專利名稱：減少微生物的建筑屏障、用于形成此類屏障的組合物和相關(guān)方法
減少微生物的建筑屏障、用于形成此類屏障的組合物和相關(guān)方法相關(guān)申請的交叉引用根據(jù)35U. S. C. § 119(e)，本專利申請要求2010年2月17日提交的美國臨時專利申請第61/305，402號的優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用全文納入本文。
背景技術(shù)：
建筑物的墻或建筑元件常接觸水分。水分和水或水汽可在表面積聚。此類水分的來源有多種，例如來自內(nèi)部或外部的水汽擴(kuò)散和空氣滲漏。截留或積聚在墻或其它元件內(nèi)的水分可帶來不良影響，包括腐蝕元件或附近的結(jié)構(gòu)，侵蝕結(jié)構(gòu)完整性和/或霉菌或其它微生物的生長。建筑工業(yè)公認(rèn)降低水分積聚的一種方式是控制空氣滲漏，即，控制空氣和水汽經(jīng)建筑物外殼的運(yùn)動。常規(guī)情形下，風(fēng)、堆積或化學(xué)效應(yīng)以及風(fēng)扇增壓產(chǎn)生的壓力差可導(dǎo) 致進(jìn)入建筑物(滲入)和離開建筑物(滲出)的空氣運(yùn)動?？諝鉂B漏可沿著諸如穿過外殼的洞或開口等此類途徑，例如填充組分和結(jié)構(gòu)元件的裂縫或接縫，或經(jīng)多孔材料，如混凝土砌塊和多孔絕緣材料?，F(xiàn)已開發(fā)了用于控制氣流的各種屏障和膜的制品，在一定程度上有助于降低水分積聚和相關(guān)問題。然而，霉菌和其它微生物的生長仍成問題，特別是在潮濕的地理條件下。但是尚未制造出常規(guī)的建筑屏障來解決此問題。因此，本領(lǐng)域需要能夠控制氣流，同時降低霉菌和/或其它微生物生長的建筑屏障。發(fā)明簡述本發(fā)明包括減少微生物的建筑屏障(microbe-mitigating architecturalbarrier),其包含屏障形成材料和至少一種殺生物劑。所述屏障形成材料可以是浙青產(chǎn)品、彈性聚合物和它們的組合。可以將乳液組合物直接施涂于建筑表面形成所述減少微生物的建筑屏障，或者可將其預(yù)成型并以片或膜的形式附著或以其它方式固定于建筑表面。本發(fā)明還包括含有減少微生物的屏障的建筑裝配體和/或建筑物外殼。相關(guān)方法屬于本發(fā)明的范圍。此類方法包括制備建筑屏障的方法，包括以下步驟(a)制備含有屏障形成材料和至少一種殺生物劑的乳液，所述屏障形成材料選自浙青產(chǎn)品、彈性聚合物和它們的組合；(b)將所述乳液施涂于至少一個建筑表面；和(C)干燥和/或固化所述乳液以形成屏障。本發(fā)明還包括制備建筑裝配體的方法，所述建筑裝配體包含涂布了本發(fā)明屏障的建筑兀件。本發(fā)明還提供用于制備減少微生物的建筑屏障的乳液，其包含水、屏障形成材料和至少一種殺生物劑。在該乳液中，所述屏障形成材料可以是浙青產(chǎn)品、彈性聚合物和它們的組合。附圖
簡述結(jié)合附圖閱讀可更好地理解本發(fā)明的以上概述和以下詳述。應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所示的精確配置和手段。附圖中圖I是顯示組合物1-30各自組成的表格，它們?nèi)鐚嵤├齀中所述評估；和
圖2是顯示圖I所示組合物1-30的評估測試中所收集數(shù)據(jù)的表格。發(fā)明詳述本文所述的發(fā)明包括配制成減少和/或?qū)嵸|(zhì)性防止微生物在建筑結(jié)構(gòu)，例如墻板、墻壁、小梁或其它結(jié)構(gòu)上或內(nèi)部生長的建筑空氣屏障。本發(fā)明還包括包含本發(fā)明空氣屏障的建筑物外殼和建筑物裝配體，制備和利用此類屏障的方法以及用于制備所述屏障的乳液?！皽p少微生物的”表示與不具有本發(fā)明乳液或屏障的表面相比，所述乳液和/或空氣屏障通過直接的殺傷作用(cidal action)、通過細(xì)胞分裂或細(xì)胞呼吸實質(zhì)性停滯和/或任何其它作用機(jī)制來減少微生物群體；降低微生物群體增殖速度；和/或?qū)嵸|(zhì)性防止在施涂所述屏障或乳液的表面上建立微生物群體?！拔⑸铩北硎疽环N或多種原核或真核單細(xì)胞或單細(xì)胞生物，包括，例如細(xì)菌、霉菌、地衣類、藻類、真菌界的生物(包括酵母菌)、常規(guī)視作原生生物的生物、以前認(rèn)為是無 核原蟲(Monera)、病毒和阿米巴蟲的生物?！坝行Я俊北硎咀阋苑乐?、消除和/或降低微生物群體在表面上生長的用量。本發(fā)明的屏障和乳液包含屏障形成材料?？衫每墒┩坑诒砻嬉孕纬善琳?可滲透的或不可滲透的，連續(xù)的或不連續(xù)的)的任何材料。所述屏障形成材料優(yōu)選聚合物(本文所用的此類術(shù)語包括同源單體和異源單體的聚合物(后者稱為“共聚物”))、浙青產(chǎn)品、聚合物改性浙青(例如，聚合物分散并駐留在浙青基質(zhì)中的浙青)和/或二者的組合。如果所選擇的屏障形成材料包含聚合物，此類聚合物可以是本領(lǐng)域任何已知或開發(fā)的。合適的例子可包括任何彈性聚合物。其它例子可包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和它們的混合物的聚合物和/或共聚物。在一些實施方式中，聚合物優(yōu)選含有至少一種官能團(tuán)，例如(但不限于)乙烯基、苯乙烯基和/或氨基甲酸乙酯(基)、烯烴(基)、羥基、羧基和丙烯酸(基)。浙青產(chǎn)品可包含，例如柏油、焦油、聚合物改性的浙青和它們的混合物。如果本發(fā)明的屏障或乳液中包含柏油，在25°C,按照ASTM方法D5測試該柏油的穿透級(penetrationgrade)優(yōu)選為約O. 5到約30，或約I到約20，或約3到約15 (均在25°C )。類似地，所選柏油的軟化點(diǎn)宜是約62°C到約95°C。合適的聚合物改性浙青可包括但不限于SBS-改性浙青和其它聚合物-改性浙青，例如SIS、SEBS, SP和PB改性的那些。此外，本發(fā)明的乳液和/或屏障含有至少一種殺生物劑。此類殺生物劑可以是本領(lǐng)域任何已知或開發(fā)的，可通過任何機(jī)械性和/或細(xì)胞性機(jī)制實現(xiàn)其殺傷活性。例如，所選的殺生物劑可以通過機(jī)械或生物化學(xué)方法破壞微生物的細(xì)胞膜或蛋白質(zhì)包被，從而殺傷所述微生物或限制其繁殖能力。或者，所選的一種或多種殺生物劑可抑制一種或多種目標(biāo)微生物的細(xì)胞呼吸。示范性殺生物劑可包括但不限于含銀材料、含金材料、含鋁材料、含銅材料、殺真菌劑、抗霉菌劑、殺細(xì)菌劑、殺病毒劑、氨基甲酸酯類、三氯生或它們的混合物。市售可得的殺真菌劑包括新澤西州紐華克的特洛伊化學(xué)品公司(Troy ChemicalCorporation, Newark, New Jersey)的POLYPHASE 系列和可購自新澤西州克蘭伯里ISP公司(International Specialty Products, Cranbury, New Jersey)的 NU0CIDE 系列。
根據(jù)屏障和/或乳液的最終用途，所用的具體殺生物劑可靶向最終應(yīng)用環(huán)境中可能遇到的生物。例如，如果將屏障用作居住或商業(yè)建筑物的建筑屏障或用在建筑物外殼的一部分中，選擇的一種或多種殺生物劑可包括殺真菌劑或其它殺霉菌劑。如果將屏障用在容納食品加工或儲存設(shè)施或醫(yī)學(xué)設(shè)施的建筑物中，選擇的一種或多種殺生物劑可包括殺細(xì)菌劑和/或殺病毒劑。無論給定屏障或乳液中使用何種具體的屏障形成材料和殺生物劑，當(dāng)此類乳液形成空氣屏障時，乳液中殺生物劑的存在量應(yīng)足以顯示減少微生物的活性水平。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)知道，此類含量必需根據(jù)許多因素做出改變，例如乳液中存在的其它組分的性質(zhì)和數(shù)量，所用的具體殺生物劑和最終產(chǎn)品中所需的減少微生物的活性水平。然而，在一些情況中，屏障中屏障形成材料與殺生物劑的重量比約30重量份比約I重量份、約40重量份比約I重量份、約50重量份比約I重量份、約60重量份比約I重量份、約70重量份比約I重量份、約80重量份比約I重量份。在一些實施方式中，所述比例
優(yōu)選約I:約200到約I:約2。所述屏障和/或乳液可包含一種或多種額外的添加劑。添加劑可包括水、其它溶齊Li、膠粉(crumb rubber)、乳膠、碳酸|丐、炭黑、膨潤土、鋰藻土(Iaponite)、粘土、石英、二氧化硅、二氧化鈦、纖維素和它們的混合物。其它示范性添加劑可包括阻燃劑、粘合劑、著色齊U、顏料、著嗅劑、石油餾出物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(或其它聚合物)、有機(jī)鈦酸鹽類(organotitantes)、臘、穩(wěn)定劑、有機(jī)鈦化合物、有機(jī)錯化合物和流變學(xué)修飾劑。本發(fā)明范圍內(nèi)還包括建筑物外殼，所述外殼包含本發(fā)明的減少微生物的屏障。此類外殼可包括居住建筑、商業(yè)建筑、工業(yè)建筑等的外殼。還包括建筑裝配體，所述裝配體包含至少一種涂布有本發(fā)明的減少微生物的屏障的建筑元件。建筑元件可包括但不限于墻板(內(nèi)和/或外表面)、石塊、水泥、框木結(jié)構(gòu)、磚或板、玻璃纖維、絕緣材料、定向刨花板(oriented strand board)、片巖(sheet rock)、復(fù)合材料、膠合板、木頭、瓷磚、聚合物片或膜、門、玻璃和陶瓷。用于制備減少微生物的建筑屏障的乳液可包含水(或其它載體)、上述屏障形成材料和至少一種殺生物劑?？砂鲜銎渌砑觿??？赏ㄟ^本領(lǐng)域已知的任何方式制備這些乳液，包括通過攪拌或混合將所需量的一種或多種屏障形成材料、一種或多種殺生物劑、載體(例如水)和任選的任何其它組分摻在一起。可通過各種方法制備上述屏障、裝配體和外殼。例如，可通過混合包含上述屏障形成材料和至少一種殺生物劑的乳液來制備屏障。將乳液施涂于至少一個建筑表面，使其干燥或固化以形成屏障。此類施涂可通過任何機(jī)械方法實現(xiàn)，包括噴涂；擦涂；涂覆；印涂；和/或蘸涂；刷涂;浸漬;或浮涂(float coating)。例如，可在環(huán)境條件下干燥乳液以形成屏障，或可在加熱(例如，30°C或更高溫度)和/或施加空氣流(扇風(fēng)或吹風(fēng))下干燥。建筑表面包括用于制造建筑物或結(jié)構(gòu)的任何建筑元件(包括外部和內(nèi)部元件)的任何表面，例如墻板、支柱、框架、門、窗框、石塊或混凝土塊、木頭、管道、導(dǎo)管、纖維板、復(fù)合板等的表面?；蛘撸赏ㄟ^將所述乳液施涂(如上所述)于可拆卸基板來制備所述屏障。此類基板可以是固化或干燥后的屏障可通過機(jī)械或化學(xué)方式與之分離的任何材料。此類基板的例子包括，例如平板、輥、箔片、片材、或玻璃纖維板、木頭、復(fù)合材料、石塊、金屬或紙張?；蹇扇芜x具有圖案(從而制備的屏障具有隆起的設(shè)計，例如生產(chǎn)商的商標(biāo))和/或預(yù)涂布有促進(jìn)分離的材料。此類材料可包括，例如油、溶劑、蠟和無粘性聚合物。在另一實施方式中，將所述乳液制備成具有足夠流變學(xué)特性，從而可通過將部分乳液材料卷成片和/或?qū)⑷橐翰牧蠑D成片、帶或膜來形成屏障片?！┲苽淞似琳掀蚰?，可通過任何方式將其施加于建筑表面。例如，可以是U形釘釘住的、膠粘的、熱或能量熔合的、大頭針釘住的和/或釘子釘住的。如果需要，可先在屏障片或膜的至少一個表面施涂粘合劑層，再施加，從而屏障是自粘附的。實施例I評估本發(fā)明的組合物以測試屏障耐受和/或改善三類真菌生長的能力(I)黑曲霉(Aspergillus niger)；(2)桔青霉(Penicillium citrinum);和 (3)出芽短梗霉(Averobasidium pulIulans)。采用ASTM D3273(2000) “環(huán)境室中內(nèi)涂層表面上的霉菌生長耐受性的標(biāo)準(zhǔn)測試方法(Standard Test Method for the Resistance to Growth of Mold on the Surfaceof Interior Coatings In an Environmental Chamber)，，§ § 7. I 至 Ij 7. 3 進(jìn) #于評估,該文章隨附于本文并其內(nèi)容通過引用納入本文。通過刷涂組分如表I所示的組合物1-30來制備約3” X 4”見方的平板。從表I可看出(圖I所示)，測試了 3種加載水平的三類殺生物劑(i)Zinc Omadine⑩，輕基卩比唳硫酮(pyrrthione)的GRAS鋅絡(luò)合物，購自美國康涅狄格州諾沃克的ARCH化學(xué)品公司(ARCH Chemicals, Inc. Norwalk, CT, USA)；(ii) TR0YSAR p-20t,氨基甲酸酯殺真菌劑，購自美國新澤西州弗洛姆帕克的特洛伊化學(xué)品公司(Troy Corporation, Florham Park, NJ, USA)；(iii)Nuocide ，某種形式的四氯間苯二臆(tetrachloroisophthalonitrile),購自美國新澤西州克蘭伯里的ISP公司(ISP, Cranbury NJ, USA)。在板表面接種(I)I. 0xl05cfu/ml,黑曲霉，(2) I. 0xl05cfu/ml,桔青霉，或
(3)I. 0xl05cfu/ml,出芽短梗霉來制備陽性對照樣品板。利用25%非離子型表面活性劑在斜面上制備霉菌孢子。打散孢子，置于溶液中。將該溶液傾倒在土壤上，霉菌生長兩周。取對照以驗證霉菌生長。樣品板先置于23°C +/_2°C與50%+/-5%相對濕度下，4天，再作測試。將樣品板懸掛在含有霉菌孢子的土壤混合物之上。陽性對照和陰性對照樣品也懸掛在室中。樣品板和對照懸掛4周，溫育期間定期檢查生長情況。4周后，依據(jù)ASTM D3273獲取0_10的生長速度分級表?！癘”表明完全霉菌覆蓋；“10”表明基本上無可見生長。結(jié)果示于表2(圖2)。
權(quán)利要求
1.一種減少微生物的建筑屏障，其包含 a.屏障形成材料，和 b.減少微生物有效量的至少一種殺生物劑， 其中所述屏障形成材料選自浙青產(chǎn)品、彈性聚合物和它們的組合。
2.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述浙青產(chǎn)品選自柏油、焦油和聚合物改性的浙青。
3.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述彈性聚合物是丙烯酸聚合物。
4.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述彈性聚合物選自以下材料的聚合物丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和它們的混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的屏障，其特征在于，所述彈性聚合物含有選自下組的至少一種官能團(tuán)乙烯基、苯乙烯基和烯烴。
6.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述至少一種殺生物劑選自含銀材料、含金材料、含招材料、氣基甲酸酷類、含銅材料、抗霉菌劑、殺細(xì)菌劑、殺病毒劑、二氣生、殺真菌劑和/或唑類。
7.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述至少一種殺生物劑選自羥基吡啶硫酮復(fù)合物和四氯間苯二腈。
8.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，屏障形成材料與殺生物劑的重量比為約I:約200到約I:約2。
9.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述屏障還包含選自下組的組分膠粉、碳酸鈣、炭黑、膨潤土、鋰藻土、粘土、石英、二氧化硅、二氧化鈦、纖維素和它們的混合物。
10.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述屏障還包含阻燃劑、著色劑、顏料、著嗅劑、石油餾出物和流變學(xué)修飾劑。
11.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述屏障還包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯。
12.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述屏障先預(yù)成型成膜或片，再施涂于建筑表面。
13.如權(quán)利要求12所述的屏障，其特征在于，所述屏障膜或片還包含粘合劑。
14.如任何權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，將乳液施涂于建筑表面并固化和/或干燥來形成所述屏障。
15.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述屏障是可滲透的。
16.如權(quán)利要求I所述的屏障，其特征在于，所述屏障是不可滲透的。
17.—種建筑物外殼,其包含權(quán)利要求I所述的建筑屏障。
18.一種建筑裝配體，其包含涂布有權(quán)利要求I所述建筑屏障的建筑元件。
19.如權(quán)利要求18所述的裝配體，其特征在于，所述裝配體是墻板。
20.如權(quán)利要求20所述的裝配體，其特征在于，所述墻板選自片巖、定向刨花板和復(fù)合板。
21.—種制備建筑屏障的方法,其包括 a.制備包含屏障形成材料和至少一種殺生物劑的乳液，所述屏障形成材料選自浙青產(chǎn)品、彈性聚合物和它們的組合， b.將所述乳液施涂于至少一個建筑表面，和C.干燥和/或固化所述乳液以形成屏障。
22.—種制備建筑屏障的方法,其包括 a.制備包含屏障形成材料和至少一種殺生物劑的乳液，所述屏障形成材料選自浙青產(chǎn)品、彈性聚合物和它們的組合， b.將所述乳液施涂于基板。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述基板是建筑表面。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述基板是可拆卸基板，所述方法還包括將所述乳液施涂于所述可拆卸基板以形成膜或片以便施加于建筑表面，和將所述膜或片與所述基板分離。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將粘合劑層施加于所述膜或片。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述浙青產(chǎn)品選自柏油、焦油和聚合物改性的浙青。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述彈性聚合物是丙烯酸聚合物。
28.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述彈性聚合物選自以下材料的聚合物丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和它們的混合物。
29.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述彈性聚合物含有選自下組的至少一種官能團(tuán)乙烯基、苯乙烯基和烯烴。
30.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述至少一種殺生物劑選自含銀材料、含金材料、含招材料、氣基甲酸酷類、含銅材料、抗霉菌劑、殺細(xì)菌劑、殺病毒劑、二氣生、殺真菌劑。
31.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，BFM與殺生物劑的重量比為約I:約200到約I:約2。
32.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述乳液還包含選自下組的組分膠粉、碳酸鈣、炭黑、膨潤土、鋰藻土、粘土、石英、二氧化硅、二氧化鈦、纖維素和它們的混合物。
33.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述乳液還包含阻燃劑、著色劑、顏料、著嗅劑、石油餾出物和流變學(xué)修飾劑。
34.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述乳液還包含SBS。
35.一種乳液，所述乳液用于制備減少微生物的建筑屏障，所述乳液包含 a.水， b.屏障形成材料，和 c.至少一種殺生物劑， 其中所述屏障形成材料選自浙青產(chǎn)品、彈性聚合物和它們的組合。
36.如權(quán)利要求35所述的乳液，其特征在于，水的存在量為約50%或較低，所述屏障形成材料的存在量為約20%到約90%，和殺生物劑的含量為約O. 01到約1%。
37.如權(quán)利要求35所述的乳液，其特征在于，所述浙青產(chǎn)品選自柏油、焦油和聚合物改性的浙青。
38.如權(quán)利要求35所述的乳液，其特征在于，所述彈性聚合物是丙烯酸聚合物。
39.如權(quán)利要求35所述的乳液，其特征在于，所述彈性聚合物選自以下材料的聚合物丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和它們的混合物。
40.如權(quán)利要求35所述的乳液，其特征在于，所述彈性聚合物含有選自下組的至少一種官能團(tuán)乙烯基、苯乙烯基和烯烴。
41.如權(quán)利要求35所述的乳液，其特征在于，所述至少一種殺生物劑選自含銀材料、含金材料、含招材料、氣基甲酸酷類、含銅材料、抗霉菌劑、殺細(xì)菌劑、殺病毒劑、二氣生、殺真菌劑和/或唑類。
42.如權(quán)利要求35所述的乳液，其特征在于，所述乳液還包含選自下組的組分膠粉、碳酸鈣、炭黑、膨潤土、鋰藻土、粘土、石英、二氧化硅、二氧化鈦、纖維素和它們的混合物。
43.如權(quán)利要求35所述的乳液，其特征在于，所述乳液還包含阻燃劑、著色劑、顏料、著嗅劑、石油餾出物和流變學(xué)修飾劑。
44.如權(quán)利要求35所述的乳液，其特征在于，所述乳液還包含SBS。
全文摘要
本發(fā)明包括含有屏障形成材料和至少一種殺生物劑的減少微生物的建筑屏障。所述屏障形成材料可以是瀝青產(chǎn)品、彈性聚合物和它們的組合?？梢詫⑷橐航M合物直接施涂于建筑表面形成所述減少微生物的建筑屏障，或者可將其預(yù)成型并以片或膜的形式附著或以其它方式固定于建筑表面。本發(fā)明還包括含有所述減少微生物的屏障的建筑裝配體和/或建筑物外殼。相關(guān)方法包括制備建筑屏障的方法，包括(a)制備含有選自瀝青產(chǎn)品、彈性聚合物和它們的組合的屏障形成材料和至少一種殺生物劑的乳液；(b)將所述乳液施涂于至少一個建筑表面；和(c)干燥和/或固化所述乳液以形成屏障。
文檔編號B32B11/00GK102821940SQ201180009960
公開日2012年12月12日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者J·德拉科普洛斯, L·博倫斯坦, S·梅蘭康 申請人:亨利有限責(zé)任公司