一种亲水润滑涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种亲水润滑涂层及其制备方法和应用，属于材料表面改性技术领域。本发明专利技术提供的亲水润滑涂层由两层组成：包括底部的交联型聚合物黏附活性层和表面的聚合物

【技术实现步骤摘要】
一种亲水润滑涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料表面改性
，尤其涉及一种亲水润滑涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]对于介入型医疗器件(如医用导管)，为了顺利到达病变点进行诊断和治疗，其应该具有以下特征：表面具有优良的润滑性能，否则会对人体造成刮伤；具有很好的生物相容性，避免引起炎症等二次伤害。
[0003]目前，提高介入型导管水润滑性能的方法主要有两种：一种方法是在传统本体导管外壁涂覆润滑液。如US 5620738A中公开了在本体导管表面涂覆修饰聚乙烯吡咯烷酮(PVP)亲水润滑涂层的技术，尽管修饰后导管具有很好的润滑性，然而PVP涂层与基材之间往往是通过非化学键交联，使得PVP在吸水膨胀后很容易脱落，进而导致导管表面失去亲水润滑作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种亲水润滑涂层及其制备方法和应用。本专利技术制得的亲水润滑涂层的界面。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种亲水润滑涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将亲水性丙烯酸基单体、疏水性烷基酯单体、黏附性单体、含溴引发剂单体、引发剂和反应介质混合进行自由基聚合反应，得到黏附性共聚物；所述黏附性单体为多巴胺甲基丙烯酰胺；
[0008]将所述黏附性共聚物、固化交联剂和溶剂介质混合进行固化，得到交联型聚合物黏附活性层；
[0009]在保护气氛下，将所述交联型聚合物黏附活性层浸入原子转移自由基聚合反应溶液中进行聚合反应，形成聚合物
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聚电解质刷复合层，得到所述亲水润滑涂层；所述原子转移自由基聚合反应溶液包括反应溶剂、反应单体、2,2
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联吡啶和溴化亚铜。
[0010]优选地，所述亲水性丙烯酸基单体、黏附性单体和疏水性烷基酯单体的质量比为1:1:10～1:4:25。
[0011]优选地，所述含溴引发剂单体的用量为亲水性丙烯酸基单体、黏附性单体和疏水性烷基酯单体总质量的1％～5％。
[0012]优选地，所述亲水性丙烯酸基单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或多种。
[0013]优选地，所述疏水性烷基酯单体包括甲氧基丙烯酸乙酯、甲氧基丙烯酸丙酯、甲氧基丙烯酸丁酯、甲氧基丙烯酸甲酯、乙氧基丙烯酸乙酯、乙氧基丙烯酸丙酯和乙氧基丙烯酸丁酯中的一种或多种。
[0014]优选地，所述含溴引发剂单体的结构式如式I所示：
[0015][0016]式I中，R为甲基或氢，n为1、2或3。
[0017]优选地，所述固化交联剂为1,6
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己二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯。
[0018]优选地，所述反应单体包括甲基丙烯酸3
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磺酸丙酯钾盐、磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸羟乙酯和2
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甲基丙烯酰氧乙基磷脂酰胆碱中的一种或多种。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法制得的亲水润滑涂层，其特征在于，包括交联型聚合物黏附活性层和聚合物
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聚电解质刷复合层。
[0020]本专利技术还提供了上述技术方案所述的亲水润滑涂层在表面工程和生物医疗器械改性领域中的应用。
[0021]本专利技术提供了一种亲水润滑涂层的制备方法，包括以下步骤：将亲水性丙烯酸基单体、疏水性烷基酯单体、黏附性单体、含溴引发剂单体、引发剂和反应介质混合进行自由基聚合反应，得到黏附性共聚物；所述黏附性单体为多巴胺甲基丙烯酰胺；将所述黏附性共聚物、固化交联剂和溶剂介质混合进行固化，得到交联型聚合物黏附活性层；在保护气氛下，将所述交联型聚合物黏附活性层浸入原子转移自由基聚合(ATRP)反应溶液中进行聚合反应，形成聚合物
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聚电解质刷复合层，得到所述亲水润滑涂层；所述原子转移自由基聚合反应溶液包括反应溶剂、反应单体、2,2
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联吡啶和溴化亚铜。
[0022]本专利技术提供的亲水润滑涂层在水介质中具有优异的界面粘接及抗溶胀稳定性能，且在高载荷下具有低摩擦系数，优异的界面粘接及抗溶胀稳定性能取决于交联型聚合物黏附活性层在基材表面优异的界面键合能力和抗介质溶胀性能；高载荷下具有低摩擦系数取决于表面聚合物
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聚电解质刷复合层优异的水化特性，具体解释如下：1.界面粘接：黏附性单体内多巴胺分子上的儿茶酚官能团能够与不同的基底材料形成氢键、共价键或金属配位键，含有羟基的亲水性丙烯酸基单体在固化交联剂的作用下交联形成化学网络，在这两方面的共同作用下使得聚合物黏附活性层与基底紧密粘合；2.抗溶胀：合成的黏附性单体结构中含有大量疏水性烷基酯分子，因此在液体中抗溶胀性能较好；3.低摩擦系数：通过ATRP反应在黏附活性层表面接枝亲水性聚合物刷后，聚合物刷与水分子之间存在强相互作用，形成稳定的水化层，水化层中的水分子可以自由流动，能够适应剪切力的作用，降低了摩擦系数。
[0023]本专利技术具有的有益效果：
[0024](1)修饰方法几乎适用于所有基材和医疗器械表面；(2)制备得到的亲水润滑涂层与基材结合力强、力学性能优异；(3)亲水润滑涂层具有优异的抗溶胀和介质稳定性；(4)亲水润滑涂层具有低摩擦和高承载特性；(5)亲水润滑涂层制备方法简单、基材通用性强。
[0025]实施例的数据表明，本专利技术制得的亲水润滑涂层与基材之间的黏附强度为1.5MPa，力学模量为10MPa；耐水性强，可在去离子水、缓冲液和生理盐水等介质中保持长期粘接稳定性；以聚二甲基硅氧烷球为对偶，在10N载荷下，去离子水作为润滑剂，涂层表面摩
擦系数为0.02；所制备的亲水润滑涂层稳定性和润滑性能优异，有望在表面工程和生物医疗器械领域被广泛应用。
附图说明
[0026]图1为基材表面制备得到亲水润滑涂层的结构示意图；
[0027]图2为钛合金基材表面制备得到亲水润滑涂层的扫描电子显微镜断面图；
[0028]图3为钛合金基材表面制备得到亲水润滑涂层与钛合金基材界面黏附强度测试曲线图；
[0029]图4为钛合金基材表面制备得到亲水润滑涂层的摩擦系数测试结果图；
[0030]图5为钛合金基材表面制备得到亲水润滑涂层在水、PBS缓冲液和生理盐水中的稳定性评价；
[0031]图6为不同基材表面制备得到亲水润滑涂层的摩擦系数测试结果图；
[0032]图7为此修饰方法在PVC导尿管、口腔气道插管和钛合金人工关节头表面的应用演示。
具体实施方式
[0033]本专利技术提供了一种亲水润滑涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0034]将亲水性丙烯酸基单体、疏水性烷基酯单体、黏附性单体、含溴引发剂单体、引发剂和反应介质混合进行自由基聚合反应，得到黏附性共聚物；所述黏附性单体为多巴胺甲基丙烯酰胺；
[0035]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亲水润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将亲水性丙烯酸基单体、疏水性烷基酯单体、黏附性单体、含溴引发剂单体、引发剂和反应介质混合进行自由基聚合反应，得到黏附性共聚物；所述黏附性单体为多巴胺甲基丙烯酰胺；将所述黏附性共聚物、固化交联剂和溶剂介质混合进行固化，得到交联型聚合物黏附活性层；在保护气氛下，将所述交联型聚合物黏附活性层浸入原子转移自由基聚合反应溶液中进行聚合反应，形成聚合物
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聚电解质刷复合层，得到所述亲水润滑涂层；所述原子转移自由基聚合反应溶液包括反应溶剂、反应单体、2,2
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联吡啶和溴化亚铜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亲水性丙烯酸基单体、黏附性单体和疏水性烷基酯单体的质量比为1:1:10～1:4:25。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述含溴引发剂单体的用量为亲水性丙烯酸基单体、黏附性单体和疏水性烷基酯单体总质量的1％～5％。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述亲水性丙烯酸基单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，麻拴红，刘辉，赵晓铎，马正峰，
申请(专利权)人：烟台中科先进材料与绿色化工产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：