可在7天内得到大部分保留，同时在30天后仍具有优秀的抗菌防霉能力。

Claims (8)

1.一种聚合物载药纳米颗粒，其特征在于：
以水为分散介质；以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯为反应单体；以非反应型表面活性剂与反应型表面活性剂中的一类或两类为表面活性剂；以偶氮类化合物为引发剂，采用乳液聚合制得聚合物载药纳米颗粒水分散体，在聚合过程中负载药物。
2.根据权利要求1所述的聚合物载药纳米颗粒，其特征在于：
采用如下质量百分比的各原料：苯乙烯0.2％-0.8％，甲基丙烯酸甲酯7％-12％，甲基丙烯酸丁酯30％-35％，甲基丙烯酸羟乙酯2％-7％，抗菌药物0.1％-0.6％，引发剂0.5-％-1.2％，表面活性剂2％-3％，碳酸氢钠0.2％-0.5％，氧化还原体系0.01％-0.03％，pH调节剂0.01％-0.03％，去离子水50％-60％；
采用的引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异丁脒盐酸盐；
采用的表面活性剂为非反应型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，反应型表面活性剂ADEKA REASOAP SR-10、ADEKA REASOAP ER-30中的一种或两种；
采用的氧化还原体系包括氧化剂和还原剂，所述的氧化剂为叔丁基过氧化氢，还原剂为BRUGGOLITE FF6M；
采用的pH调节剂为二甲基乙醇胺；
优选地，所述聚合物载药纳米颗粒负载的抗菌药物为log P范围为0.5-6的具有抗菌作用的有机物；更优选地，其为logP范围为1-3的具有抗菌作用的有机物；最优选地，其为正-丁基-1，2-苯并异噻唑啉-3-酮(CAS 4299-07-4)、碘丙炔醇丁基氨甲酸酯(CAS 55406-53-6)、2-苯氧基乙醇(CAS 122-99-6)或尼泊金乙酯(CAS 120-47-8)。
3.一种聚合物载药纳米颗粒的制备方法，其特征在于：
配制溶液：在水中加入部分乳化剂，依次加入单体、抗菌药物，600rpm磁力搅拌3-12h，制得稳定的单体预乳液A；将部分引发剂用去离子水配成质量浓度3％-5％的溶液B；将碳酸氢钠和部分乳化剂用去离子水配成的溶液C；将部分引发剂用去离子水配成质量浓度2％-3％的溶液D；将氧化剂用去离子水配成质量浓度4％-6％的溶液E；将还原剂用去离子水配成质量浓度4％-6％的溶液F；将pH调节剂用去离子水配成质量浓度50％的溶液G；
反应过程：在装有冷凝管、温度计和搅拌桨的1L夹套玻璃反应釜中加入溶液C，氮气置换后将反应温度升至85℃，开启搅拌；取5％质量的单体预乳液A作为种子加入反应釜，搅拌3-5min后加入溶液B；持续搅拌20-30min；之后，同时滴加单体预乳液A和溶液D，在3h内将剩余的单体预乳液A匀速加入；在3h 15min内将溶液D匀速加入；滴加完毕后，将反应温度降至65℃，同时滴加溶液E和溶液F，在30min内滴完；滴加完毕后，将反应温度降至40℃，一次性加入溶液G，搅拌10min后，pH值为8-9，过200目滤网即得聚合物载药纳米颗粒水分散体。
4.权利要求1所述的聚合物载药纳米颗粒作为主要原材料制备的涂料，其特征在于：
主要配方以水为分散介质；以聚合物纳米颗粒水分散体为配方主体；以(2，4，6-三氧代三嗪-1，3，5(2H，4H，6H)-三基)三(六亚甲基)异氰酸酯为交联剂；以醇醚类物质为成膜助剂，并加入润湿流平剂和消泡剂。
5.根据权利要求4所述的涂料，其特征在于：
采用如下质量百分比的各原料：聚合物纳米颗粒水分散体50％，交联剂5％，成膜助剂1.5％，润湿流平剂0.3％，消泡剂0.3％，去离子水50％；
采用的交联剂为Aquolin 268；
采用的成膜助剂为二丙二醇单甲醚；
采用的润湿流平剂为BYK-333或BYK-346中的一种或两种；
采用的消泡剂为Tego Airex 902W。
6.权利要求4所述的涂料制备的缓释抗菌表面膜材料，其特征在于：
称量聚合物纳米颗粒水分散体置于烧瓶中，加入质量比1：1的去离子水进行稀释分散，而后加入5％交联剂、1.5％成膜助剂、0.3％润湿流平剂、0.03％消泡剂，利用磁力搅拌器800rpm搅拌10min，充分分散后，称取1g滴于基材表面，而后利用湿膜涂布器在基材表面水平刮膜，静置，待水分挥发后即得表面膜材料；各类助剂的加入比均为助剂质量与水稀释后的聚合物纳米颗粒水分散体质量之比。
7.根据权利要求6所述的缓释抗菌表面膜材料，其特征在于：
适用的基材包括木材、金属、塑料、玻璃和碳纤维；优选地，适用的基材包括尼龙布、玻璃板、工程塑料合金板(ABS+PC)、热塑性聚酯板(PET)及碳纤维板。
8.根据权利要求6所述的缓释抗菌表面膜材料，其特征在于：
可应用于包括但不限于人居环境、医疗环境等环境常见的仪器、用具、建筑材料表面。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7354596B1 (en) * 1998-05-01 2008-04-08 3M Innovative Properties Company Anti-microbial agent delivery system
CN105237681A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 江南大学 一种卤胺抗菌剂包覆改性纳米二氧化钛复合材料及其制备方法
CN108271773A (zh) * 2018-01-11 2018-07-13 深圳市爱丽客精细化工有限公司 复合抗菌微粒、其制备方法及应用
CN114773976A (zh) * 2022-03-10 2022-07-22 漳州三德利油漆涂料有限公司 一种水性杀菌抗病毒耐醇高硬度抗划伤塑胶漆及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7354596B1 (en) * 1998-05-01 2008-04-08 3M Innovative Properties Company Anti-microbial agent delivery system
CN105237681A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 江南大学 一种卤胺抗菌剂包覆改性纳米二氧化钛复合材料及其制备方法
CN108271773A (zh) * 2018-01-11 2018-07-13 深圳市爱丽客精细化工有限公司 复合抗菌微粒、其制备方法及应用
CN114773976A (zh) * 2022-03-10 2022-07-22 漳州三德利油漆涂料有限公司 一种水性杀菌抗病毒耐醇高硬度抗划伤塑胶漆及其制备方法

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