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有机硅烷和 Voltique 75 的改进

水稳定性 QAC 与简单地将基于甲醇的 QAC 放入水中的公司之间存在巨大差异 - 这些产品无法粘合到表面,无法留在容器中或像 Voltique 一样保持活性,而且这些产品的组成会产生更多有毒物质,需要更加敏感地处理。

DOW Corning 5700 是有机硅烷在水中会发生不希望的自缩合的商业相关示例。此外,在水存在下,分子的丙基三甲氧基硅烷部分转化为丙基三羟基甲硅烷基部分,并通过Si-O键聚合至基材的羟基化表面并通过分子间O-Si键聚合。

分子的C.sub.18烃链季铵部分具有长效抗菌特性,并通过离子键和/或静电相互作用提供与基材表面的初始缔合,氯化物是添加3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵的甲醇溶液和水。这种添加快速地将分子的-Si(OCH.sub.3).sub.3部分转化为反应性-Si(OH).sub.3基团,从而活化通常不稳定的-二甲基十八烷基氯化铵和水并且容易发生自凝结。例如,3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵和水的混合物开始失去分子的有效性。然后必须在短时间内,例如几小时至最多约12小时,使用活化的3-(三甲氧基甲硅烷基/三羟基甲硅烷基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵系统来处理表面或织物以产生永久表面涂层。
 

不幸的是,如上所述,有机硅烷在水中,例如 3-(三羟基甲硅烷基)丙基的活化混合物,在短短四到八小时内,该制剂和类似的硅烷制剂在水中开始在更短的时间内形成凝胶。此外,此类产品因在将硅烷添加到水中期间搅拌困难而臭名昭著。
 

虽然这些季铵硅化合物已被用于对许多表面进行消毒、灭菌或消毒,但它们的使用仍然受到限制,因为它们的毒性通常是由于用于输送化合物的溶剂系统、溶剂溶液的必要性(例如,道康宁抗菌剂含有50%甲醇),短期稳定性(硅烷水溶液的稳定性仅从几小时到几周不等),水溶性差。例如,虽然 3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵不具有水不溶性,但它在水中不稳定,而且由于它是在 50% 甲醇中运输,因此毒性太大。许多其他使用类似溶剂的抗菌有机硅烷,特别是季铵硅化合物,也存在与身体健康危害相关的问题,例如,必须采取预防措施,避免接触皮肤和眼睛、意外溢出到周围区域、易燃性和为了将抗微生物剂掺入其他制品和表面中,需要增加制造步骤,从而导致制造成本高得多。

因此,存在对延长保质期、水稳定的有机硅烷化合物、产品和组合物的需求,由此,在应用时,有机硅烷的活性部分对于所选择的应用是有效的。此外,需要基本上无毒、不可燃、可均匀分散且使用简单且经济的水稳定的有机硅烷化合物、产品和组合物。

为了实现水稳定的目标,在有机硅烷配方的制造中必须使用含有至少三个羟基的多元醇,其中所有羟基被至少三个插入原子隔开,否则将发生该配方的自缩合。这种稳定化合物用于 Voltique 75 有机硅烷中。

还应当指出的是,自从最初的 DOW 配方开发以来,已经开发和/或采用了许多基材组合物。其中许多是惰性材料,没有附着位点[无粘合能力],而其他基材具有不同程度的界面表面张力,应将其分解,以便发生非极性共价键合,这可能/将影响更好的基材覆盖。同样,这归因于 Voltique 75 配方中的非离子惰性化合物。因此,我建议有机硅烷的分类在组成上差异很大,最重要的是在最终性能上差异很大,因此应该彼此区分,并且最好不要在三甲氧基甲硅烷基季铵化合物的同一旗帜下分组或鉴定为非常相似,但更简单地称为“硅烷季铵盐”,但在 Voltique 75 上,应注意其具有水稳定性和表面渗透性的显着特征,这将带来更好的功效。

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