[发明专利]一种具有防污自净功能的表面涂层产品的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有防污自净功能的表面涂层产品的制备方法，是在室温下，将盐酸多巴胺、两性离子单体、交联剂和氧化剂依次溶于Tris缓冲溶液中，搅拌均匀，形成混合溶液，然后将基材表面浸渍其中，超声分散10‑60min取出，用去离子水清洗、室温干燥后获得。本发明方法简便快速且不受基材类型的限制，涂层稳定性好，适用性广，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种具有防污自净功能的表面涂层产品的制备方法，属于有机无机复合功能材料技术领域。

背景技术

通过表面改性能够赋予基质材料表面新的功能和性质，常用的表面改性方法有化学接枝、物理复合以及物理化学接枝法等。化学接枝法通过改性剂与基质材料主体的化学反应而实现复合，在一定程度上降低了基质材料的本征性能，影响基材的机械强度和化学稳定性；物理复合法以基质材料和表面改性层之间的非共价键结合力为前提，二者之间的结合力较弱，改性产品的功能化表层易被破坏，稳定性较差，使用寿命短。

聚多巴胺改性是近年来受贻贝类粘附启发而发展起来的新型高效表面修饰技术，通过小分子多巴胺及其衍生物在惰性材料表面的氧化自聚，为制备高性能复合材料提供新途径。自2007年首次报道以来，聚多巴胺表面改性已经在生物、医药、催化、水处理等领域受到广泛关注。多巴胺能依靠自身的氧化实现聚合，不会破坏基质材料的结构，且能更好地结合多种材料的优点；多巴胺作为改性单体，能浸润大多数惰性材料，具有良好的适应性。此外，聚多巴胺改性涂层含有大量活性基团，可进行二次表面改性。但聚多巴胺表面改性也存在局限性，例如聚多巴胺改性反应时间长、在有机溶剂或酸碱性环境中的稳定性较差，限制了聚多巴胺涂层的使用范围。

两性离子聚合物同时含有阴离子、阳离子基团，可以结合大量自由水分子，形成水化层，可有效抑制细菌和蛋白质的黏附。将两性离子聚合物引入材料表面，可提高材料表面的防污染和自净功能，在医疗器件、传感器、水处理、油水分离等领域都具有广阔的应用前景，尽管如此，两性离子聚合物表面涂层的制备仍然受限于制备方法的复杂性及适用基材的局限性。两性离子聚合物表面涂层的制备通常采用表面接枝或表面固定的方法。表面接枝两性离子聚合物刷通过化学共价键作用得到的涂层表面具有良好的稳定性和均匀性，但对基材的要求严格，需要对基材表面进行活化改性，还须严格控制反应条件，且化学修饰过程繁琐、制备周期较长。表面固定法则通过范德华力、氢键作用或电荷作用将聚合物以物理非共价键的作用固定在基材表面，较化学接枝法简单、快速，但需要提前聚合物和基材进行电荷或活性基团的修饰，使基材的适用范围受限，且聚合物与基材的结合力弱、表面涂层稳定性差，不利于长期使用。因此，将化学作用的稳定性与物理作用的简易性有机结合起来，开发出一种简便、快速、稳定且不受基材限制的制备方法，对两性离子聚合物表面涂层的推广应用具有重要意义。

目前已报道的公开号为CN105498291A的中国专利公开了一种具有自净功能的油水分离网膜及其制备方法，以不锈钢网、铝合金网或铜网为基底，在网表面及网孔的表面化学接枝含两性基团的丙烯酸酯类聚合物制得。公开号为CN106422421A的中国专利公开了一种滤纸改性制备油水分离膜的方法与应用，以普通定性滤纸为基材，通过聚多巴胺的黏附作用，在滤纸表面构建PDA介导层，然后将带有活性酯基团的聚乙二醇或两性离子聚合物与PDA介导层表面的氨基通过酰胺化作用共价接枝固定在表面。公开号为CN103394295A的中国专利公开了一种亲水性PVDF复合滤膜及其制备方法，由PVDF、多巴类助剂与端环氧PEO的反应产物共混制备而成。但以上制备方法仍存在工艺复杂、步骤繁琐等问题，有待进一步改进和优化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种具有防污自净功能的表面涂层产品的制备方法。

本发明所述的具有防污自净功能的表面涂层产品的制备方法，步骤是：

(1)室温下，将盐酸多巴胺、两性离子单体、交联剂和氧化剂按摩尔比为1:10～100:1～10:1～10的比例，依次溶于pH＝8.5的Tris缓冲溶液中，搅拌均匀，形成混合溶液；