本公開(kāi)涉及涂層，特別涉及一種ph響應(yīng)性涂層及其制備方法、以及一種產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、刺激響應(yīng)表面在廣泛的工程、科學(xué)和工業(yè)過(guò)程中具有巨大的潛力，因?yàn)樗鼈兙哂歇?dú)特的可切換性質(zhì)，通常被稱為“智能”表面。刺激響應(yīng)表面的物理化學(xué)性質(zhì)會(huì)隨環(huán)境中的各類物理或化學(xué)刺激而發(fā)生改變。一旦導(dǎo)致變化的刺激物回歸至初始狀態(tài)，其改變后的物理化學(xué)性質(zhì)也會(huì)相應(yīng)地恢復(fù)至初始狀態(tài)。在研究中，ph值、溫度、光和磁場(chǎng)等是最為常見(jiàn)的刺激因素。刺激響應(yīng)表面的響應(yīng)機(jī)制因應(yīng)用而異。

2、ph響應(yīng)性材料以其獨(dú)特的性能和廣泛的應(yīng)用潛力，當(dāng)介質(zhì)或環(huán)境的ph值升高或者降低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致ph響應(yīng)性材料的性能產(chǎn)生變化。ph響應(yīng)性材料用于涂層時(shí)，可以根據(jù)環(huán)境或接觸介質(zhì)的ph值調(diào)節(jié)涂層的性能，從而具有較大的應(yīng)用前景。

3、因此，本發(fā)明旨在開(kāi)發(fā)一種ph響應(yīng)性涂層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)的實(shí)施例提供一種ph響應(yīng)性涂層，所述ph響應(yīng)性涂層為單體α在基材的至少部分表面形成的等離子體聚合涂層，所述單體α具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)，

2、

3、式(1)中，l為連接結(jié)構(gòu)，r1和r2分別獨(dú)立地選自c1-c10有機(jī)基團(tuán)或氫原子，r3選自c1-c10烷基或氫原子，t選自式(2)、式(3)、或式(4)所示的結(jié)構(gòu)，

4、

5、式(2)中，r4、r5、r6、r7分別獨(dú)立地選自c1-c10烷基；式(3)中，a為環(huán)狀結(jié)構(gòu)；式(4)中，b為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

6、在一些實(shí)施例中，所述c1-c10有機(jī)基團(tuán)選自c1-c10烷基或c1-c10烷氧基酰基。

7、在一些實(shí)施例中，所述l選自c1-c4亞烷基、式(5)所示的結(jié)構(gòu)、或連接鍵，

8、

9、式(5)中，r8選自c1-c6亞烷基。

10、在一些實(shí)施例中，所述r1、r2、r3分別獨(dú)立地選自c1-c4烷基或氫原子；所述t選自式(2)所示的結(jié)構(gòu)，式(2)中，所述r4、r5、r6、r7分別獨(dú)立地選自甲基、乙基、或丙基；所述l選自式(5)所示的結(jié)構(gòu)，式(5)中，所述r8選自亞甲基、亞乙基或亞丙基。

11、在一些實(shí)施例中，所述r1、r2、r3分別獨(dú)立地選自甲基或氫原子，所述r4、r5、r6、r7分別獨(dú)立地選自甲基或乙基。

12、在一些實(shí)施例中，所述t選自式(3)或式(4)所示的結(jié)構(gòu)，式(3)和式(4)中，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)為五元環(huán)或六元環(huán)。

13、在一些實(shí)施例中，所述五元環(huán)或六元環(huán)選自式(6)～式(12)所示的結(jié)構(gòu)，

14、

15、式(6)中，n為1～2的整數(shù)，n個(gè)r9分別獨(dú)立地選自c1-c4烷基、或氫原子；式(7)中，m為1～3的整數(shù)，m個(gè)r10分別獨(dú)立地選自c1-c4烷基、或氫原子；式(8)中，a為1～4的整數(shù)，a個(gè)r11分別獨(dú)立地選自c1-c4烷基、或氫原子；式(9)中，b為1～3的整數(shù)，b個(gè)r12分別獨(dú)立地選自c1-c4烷基、或氫原子；式(10)中，c為1～3的整數(shù)，c個(gè)r13分別獨(dú)立地選自c1-c4烷基、或氫原子；式(11)中，d為1～4的整數(shù)，d個(gè)r14分別獨(dú)立地選自c1-c4烷基、或氫原子；式(12)中，e為1～3的整數(shù)，e個(gè)r15分別獨(dú)立地選自c1-c4烷基、或氫原子。

16、在一些實(shí)施例中，所述l選自連接鍵，所述r1、r2、r3分別獨(dú)立地選自甲基或氫原子。

17、在一些實(shí)施例中，所述l選自連接鍵，所述r1選自甲基或氫原子，所述r2選自甲氧基甲?；蛞已趸柞；鰎3選自甲基或氫原子。

18、在一些實(shí)施例中，所述單體α包括：丙烯酸2-(二異丙基氨基)乙酯、甲基丙烯酸2-(二異丙基氨基)乙酯、2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、3-(吡啶-3-基)丙烯酸乙酯、3-(4-吡啶基)丙烯酸甲酯中的一種或幾種。

19、在一些實(shí)施例中，ph為3.5～5的水溶液在所述ph響應(yīng)性涂層上的接觸角在30°以下。

20、在一些實(shí)施例中，ph為3.5～5的水溶液在所述ph響應(yīng)性涂層上的接觸角在5°以下。

21、在一些實(shí)施例中，所述基材包括：硅、玻璃、pet、織物、濾紙。

22、本公開(kāi)實(shí)施例還提供一種ph響應(yīng)性涂層的制備方法，用于制備以上任意的ph響應(yīng)性涂層，所述制備方法包括：提供基材，將基材置于等離子體反應(yīng)腔室中，將所述單體α的蒸汽通入等離子反應(yīng)器，等離子體放電，在所述基材表面等離子體聚合形成所述ph響應(yīng)性涂層。

23、在一些實(shí)施例中，所述等離子體放電為脈沖放電，脈沖功率為10w～400w，脈沖占空比為0.1％～90％，所述脈沖輸出的放電時(shí)間為200s～36000s，所述脈沖的平均功率為10w～50w。

24、本公開(kāi)實(shí)施例還提供一種產(chǎn)品，所述產(chǎn)品的至少部分表面具有以上任意的ph響應(yīng)性涂層。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本公開(kāi)實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

26、本公開(kāi)實(shí)施例的ph響應(yīng)性涂層為單體α在基材的至少部分表面形成的等離子體聚合涂層，單體α的結(jié)構(gòu)包含碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)與包含氮原子的具有弱堿性的結(jié)構(gòu)，所述包含氮原子的具有弱堿性的結(jié)構(gòu)中的氮原子位于環(huán)上或與兩個(gè)仲碳原子連接，所述ph響應(yīng)性涂層具有良好的ph響應(yīng)性，在酸性和堿性環(huán)境下表現(xiàn)出不同的性質(zhì)在中性和堿性條件下所述ph響應(yīng)性涂層具有疏水性，在酸性條件下所述ph響應(yīng)性涂層的親水性能提高。

技術(shù)特征：

1.一種ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述ph響應(yīng)性涂層為單體α在基材的至少部分表面形成的等離子體聚合涂層，所述單體α具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述c1-c10有機(jī)基團(tuán)選自c1-c10烷基或c1-c10烷氧基?；?。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述l選自c1-c4亞烷基、式(5)所示的結(jié)構(gòu)、或連接鍵，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述r1、r2、r3分別獨(dú)立地選自c1-c4烷基或氫原子；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述r1、r2、r3分別獨(dú)立地選自甲基或氫原子，所述r4、r5、r6、r7分別獨(dú)立地選自甲基或乙基。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述t選自式(3)或式(4)所示的結(jié)構(gòu)，式(3)和式(4)中，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)為五元環(huán)或六元環(huán)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述五元環(huán)或六元環(huán)選自式(6)～式(12)所示的結(jié)構(gòu)，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述l選自連接鍵，所述r1、r2、r3分別獨(dú)立地選自甲基或氫原子。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述l選自連接鍵，所述r1選自甲基或氫原子，所述r2選自甲氧基甲?；蛞已趸柞；?，所述r3選自甲基或氫原子。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述單體α包括：丙烯酸2-(二異丙基氨基)乙酯、甲基丙烯酸2-(二異丙基氨基)乙酯、2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、3-(吡啶-3-基)丙烯酸乙酯、3-(4-吡啶基)丙烯酸甲酯中的一種或幾種。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，ph為3.5～5的水溶液在所述ph響應(yīng)性涂層上的接觸角在30°以下。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，ph為3.5～5的水溶液在所述ph響應(yīng)性涂層上的接觸角在10°以下。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的ph響應(yīng)性涂層，其特征在于，所述基材包括：硅、玻璃、pet、織物、濾紙。

14.一種如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的ph響應(yīng)性涂層的制備方法，其特征在于，包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，所述等離子體放電為脈沖放電，脈沖功率為10w～400w，脈沖占空比為0.1％～90％，所述脈沖輸出的放電時(shí)間為200s～36000s，所述脈沖的平均功率為10w～50w。

16.一種產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品的至少部分表面具有權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的ph響應(yīng)性涂層。

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)實(shí)施例提供一種pH響應(yīng)性涂層及其制備方法、以及一種產(chǎn)品。所述pH響應(yīng)性涂層為單體α在基材的至少部分表面形成的等離子體聚合涂層，所述單體α的結(jié)構(gòu)包含碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)與包含氮原子的具有弱堿性的結(jié)構(gòu)，所述包含氮原子的具有弱堿性的結(jié)構(gòu)中的氮原子位于環(huán)上或與兩個(gè)仲碳原子連接，所述pH響應(yīng)性涂層具有良好的pH響應(yīng)性，在酸性和堿性環(huán)境下表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。

技術(shù)研發(fā)人員：宗堅(jiān),吳宗超,康必顯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇菲沃泰納米科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7