[发明专利]在材料表面紫外表固化接枝两性离子凝胶涂层的方法

摘要

本发明公开了一种材料表面紫外表固化接枝两性离子凝胶涂层的方法。该方法是先在待改性基材表面涂覆一层具有化学反应性的不饱和双键和光引发剂的可光固化有机-无机杂化过渡层，接着在其上面再涂覆一层含有两性离子单体、多烯交联剂和光引发剂的可光固化的凝胶溶液，置于紫外光下照射，得到表面具有两性离子的凝胶涂层。可光固化有机-无机杂化过渡层的制备是在反应器中加入硅烷前驱体、溶剂和水，在0-100℃条件下，滴加酸性催化剂；然后在0-100℃陈化1-10000小时，加入光引发剂；本发明方法实施简单，成本低廉。可用于对金属，石材，陶瓷，玻璃和高分子材料等不同材料表面改性领域。

主权项

在材料表面紫外固化接枝两性离子凝胶涂层的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）可光固化有机‑无机杂化过渡层的制备：在反应器中加入硅烷前驱体、溶剂和水，在0‑100℃条件下，滴加酸性催化剂；然后在0‑100℃陈化1‑10000小时，在体系中，加入占可光固化有机‑无机杂化过渡层原料总质量0.01‑20％的光引发剂，即得有机‑无机杂化过渡层溶液；以质量百分比计，原料中硅烷前驱物10‑70％、水1‑40％、溶剂10‑80％和酸性催化剂0.001‑5％；所述硅烷前驱体包括烯基烷氧基硅烷的一种或几种，所述的烯基烷氧基硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2‑甲氧基乙氧基)硅烷、3‑氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、3‑缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、双（γ―三乙氧基硅丙基）―四硫化物、N‑β‑氨乙基‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N‑β（氨乙基）‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷或γ‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷；所述酸性催化剂为有机酸或无机酸或路易斯酸；（2）可光固化的两性离子凝胶溶液的制备：利用普通溶解方法配置可光固化的两性离子凝胶溶液，以质量百分比计，所述两性离子凝胶溶液原料包括两性离子单体0.1‑70％、多烯交联剂1‑80％、水1‑95％、溶剂2‑80％和光引发剂0.001‑20％；所述两性离子单体为2‑(甲基丙烯酰氧基)乙基‑2‑(三甲基氨基)乙基磷酸酯和甜菜碱型两性离子烯类单体中一种或多种，所述甜菜碱型两性离子烯类单体的化学式为：CH2=C(Rd)—L1—N+(Ra)(Rb)—L2—A(=O)O‑；其中：CH2=C(Rd)是可聚合基团，Rd为氢或C1‑C6烷基；N+为阳离子中心；A(=O)O‑为阴离子基团，A是C、SO、P或PO；Ra和Rb为氢、烷基或芳基；L1为阳离子中心到可聚合基团上的连接基，为—C(=O)O—(CH2)n—和‑C(=O)NH‑(CH2)n‑，n为1‑20的整数；L2是阳离子中心到阴离子中心的连接基L2为—（CH2）n—，n为1‑20的整数；（3）将可光固化有机‑无机杂化过渡层涂覆于基材表面，厚度为100nm‑10mm；在0‑100℃干燥0.5分钟至1000小时；然后，将可光固化的两性离子凝胶溶液涂覆在有机‑无机杂化过渡层上面，置于紫外灯下照射1秒钟至5小时，在基材表面固化接枝得到两性离子凝胶涂层，该两性离子凝胶涂层厚度控制在100nm至1.0cm之间；所述步骤（1）和步骤（2）的溶剂为分子量为30‑3000的一元醇、二元醇、三元醇、 四元醇、酮类溶剂、芳烃溶剂、醚类溶剂或脂肪族脂类溶剂中的一种或多种；所述步骤（1）和步骤（2）的光引发剂为二苯甲酮、安息香、α，α‑二甲氧基‑α‑苯基苯乙酮、α，α‑二乙氧基苯乙酮、2‑羟基‑2‑甲基‑1‑苯基‑1‑丙酮、1‑羟基‑环已基苯酮、2‑甲基‑1‑（4‑甲巯基苯基）‑‑吗啉‑1‑丙酮、2‑苯基‑2，2‑二甲氨基‑1‑（4‑吗啉苯基）‑1‑丁酮、2‑氯硫杂蒽酮、2‑异丙基硫杂蒽酮、2，4‑二乙基硫杂蒽酮、(2，4，6‑三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2‑羟基‑4′‑(2‑羟乙氧基)‑2‑甲基苯丙酮、2‑乙基蒽醌、安息双甲醚、1‑羟基‑环已基‑苯基甲酮和4‑二甲氨基苯甲酸乙酯中的一种或多种。