[发明专利]一种可喷涂的水凝胶涂料及其涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种可喷涂的水凝胶涂料及其涂层的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：S1、紫外聚合粘稠溶液的合成：将溶剂、单体、交联剂和引发剂在反应容器中混合形成混合反应溶液，搅拌并在紫外光照条件下进行自由基聚合反应，得到紫外聚合粘稠溶液；S2、溶液稀释：通过添加乙醇稀释所述紫外聚合粘稠溶液，得到可直接用于喷涂的稀溶液；S3、调节所述可直接用于喷涂的稀溶液的pH，获得溶液C；S4、喷涂和固化。通过本方法获得的涂料制备的水凝胶涂层具有制备条件温和、无环境污染、能够对多种固体表面产生化学粘接等优点；使喷涂水凝胶涂料的方法变得可行，保存时间长，可喷涂于多种基底材料表面，且能与基底形成稳定粘接。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种可喷涂的水凝胶涂料及其涂层的制备方法。

背景技术

水凝胶是一种由水溶液填充高分子空间网络形成的亲水性软物质材料。水凝胶材料因其优异的生物相容性、柔性、亲水润滑性等特点，在诸如药物运输，传感器，软机器人，医疗器械以及海洋防污涂层等方面具有十分广阔的应用前景。在水凝胶材料的应用研究中，将水凝胶作为涂层材料同各种传统固体，如：玻璃、金属、陶瓷、橡胶和塑料等相结合，能够将上述水凝胶的特性赋予传统固体表面，推动传统材料在生物医学和工程领域的深入应用。

应用领域的多样化对凝胶涂层制备方法的灵活性提出了较高的要求。针对不同形貌、不同结构的固体表面制备厚度均匀可调的水凝胶涂层是目前研发水凝胶涂层技术中面临的重要挑战之一。

近年来，人们在复杂形貌基底表面制备水凝胶涂层方法的研究取得了一定的进展。赵选贺等人通过表面引发自由基聚合的方法，在 3D打印镂空固体表面制备了均匀的聚二甲基丙烯酰胺水凝胶涂层。该方法能够实现水凝胶涂层对复杂结构固体表面的均匀包覆。在该策略实施过程中，目标固体在单体溶液中浸泡，进而同时从表面和溶液两个方面同时引发自由基聚合反应。姚晰等报道了一种基于硅烷偶联化学反应制备凝胶涂料的方法。该方法通过将制得的凝胶涂料直接涂覆在固体表面获得水凝胶涂层，适用于通过刷涂、蘸涂等方式制备水凝胶涂层。

赵选贺等人通过表面引发自由基聚合的方法，在3D打印镂空固体表面制备了均匀的聚二甲基丙烯酰胺水凝胶涂层。但是反应后的溶液不能回收，从而造成了单体溶液的大量浪费。姚晰等报道了一种基于硅烷偶联化学反应制备凝胶涂料的方法。该方法通过将制得的凝胶涂料直接涂覆在固体表面获得水凝胶涂层，但是由于水凝胶涂料的粘度过高，只适用于通过刷涂、蘸涂等方式制备水凝胶涂层。

上述两种方式很难在具有复杂形貌(如镂空、缝隙等)的固体表面制备均匀的水凝胶涂层。

基于上述情况，本发明提出了一种可喷涂的水凝胶涂料及其涂层的制备方法，可有效解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可喷涂的水凝胶涂料及其涂层的制备方法。通过本发明的可喷涂的水凝胶涂料及其涂层的制备方法制备的水凝胶涂料具有储存寿命长、广泛适用于多种凝胶材料的优点。通过本方法获得的涂料制备的水凝胶涂层具有制备条件温和、无环境污染、能够对多种固体表面产生化学粘接等优点。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种可喷涂的水凝胶涂料及其涂层的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

S1、紫外聚合粘稠溶液的合成：

将溶剂、单体、交联剂和引发剂在反应容器中混合形成反应溶液，并在紫外光照条件下进行自由基聚合反应，得到聚合物粘稠溶液；

S2、溶液稀释：

通过添加乙醇稀释所述聚合物粘稠溶液，得到可直接用于喷涂的稀溶液；

S3、通过调节所述可直接用于喷涂的稀溶液的pH值，调整水凝胶涂层的固化时间：

通过添加盐酸调节所述可直接用于喷涂的稀溶液的的pH值，获得溶液C；