[发明专利]用于化学粘附和起霜的多官能超疏水性颗粒

说明书

本文提供了多官能颗粒以及形成其方法。多官能颗粒包括颗粒表面；第一部分，其连接到表面并具有至少一种基本上疏水性附属物；以及第二部分，其连接到表面并具有至少一种包含反应性官能团和基本上亲水性重复单元的附属物，因此由于基本上疏水性附属物的结果，颗粒是基本上超疏水的，由于反应性官能团的结果，颗粒是化学反应性的，并且由于基本上亲水性重复单元的结果，颗粒迁移到其中可以包括颗粒的基本上疏水性基质的表面。另外，抗微生物官能团可以被连接到表面。

背景技术

可以借助于氟碳化合物或饱和烃来官能化颗粒如硅藻土纳米颗粒(DE)以变成超疏水性的，但由于氟碳化合物或饱和烃的高度非反应性自组装单层(SAM)，这些颗粒一直不能化学键合于任何东西。目前的涂层技术通常将氟化硅藻土(FDE)加入聚合物溶液。颗粒是通过机械力持有并且可以容易地从表面上抹掉，从而导致表面不具有耐久的超疏水性特征。聚合物表面通常是高度多孔的并且是非常粗糙的。而且，这些聚合物表面的生成是低效的，因为颗粒被包埋在聚合物中而不是在表面处来提供超疏水性特性。

发明内容

下面提出了一种或多种实施方式的简化概述以提供对这些实施方式的基本了解。此概述不是所有预期实施方式的广泛概述，以及旨在既不识别所有实施方式的关键要素，也不描述任何或所有实施方式的范围。它的唯一目的是以简化形式提出一种或多种实施方式的一些概念，作为稍后将介绍的更详细描述的前序(prelude)。

在一个实施方式中，提供了多官能颗粒。在一个实施方式中，多官能包括颗粒的表面；第一部分，其连接(结合，couple)到表面并具有至少一种基本上疏水性附属物；以及第二部分，其连接到表面并具有至少一种包含反应性官能团和基本上亲水性重复单元的附属物，因此由于基本上疏水性附属物的结果，颗粒是超疏水性的，由于反应性官能团的结果，颗粒是化学反应性的，并且由于基本上亲水性重复单元的结果，颗粒迁移到其中包括颗粒的疏水性基质的表面。

在本文公开的任何实施方式的一个方面，颗粒是其选自由硅藻土、热解二氧化硅、熔融二氧化硅、和谷壳灰组成的组的含有SiO₂的颗粒。

在一些实施方式中，颗粒选自由石英、玻璃、铝、氧化铝、氧化锆、硅铝酸盐、铜、锡、滑石、无机氧化物、钢、铁、石棉、镍、锌、氧化锌、和铅组成的组。

在第一实施方式的进一步的方面，单独或与第一实施方式的任何前述方面组合，第一部分进一步包含抗微生物官能团。

在第一实施方式的进一步的方面，单独或与第一实施方式的任何前述方面组合，颗粒进一步包含第三部分，其连接到表面并具有至少一种包含抗微生物官能团的附属物。

在第一实施方式的进一步的方面，单独或与第一实施方式的任何前述方面组合，第一部分是颗粒与3-三甲氧基甲硅烷基丙基二甲基十八烷基氯化铵的反应产物。

在第一实施方式的进一步的方面，单独或与第一实施方式的任何前述方面组合，亲水性重复单元包含选自由氧乙烯和聚乙二醇组成的组的官能团。

在第一实施方式的进一步的方面，单独或与第一实施方式的任何前述方面组合，亲水性重复单元位于在反应性官能团和颗粒之间。

在第一实施方式的进一步的方面，单独或与第一实施方式的任何前述方面组合，第二部分是颗粒与选自由氨基官能烃硅烷、N-(6-氨基己基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基己基氨基乙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、以及它们的组合组成的组的成员的反应产物。

在第一实施方式的进一步的方面，单独或与第一实施方式的任何前述方面组合，第二部分包含胺基硅烷、烯烃硅烷、酐硅烷、环氧硅烷、卤素硅烷、羟基硅烷、双臂硅烷(dipodal silanes)、丙烯酸酯硅烷、含硫硅烷、水基硅烷、异氰酸酯硅烷、或叠氮硅烷。