基本季铵化铵有机硅烷组合物及其自稳定水溶液的制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及从原料的双组分组合物形成部分季铵化有机硅烷组合物；制备包含所述组合物的惰性和可水解重组组分的稳定水溶液；和使所述水溶液热固化到表面上，从而得到抗微生物涂层。
现有技术通过用适合的3-氯丙基有机硅烷试剂使相应的叔胺季铵化(Rxn-1)，一般可形成类型CH3 (CH2) n_17 (CH3) 2N+ (CH2) 3Si (OR) 3A_的季铵有机硅烷(也归类为有机甲硅烷基季胺)。也已用相应的烷基氯通过供选的平行合成途径构造相同的季铵化结构，以使3-二甲基氨基丙基有机硅烷季铵化(Rxn-Γ)。本文所用术语“季铵化”指使叔胺官能团烷基化的作用。此合成反应已在熔融态(即，纯)或在溶剂存在下达到。反过来可使通式CH3(CH2)n_17(CH3)2N+ (CH2) 3Si (OR) 3A_的所述有机硅烷水解成相应的有机硅烷三醇，即CH3 (CH2) n_17 (CH3) 2N+ (CH2)3Si (OH) 3A_，并且在热处理后得到通式 CH3 (CH2) n_17 (CH3) 2N+ (CH2) 3Si (OT) 3_n (OH) nA_ 的抗微生物缩合产物，其中(CH2) n_17表示11-17个碳单元的脂族饱和链，R表示甲基或乙基，A—表示离去基团，通常为卤素，最常为氯，η表示0-2的整数值(更可能为0-1)，T表示包含一个或多个有机硅烷单元的结合配偶体，可能为包含较高级低聚和聚硅倍半氧烷缔合的组合体，及具有羟基的基质或适用于结合的可互相缠绕表面。如现有技术证明，为了在反应过程中促进最大季铵化，实行提高温度和延长反应时间。随后，通过物质的直接稀释/溶解，制备产生的季铵化产物的水溶液。为此，一般将物质加到剧烈搅拌的水溶液。制备所述季铵有机硅烷和随后在水中溶解似乎不重要；如本文实例所示，两种简单的平行方法，即Rxn-1 & Rxn-2和Rxn-1’ & Rxn_2，产生相同的含水产物。然而，给予新生成季胺水溶液长期储存稳定性主要涉及直接影响这种抗微生物制剂的使用和可销售性。经验显示，中高含水浓度(例如，2-5%重量)不稳定，导致聚硅倍半氧烷类型聚合物的过早沉降。为了改善储存期限和储存稳定性，并因此得到可销售制剂，在季铵化后实行几个策略。为了延长储存期限使用的一些一般方法引入表面活性剂添加剂，使游离硅烷醇末端与 稳定剂(例如，单糖和多羟基分子)配位，使所述季有机硅烷水解产物与亲水聚合物配位/缔合，加入非水溶剂，例如毒性甲醇，使用供选的含水-有机系统，及应用其组合。在某些情况下调节PH，以使稳定剂给予的益处达到最大限度。迄今，已证明执行这些季铵化后策略有助于得到基于水的可销售制剂，并且是必要的。因此，这些精细制剂，一般作为季铵化产物的5%重量含水浓缩物，需要额外的处理和添加剂，这给最终用户带来另外的花费。US6376696和W000/78770描述一种从十四烷基二甲基胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷制备季铵硅烷的方法，其中在季铵化期间的产量是定量的，并且使产物溶解和稳定于作为活性稳定剂的含甲基三甘醇的水溶液中。US3560385描述一种从甲基溶纤剂中的十八烷基二甲基胺和3_氯丙基三甲氧基硅烷制备季铵硅烷的方法。季铵化的产量接近定量，并且由于甲基溶纤剂作为活性稳定剂，所述产物容易溶解和保持在水中。US6613755描述一种在水中溶解季胺的甲醇溶液的方法，得到相对于最终水-甲醇溶液低于1%重量的总浓度。US6632805和W097/41729涉及一种从十八烷基二甲基胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷制备季铵硅烷的方法。在实行PH控制和加入活性稳定剂的过程后，得到三氧杂甲硅烷基双环辛基中间体物质的稳定溶液。稳定剂包括季戊四醇、三(羟基甲基)乙烷、三(羟基甲基)甲烷和类似化合物。US2005008613涉及提供用季铵有机硅烷涂覆的一系列新固相载体。该文献强调季铵有机硅烷溶液的表面应用，与促进溶液相溶解性和长期稳定性相反。此工作在技术上的可区别之处也在于，用固相载体支撑表面结合季铵有机硅烷涂层。载体不形成本发明的部分。JP2091008涉及得到一种抗微生物水溶性粉末，所述水溶性粉末包含由季铵有机硅烷水解产物、排汗抑制盐、淀粉、粘土和蔗糖的组合形成的胶态悬浮体。US20080181862涉及制备抗微生物聚硅氧烷。作为此实施方案的部分，用烷基卤使二甲基氨基丙基有机硅烷季铵化，并使产生的产物溶剂化于甲醇中，而不是水中。US2010/0028462涉及制备水稳定季铵有机硅烷水解产物。在此，保持稳定性的关键是加入非离子表面活性剂。以现有技术的完全范围为例说明，Rxn-1 & Rxn-2与Rxn-Γ和Rxn_2共同描绘使有机硅烷季铵化、水解和溶解(用稳定剂)从而得到相应季铵有机甲硅烷基水解产物的稳定水溶液的方法。在两种平行合成途径中，前者(即，Rxn-1 & Rxn-2)限定更优势的工业 方法。
权利要求
1.一种通过制备双组分组合物合成类型CH3 (CHa) n_17 (CH3) 2N+ (CH2) ^6Si (Z) 3 X_的有机甲硅烷基季胺产物的方法，所述组合物包含以O. 85-1. 5的CH3 (CHa) n_17N (CH3) JX (CH2) ^6Si (Z) 3摩尔比且优选化学计量比混合的CH3 (CHa) n_17N (CH3) 2和X (CH2) ^6Si (Z) 3前体物质，其特征在于方法在相对于限量试剂45至65%且优选52至57%产率的产物转化率终止。
2.一种通过制备双组分组合物合成类型CH3 (CHa) n_17 (CH3) 2N+ (CH2) ^6Si (Z) 3X_的有机甲硅烷基季胺产物的方法，所述组合物包含以O. 85-1. 5的CH3 (CHa) n_17X/(CH3)2N (CH2) ^6Si (Z) 3摩尔比且优选化学计量比混合的CH3(CHa)n_17X和(CH3)2N(CH2)1^6Si (Z)3前体物质，其特征在于方法在相对于限量试剂45至65%且优选52至57%产率的产物转化率终止。
3.权利要求1或2的合成有机甲硅烷基季胺产物的方法，其特征在于所述组合物在85-130°C 温度转化，优选 113-118°C。
4.权利要求3的合成有机甲硅烷基季胺产物的方法，其特征在于所述有机甲硅烷基季胺组合物只用水重组。
5.权利要求4的合成有机甲硅烷基季胺产物的方法，其特征在于所述有机甲硅烷基季胺组合物在13-40°C温度范围重组，优选24°C。
6.权利要求5的合成有机甲硅烷基季胺产物的方法，其特征在于所述有机甲硅烷基季胺组合物以9至39倍水的重量重组，优选18至20倍重量，以得到在室温稳定至少2星期的水溶液。
7.权利要求6的合成有机甲硅烷基季胺产物的方法，其特征在于经重组溶液的热固化形式抗微生物，并且抗重复洗涤。
全文摘要
本发明涉及用于在热固化时产生抗微生物聚硅倍半氧烷涂层的部分季铵化铵有机硅烷组合物和所述组合物的自稳定水溶液的制备。可通过本发明制备部分包含部分季铵化铵有机硅烷水解产物的水溶液，其特征在于不需要另外操作或加入潜在昂贵的成分得到稳定并因此可销售的产物。
文档编号C07F7/18GK103068832SQ201080067634
公开日2013年4月24日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者A.塔拉尔普, Y.门赛罗格路, E.西姆瑟克, K.阿卡泰 申请人:萨班吉大学
文档序号 :
【 3505779 】
技术研发人员：A.塔拉尔普,Y.门赛罗格路,E.西姆瑟克,K.阿卡泰
技术所有人：萨班吉大学
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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