[发明专利]一种具有保水性能的聚合物有机水凝胶封装涂层、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种具有保水性能的聚合物有机水凝胶封装涂层、其制备方法及其应用，通过在水凝胶基底上原位聚合附着一层聚合物有机水凝胶涂层，主要由有机水混合溶剂、形成水凝胶的三维网络结构、提供保水性能的硅油和长烷链结构、以及一些表面活性剂。特殊的水凝胶三维网络在有机水混合体系中能实现内层亲水外层疏水的特性，在实际应用中既可以满足与被包裹物高度贴合，同时减少水凝胶内水分的挥发。这种有机水凝胶封装涂层的合成工艺简单，适合于大批量生产，且该水油体系稳定，可以在低温条件下工作，也可适合加入其他功能性的添加剂以拓展封装涂层的功能。本发明聚合物有机水凝胶封装涂层，以及应用于水凝胶材料或器件的封装保护及功能化。

技术领域

本发明属于水凝胶材料保湿技术领域，涉及本发明涉及一种聚合物有机水凝胶封装涂层，以及应用于水凝胶材料或器件的封装保护及功能化，属于生物医用材料领域，也属于柔性电子材料领域。

背景技术

水凝胶是具有亲水性，吸水后只溶胀不溶解的三维网状结构的交联高分子聚合物。因其结构与生物组织相似，同时具有生物相容性、生物可降解性、环境响应性、低毒性等性质，在医疗、传感器、药剂学、防污、电子皮肤、医疗诊断等各个领域得到广泛应用。但是在低于0℃的温度下，由于水的存在，传统的水凝胶将不可避免地结冰，进而失去其柔韧性、拉伸性和导电性等出色性能，从而限制了凝胶的使用范围。同时，在较高的温度环境下，水凝胶中的水分容易挥发，使得凝胶变硬变干，从而丧失了其柔韧性。因此，为了得到集防冻保湿一体化的凝胶，有研究表明使用多种有机溶剂代替水凝胶中的部分水分是一种能保证凝胶在较大的温度范围下，长久保持各种性能(如导电性、柔性及拉伸性)的有效方法，例如乙二醇，丙二醇，甘油和二甲基亚砜等。

如CN113698654A公开的一种表面疏水的水凝胶的制备方法。通过在水凝胶主体材料表面修饰两亲性Janus粒子，通过该两亲性粒子的亲水端与水凝胶主体相互作用，两亲性粒子的疏水端在该水凝胶材料最外层表面形成疏水表面，从而得到表面疏水的水凝胶，虽然此项技术解决了现有的水凝胶长期存放容易失去水分的问题，但制备工艺较为复杂，制备周期长，不利于工业化生产。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种具有保水性能的聚合物有机水凝胶封装涂层、其制备方法及其应用，本发明针对现有技术的缺陷或改进需求，通过在水凝胶基底上原位聚合附着一层聚合物有机水凝胶涂层，采用有机溶剂和水的混合溶剂作溶剂，加入聚二甲基硅氧烷、长烷链单体等疏水结构和表面活性剂，有效构筑一层有机水凝胶涂层，可保护内层水凝胶材料，防止其长期存放失水。且制备该水凝胶敷料的工艺简便易行，在未来有利于工业化生产。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有保水性能的聚合物有机水凝胶封装涂层，将有机水凝胶亲水单体与疏水单体胶束在有机溶剂和水的混合溶剂中进行混合，得到混合体系，再加入交联剂，从而在水凝胶基底上通过高分子链交联反应形成三维网络结构，在水凝胶基底上原位聚合构筑有机水凝胶封装涂层。

优选地，本发明具有保水性能的聚合物有机水凝胶封装涂层，将疏水烷基链引入亲水性聚合物交联水凝胶中，形成强而持久的分子间疏水缔合，得到水凝胶基底内部亲水外部疏水的特殊结构。

一种本发明所述的具有保水性能的聚合物有机水凝胶封装涂层的制备方法，其步骤如下：

(1)制备有机水凝胶亲水单体与疏水单体胶束的混合体系：

采用水和有机溶剂的混合溶剂，在混合溶剂中通入氮气，按照质量份数比例计算，加入0-0.1质量份数的表面活性剂、0.02-0.2质量份数的长烷链单体、0-0.05质量份数的聚二甲基硅氧烷、0.05-0.2质量份数的丙烯酰胺、0.002-0.02质量份数的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、0-0.2质量份数的聚乙二醇二丙烯酸酯和0-0.02质量份数的羟乙基纤维素，搅拌均匀，得到有机水凝胶亲水单体与疏水单体胶束的混合体系；

(2)制备有机水凝胶封装涂层：