[发明专利]通过用聚合物层电催化化学接枝衬底的表面的涂布方法

说明书

本发明涉及一种通过用聚合物层电催化化学接枝衬底的表面的涂布方法。

本发明属于通过在衬底的表面接枝有机层的衬底表面涂布的领域。化学接枝定义为一种分子经由共价键通过另一种分子固定。

允许用有机层涂布衬底表面的多种技术描述在文献中，并且显著地经由化学浸泡途径进行处理。

本领域技术人员已知的是，很难通过在浴槽中浸泡材料的简单步骤，对材料表面用共价键化学接枝聚合物。

电化学接枝方法需要作为待接枝的衬底使用导电或半导电材料，在其上将经由自由基或阴离子途径接枝聚合物。这些电化学方法不能应用任意种类的材料并因此受限于导电或半导电材料。

欧洲专利EP 0 569 503描述了一种通过在非质子介质中电化学还原重氮盐，在碳质材料表面上经由电化学途径电接枝有机层的方法。在该方法中，重氮盐在电化学电池的电极之一上进行接枝。事实上，放置为与重氮盐溶液接触的待接枝材料用作阳极。因此这种方法既不能应用非导电材料也不能应用不是电化学电池的电极的导电材料。而且，国际专利申请WO 2007/099137和Zhang等J.Appl.Pol.Sci.1999,73,p.2265描述了在电极表面处进行电接枝的方法。

还有用于对材料表面接枝有机膜的非电化学方法。等离子体方法是已知的，其需要特定且复杂的预处理，例如必须使其成为气态形式的单体。它们的实现也是复杂的，其中需要使用真空设施或受限封闭物以避免单体分散。

通过浸泡进行接枝的非电化学方法也是已知的。国际专利申请WO 2008/078052描述了一种在来源于可裂解芳基盐的粘合前体存在下，在材料表面上的有机层在非电化学条件（因此没有任何电压）下的接枝方法。

不同于国际专利申请WO 2008/078052和WO 2010/112610，也描述于出版物Mévellec等Chem.Mat.2007,19,25,p.6323中的方法，本发明的方法允许通过使用现有技术的方法获得至少相同厚度的聚合物层，并且具有更好的再现性。

本发明涉及一种新型、简单实现、不需要任何特殊设施且更快的涂布方法，其中通过在单一步骤中用聚合物层电催化化学接枝任何种类的材料表面。

因此本发明涉及一种通过用聚合物层电催化化学接枝衬底的表面的涂布方法，其特征在于包括以下步骤：

a.提供衬底

b.提供浴槽，其含有至少一种经由自由基途径可聚合的单体、至少一种可裂解芳基盐、至少一种还原剂和至少一种溶剂，其中施加电势差，

c.所述衬底浸渍在所述浴槽中，

d.在所述衬底的表面上获得接枝聚合物。

在一个实施方式中，所述方法进一步包括制备所述衬底的表面的步骤a’)，其包括使所述表面经过物理或化学处理以进行表面改性。

制备表面的步骤允许除去在待接枝表面上存在的任何种类的杂质，并由此增大涂层在衬底表面上的粘附性。

在一个实施方式中，物理或化学处理是氧化性物理或化学处理。

电催化化学接枝是指通过在其中施加了电势差的浴槽中简单地浸泡所述衬底而在衬底表面处化学接枝聚合物层，包含至少一种经由自由基途径可聚合的单体、至少一种可裂解芳基盐、至少一种还原剂和至少一种溶剂。根据本发明的方法提供了在衬底表面上获得特别均匀的聚合物层的可能性。

聚合物层是指几纳米至几百纳米的获自一种或多种单体的薄聚合物层，其涂布衬底的表面。

根据本发明，衬底可以是，作为非限制性实例，纳米粒子、微粒、化妆品插塞、电子元件、门把手、家用电器、眼镜、装饰物体、车体元件、机身、机翼元件、柔性导体或连接器、活塞、垫圈、注射器。

衬底可以是导电、半导电或非导电材料。

导电衬底是指任何导电性材料。

在一个实施方式中，导电衬底选自金属、不锈钢、钢、贵金属及其合金。在一个实施方式中，导电衬底是碳。

半导电衬底是指具有介于金属和绝缘体之间的导电性的任何材料。作为非限制性实例，可以特别提及由硅、锗、碳化硅制成。

非导电衬底是指属于有机材料家族、矿物材料家族或复合材料家族的任何材料。作为非限制性实例，可以提及由木材、纸张、碳板、陶瓷、硅酮、织物、玻璃制成。

在一个实施方式中，非导电材料是选自包括以下的组中的聚合物：天然、人工、合成、热塑性、热固性、热稳定、弹性体的、一维和三维聚合物。

在一个实施方式中，非导电材料可以进一步包括选自包括以下的组中的至少一种成分：填料、增塑剂和添加剂。