[发明专利]一种水凝胶涂层及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种水凝胶涂层，其特征在于，所述水凝胶涂层包括基底层和主要涂层；

所述基底层是从基材侧往外由一层阳离子聚电解质层，一层阴离子聚电解质层，依次交替形成的聚电解质多层膜；

所述主要涂层是从阳离子聚电解质层侧往外由一层阴离子聚电解质层，一层阳离子聚电解质层，依次交替形成的聚电解质多层膜；

所述主要涂层中的阳离子聚电解质与基底层中的阳离子聚电解质不同；所述主要涂层中的阴离子聚电解质与基底层中的阴离子聚电解质不同；

所述水凝胶涂层是在聚电解质多层膜的基础上运用化学交联的方法得到的；

所述阴离子聚电解质选自：聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS)、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚甲基丙烯酸盐、聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸盐、聚乙烯磺酸、聚乙烯磺酸盐、聚乙烯磷酸、聚乙烯磷酸盐、聚磷酸盐、聚硅酸盐、带负电荷的核酸或蛋白质中的一种或多种；

所述阳离子聚电解质选自：聚乙烯吡咯烷酮(PVPON)、聚乙烯亚胺、聚乙烯亚胺盐、聚乙烯胺、聚乙烯胺盐、聚乙烯吡啶、聚乙烯吡啶盐、聚乙烯胺盐、聚烯丙基胺、聚烯丙基胺盐、聚二丙烯基二甲基铵盐、带正电荷的蛋白质中的一种或多种；

所述聚电解质多层膜的制备采用层层自组装的方式，利用聚电解质的静电吸引力、氢键、碱基配对相互作用、电荷转移相互作用或共价键中的至少一种使其组装在一起。

2.根据权利要求1所述的水凝胶涂层，其特征在于，所述水凝胶涂层带有反离子；所述反离子选自Fe³⁺、Li⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、Ag⁺、Ca²⁺、CTAB⁺中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的水凝胶涂层，其特征在于，所述阴离子聚电解质选自聚(4-苯乙烯磺酸钠)、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯磺酸盐中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的水凝胶涂层，其特征在于，所述阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚烯丙基胺盐中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的水凝胶涂层，其特征在于，所述聚烯丙基胺盐为聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)。

6.根据权利要求1所述的水凝胶涂层，其特征在于，所述聚电解质为带有官能团的聚电解质；所述带有官能团的聚电解质的官能团选自环氧基、氨基、羧基、羟基、双键中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的水凝胶涂层，其特征在于，基底层的阴离子聚电解质选自聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS)，基底层的阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺和/或聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)。

8.根据权利要求1或7所述的水凝胶涂层，其特征在于，所述主要涂层的阴离子聚电解质选自聚甲基丙烯酸(PMAA)，所述主要涂层的阳离子聚电解质选自聚乙烯吡咯烷酮(PVPON)。

9.根据权利要求1所述的水凝胶涂层，其特征在于，所述主要涂层以如下n个组成单元依次交替形成：阴离子聚电解质层/阳离子聚电解质层；记为n层；

所述n为2-200。

10.根据权利要求1所述的水凝胶涂层，其特征在于，

从基材侧往外，交联前所述水凝胶涂层的组成为：

PAH/PSS/PAH/PSS/PAH/PSS/PAH/PMAA/PVPON/PMAA/PVPON……PMA A/PVPON/PMAA/PVPON，最外层是PVPON。

11.一种防冰材料，其特征在于，所述防冰材料包括基材和基材表面的水凝胶涂层；

所述基材选自金属材料、非金属材料、无机材料、有机材料、以及复合材料；

所述水凝胶涂层为权利要求1-10任一项所述的水凝胶涂层。