[发明专利]含硅化合物结合至表面的方法及高价硅化合物的合成方法

说明书

本发明涉及具有至少一个功能化表面的材料的生产方法。具体而言，本发明提供通过将功能化合物结合至基底表面来使基底表面功能化的方法。功能化合物在结合至表面或在表面上形成组织时可具有与起始物质不同的物理和/或化学性质。

含硅化合物与表面的化学结合是本领域技术人员所已知的。常规地，这是通过使合适的表面与合适的含硅化合物在活化剂存在下并加热表面来实现的。表面与含硅化合物之间的反应相对缓慢。US4417066公开了一个利用施加热进行硅氧烷与聚酯/棉织物的结合的例子。

还已知使合适的表面与合适的含硅化合物接触并使该化合物和表面暴露于微波辐射。表面与含硅化合物之间的反应相对快速。这种硅结合技术公开在美国专利申请No.11/527662中。

在第一方面，本发明提供一种用于使基底表面功能化的方法。所述方法包括提供具有两个以上的离去基团的含硅化合物和包含至少一个亲核基团的功能化合物。所述含硅化合物和所述功能化合物随后与其上具有亲核位点的基底表面接触。接着，对所述含硅化合物、所述功能化合物和所述基底表面进行微波辐射。

在第二方面，本发明提供另一种用于使基底表面功能化的方法。所述方法包括提供与第一功能化合物结合并具有两个以上的离去基团的含硅化合物和包含至少一个亲核基团的第二功能化合物。所述含硅化合物和所述第二功能化合物随后与其上具有亲核位点的基底表面接触。接着，对所述含硅化合物、所述第二功能化合物和所述基底表面进行微波辐射。

在第三方面，本发明提供另一种用于使基底表面功能化的方法。所述方法包括多个步骤。第一步骤是提供与第一功能化合物结合并具有至少一个离去基团的第一含硅化合物和与第二功能化合物结合并具有至少一个离去基团的第二含硅化合物。所述第一和第二功能化合物不同。所述第一和第二含硅化合物随后与其上具有亲核位点的基底表面接触。接着，对所述第一和第二含硅化合物和所述基底表面均进行微波辐射。

在本发明的第一、第二和第三方面中，基底表面可以是在基底的外侧或内侧。基底可以例如是多孔聚合物基质，含硅化合物可以设置在或结合在所述基质的孔的内表面上。

在第四方面，本发明提供一种包含功能化基底的织物材料，所述功能化基底具有通过一种以上的含硅化合物结合至功能化基底表面上的一种或更多种功能化合物，其中所述功能化合物通过本发明的方法结合至所述表面。

在第五方面，本发明提供一种包含功能化基底的凝胶、洗剂、乳剂或粘合剂组合物，所述功能化基底具有通过一种以上的含硅化合物结合至功能化基底表面上的一种或更多种功能化合物，其中所述功能化合物通过本发明的方法结合至所述表面。

以下将进一步说明本发明。在下文中，更具体地限定了本发明的不同方面。所限定的每一方面可与任意其它一个或多个方面进行组合，除非有明确的相反指示。具体而言，称为优选或有利的任何特征可与称为优选或有利的任何其它特征进行组合。

本发明的第一、第二和第三方面提供用于使基底表面功能化的方法。亦即，提供具有一种或更多种新的或增强的功能性质的表面的方法。这种性质包括但不限于：阻燃性、疏油性、抗微生物性、亲油性、疏水性、亲水性、止血性、杀菌性或杀孢子性。其它性质包括催化性、抗病毒性、抗腐蚀性、解毒性、还原性、氧化性、气体/蒸气渗透率控制性、液体渗透率控制性、表面能控制性或表面形态控制性。表面还可提供有酶以提供酶促益处或交联前体(例如过氧化物)以允许后续交联至其自身表面或其它表面或化合物。

本发明涉及含硅化合物的微波活化反应以将功能化合物结合至基底表面。因此，功能化合物经由硅连接剂(含硅化合物)化学结合至基底表面。因而，功能化合物被认为“硅结合”至表面。当然，优选硅结合不涉及或不阻碍功能化合物的为功能化合物提供其功能性的那些部分。

根据本发明的第一方面，提供一种用于使基底表面功能化的方法，所述方法包括：

(a)提供

(i)具有两个以上的离去基团的含硅化合物，和

(ii)包含至少一个亲核基团的第一功能化合物；

(b)使所述含硅化合物和所述功能化合物与其上具有亲核位点的基底表面接触；和

(c)将所述含硅化合物、所述功能化合物和所述基底表面暴露于微波辐射。