一种超亲水抗粘附涂层及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114932061A(43)申请公布日2022.08.23(21)申请号202210452408.7(22)申请日2022.04.27(71)申请人厦门大学地址361000福建省厦门市思明南路422号(72)发明人任磊王苗王云华李文龙(74)专利代理机构厦门市首创君合专利事务所有限公司35204专利代理师游学明(51)Int.Cl.B05D5/08(2006.01)B05D5/04(2006.01)C09D197/00(2006.01)C09D7/63(2018.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种超亲水抗粘附涂层及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种超亲水抗粘附涂层及其制备方法，属于抗生物污染领域领域，利用廉价易得的3‑氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和绿色经济的单宁酸(TA)发生迈克尔加成、席夫碱反应形成超亲水涂层，涂层上含有丰富的羟基、醌基团，可与金属离子螯合配位，为氨基基团提供反应活性位点。用此法制备的涂层，具有二次反应活性，应用于不同基材后水接触角小于5°，表现出优异的超亲水性能。本发明超亲水抗粘附涂层在自清洁、医用植入材料、抗菌材料等方面具有良好的应用效果。CN114932061ACN114932061A权利要求书1/1页1.一种超亲水抗粘附涂层的制备方法，包含下述步骤：(1)基材的预处理：将基材清洗去除表面杂质，再浸入3‑氨基丙基三乙氧基硅烷溶液1‑24h进行预处理，取出后清洗烘干备用；(2)涂层的制备：预处理后的基材置于单宁酸溶液和3‑氨基丙基三乙氧基硅烷溶液的混合溶液中反应0.5‑24h，然后用去离子水和乙醇交替洗涤后室温下干燥待用；(3)涂层的二次反应活性的利用：将步骤(2)得到的基材浸入金属离子溶液中或带氨基基团的亲水聚合物中孵育1‑24h，取出后用去离子水冲洗，室温干燥后得到超亲水抗粘附材料。2.如权利要求1所述的一种超亲水抗粘附涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的基材为无机非金属材料、高分子材料或复合材料中的一种。3.如权利要求1所述的一种超亲水抗粘附涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的基材清洗去除表面杂质，为分别置于乙醇、丙酮溶液中超声清洗。4.如权利要求1所述的一种超亲水抗粘附涂层的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的单宁酸溶液中的单宁酸浓度为1～4mg/ml。5.如权利要求4所述的一种超亲水抗粘附涂层的制备方法，其特征在于：单宁酸的溶剂为pH＝8‑9的Tris缓冲液。6.如权利要求1所述的一种超亲水抗粘附涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)、(2)中所述的3‑氨基丙基三乙氧基硅烷溶液，为3‑氨基丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，‑氨基丙基三乙氧基硅烷的浓度为5～20mg/ml。7.如权利要求1所述的一种超亲水抗粘附涂层的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的混合溶液，单宁酸溶液与3‑氨基丙基三乙氧基硅烷溶液的体积比为3‑7:1。8.如权利要求1所述的一种超亲水抗粘附涂层的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的金属离子为铁、银、铜中的至少一种，浓度为4～8mg/ml。9.如权利要求1所述的一种超亲水抗粘附涂层的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的氨基基团的化合物为聚赖氨酸(PL)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚丙烯酰胺(PAM)中的至少一种，浓度为2～10mg/ml。10.如权利要求1‑9任一项所述的制备方法制备得到的超亲水抗粘附涂层。2CN114932061A说明书1/4页一种超亲水抗粘附涂层及其制备方法技术领域[0001]本本发明涉及材料表面抗黏附抗生物污染领域，具体涉及一种超亲水抗粘附涂层的制备方法。背景技术[0002]生物污染即有害生物分子、细菌、细胞、微藻等在材料表面的附着和积聚，生物污染现象广泛存在于人类的生活和工作环境中，例如生物传感器，医用植入设备，食品加工和海洋工业等，生物体定植在材料表面后会形成不可逆的粘附。在结垢过程中，生物体和材料表面之间的接触和相互作用力的形成是重要的特征，这实际上是由水溶液和材料表面之间的接触介导的，因为生物污染通常发生在水溶液中。因此，材料表面的润湿性至关重要，调节表面润湿性可能是防止生物污染的有效方法。[0003]目前，被广泛使用的超亲水涂层主要包括聚乙二醇亲水聚合物和两性离子聚合物分子刷涂层等，然而亲水性聚合物的优异的水合性使其难以固定在材料表面，聚合物分子则高度依赖修饰的密度、材料表面的均匀性等，限制了其广泛应用。另一方面，应用环境不同的材料有不同的需求，如医用植入材料不仅需要抗菌特性，还需要涂层具备良好的生物相容性；如微藻收获膜分离领域不仅需要抗微藻粘附，还需要定时清洁材料表面的不可逆结垢。[0004]因此，有必要开发一种具有二次反应活性