[发明专利]具有优异的稳定性和耐久性的亲水性多功能超薄涂层

说明书

本发明涉及沉积到用于不同应用的基底上的在稳定性和耐久性方面性能优异的亲水性多功能超薄涂层。本发明还描述了用于沉积本发明的亲水性多功能超薄涂层的改进方法。所述涂层借助低压和低功率等离子体聚合而沉积。本发明还包括通过如发明中所述的方法涂覆且因此涂覆有涂层的基底。

技术领域

本发明涉及沉积到用于不同(多种)应用的基底上的在稳定性和耐久性方面性能优异的亲水性多功能超薄涂层(纳米涂层)。本发明还描述了用于沉积本发明的亲水性多功能超薄涂层的改进方法。所述涂层借助低压和低功率等离子体聚合进行沉积。本发明还包括根据本发明的通过这样的方法涂覆的基底和通过这样的方法获得的涂层。

背景技术

本发明涉及在基底上沉积亲水性多功能超薄涂层(纳米涂层)的方法，其中所述涂层具有优异的性质，例如耐久性(例如对抗湿气的耐久性)和稳定性例如热稳定性。所述纳米涂层使用低压和低功率等离子体聚合过程优选地在低功率下沉积。

本发明纳米涂层的目标应用为医疗应用–透镜、导管、内支架、绷带、血液过滤器–，生物化学应用例如培养板，电化学应用–燃料电池、蓄电池等，以及例如在过滤应用例如血液过滤中和在隔离应用例如电池隔板织物(textile)中使用的膜(滤膜，membrane)和织物上的应用。通常利用亲水性质减少与有机材料的键合(结合，bonding)和减缓血液凝固。此外，亲水性质通常被利用，意味着例如用于分析意图而增大的与生物分子的键合，或刺激骨和组织生长。与水的结合也得以改善，导致优异的润湿性。

若干种亲水性处理和工艺已经存在。沉积亲水性涂层的一种方式是通过使用以下湿化学工艺：其典型地使用单体和添加剂的复杂配混物，导致较厚涂层(微米范围上的厚度)，需要相当大量的水、化学品和能量，并且因此具有高的环境印迹(足迹)。

WO2006019175描述了用于借助使用包括氨基甲酸酯化合物、环氧化合物和(甲基)丙烯酸的化学品的配混物的湿化学工艺形成防雾涂层的光固化性组合物。

JP4698529描述了借助使用(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸烷基酯的湿化学涂覆过程获得的防雾薄膜。

如下是明确的：为了制成良好的乳液、分散液或溶液，所述湿化学方法于是要求由多种化学产品组成的复杂配混物。本发明通过使用如下的低压和低功率等离子体聚合解决了所述要求：其中单体以其纯形式使用，且于是不需要添加剂。与所述湿化学方法相比，等离子体聚合过程的功率消耗可保持为低的，因为不需要在升高的温度下的干燥或固化。

沉积亲水性涂层的另一种方式为通过等离子体接枝聚合进行。与所有的等离子体工艺一样，所述工艺不需要水，并使用较低量的化学品。然而，在接枝聚合中，将液体单体典型地喷雾到基底上或以水溶液的形式施加，且然后使其固化以引发聚合和交联。这需要至少2-步工艺，和用于引发聚合和交联的固化的高功率–由此高的能量消耗。在一些现有技术文献中也使用相反的步骤次序。

CN101890314描述了在聚四氟乙烯(PTFE)上借助接枝聚合的亲水性处理方法。在第一步中，在不存在单体的情况下实施低压等离子体预处理，以引发接枝聚合。在第二步中，通过使等离子体预处理的基底与液体单体接触而实现聚合。

WO2012133154也描述了用于在PMMA基底上获得聚丙烯酸涂层的丙烯酸的等离子体接枝聚合。该工艺包括如下4个步骤：液体丙烯酸单体的喷雾，氩等离子体的固化、液体丙烯酸单体的再次喷雾和氩等离子体的再次固化。

CN102432905描述了如下3-步工艺，其中实施电晕(空气)预处理、随后将丙烯酸单体通过喷嘴喷雾到基底上、随后进行用于聚合和交联的UV固化。