[发明专利]芳香多醛交联含聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物涂层的制备方法及应用

说明书

本发明涉及芳香多醛交联含聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物涂层的制备方法及应用。将PDMS‑b‑聚(甲基丙烯酸‑2‑氨基乙基酯‑b‑聚乙二醇甲基丙烯酸酯)、芳香多醛和溶剂按质量百分比配制成溶液，涂覆在经过改性的玻璃基材表面，在20～50℃下烘干1～5h除去溶剂，再转移至70～100℃下加热5～10h进行交联，得到防雾抗菌自修复涂层。本发明还提出了PDMS‑b‑聚(甲基丙烯酸‑2‑氨基乙基酯‑b‑聚乙二醇甲基丙烯酸酯)的制备方法。本发明的共聚物涂层具有防雾、抗菌和自修复功能，涂层制备方法简单，突破了一般涂层材料由于功能单一而无法适应环境而造成不能正常工作或者需要频繁更换的限制，具有实际应用价值。

技术领域

本发明涉及一种芳香多醛交联含聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物涂层的制备方法及应用，属于高分子涂层材料领域。

背景技术

在生活以及生产中，透明光学器件如光学镜片、玻璃箱体、棱镜等在高湿或冷热温差较大的环境下材料需要保持良好的透明性。为了保证良好的透光性，通常在其表面涂覆一层具有防雾功能的透明涂层。然而在特殊条件下经过长时间使用，涂层表面往往会滋生细菌或遭到划伤或磨损，造成涂层失去正常透光的能力，从而影响涂层的防雾性能，因此制备具有抗菌、自修复功能的防雾涂层很有必要。

Ding等人使用席夫碱键所形成的的交联结构，并通过层层自组装形成具有自修复功能的防雾涂层(Hu B,Chen L,Lan S,Ren P,Wu S,Liu X,Shi X,Li H,Du Y,DingF.Layer-by-layer assembly of polysaccharide films with self-healing andantifogging properties for food packaging applications.ACS Applied NanoMaterials,2018,1(7):3733-3740)，结果表明涂层在较短时间内就可完成自修复。但这种层层自组装制备涂层的方法过程较为复杂，且上述所制备的涂层不具有抗菌性，很难抵挡细菌的滋生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芳香多醛交联含聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物涂层的制备方法及应用。所述的共聚物涂层具有防雾、抗菌和自修复功能，属于高分子涂层材料领域。本发明使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的链转移剂，将甲基丙烯酸氨基盐酸盐类单体与聚乙二醇甲基丙烯酸酯通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)的方法，合成出分子量均一的两亲性嵌段共聚物PDMS-b-聚(甲基丙烯酸-2-氨基乙基酯-b-聚乙二醇甲基丙烯酸酯)，并通过芳香多醛进行交联，制备出具有多种功能的透明涂层。其中PDMS为由硅氧骨架构成的分子链，具有疏水性，可为明显提高涂层的稳定性；低分子量的聚乙二醇甲基丙烯酸酯具有良好的亲水性，可为涂层提供优秀的防雾性能，并且其在涂层表面形成的水合层使得细菌难以在其表面粘附，从而达到抗菌的效果；甲基丙烯酸氨基乙基酯中的氨基可与芳香多醛发生交联反应，形成在水中或高湿环境下难以被破坏的稳定结构。除此之外，氨基与醛基反应而得的席夫碱具有可逆亚胺键，当分子链中存在玻璃化转变温度较低的聚乙二醇甲基丙烯酸酯与聚二甲基硅氧烷时，涂层可在相对较低的温度下进行自修复。该材料通过简单的组分及制备方法，可同时实现防雾、抗菌和自修复的功能，具有极其广泛的应用领域，实际应用价值高。

本发明的一种芳香多醛交联含聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物涂层，其特征在于，各组分及其质量百分比为：

PDMS-b-聚(甲基丙烯酸-2-氨基乙基酯-b-聚乙二醇甲基丙烯酸酯)：2～70％；

芳香多醛：0.5～20％；

溶剂：余量。

其中芳香多醛为邻苯二甲醛或间苯二甲醛或均苯三甲醛。

上述PDMS-b-聚(甲基丙烯酸-2-氨基乙基酯-b-聚乙二醇甲基丙烯酸酯)的结构式为：

其中，x＝20～80，y＝20～80，n＝2～100。x，y，n为整数。