[發明專利]一種自修復透明抗菌涂層的制備方法

無效

• 申請號: 201210132441.8
• 申請日: 2012-05-01
• 公開（公告）號: CN102632022A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 孫俊奇;王旭
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B05D1/18
• 分類號: B05D1/18;B05D1/38;B05C11/10
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;劉喜生

技術領域

本發明屬于自修復透明抗菌涂層制備技術領域，具體涉及一種利用層層組裝技術制備具有自修復能力的透明抗菌涂層的方法。

背景技術

自修復功能能夠有效地延長材料的使用壽命，降低重復生產及維護所需要的費用，并可以提高材料功能的安全性(Annu.Rev.Mater.Res.2010，40，179-211)。大部分自修復材料只能修復其機械性能或其保護作用(Small?2007，3，926-943)，只有少數材料能夠修復其自身的功能，比如：涂層超疏水性能的自修復(Angew.Chem.Int.Ed.2010，49，6129-6133)及材料導電性能的自修復(Adv.Mater.2012，24，398-401)等。透明的保護涂層一般要求對基底材料有很好的透明度，所以涂層的透過率相當的重要。很多透明的涂層是制備在公共的觸摸顯示設備上，如觸摸顯示屏等。它們會隨著長時間的使用及機械損傷而造成透明度的下降。針對涂層透明度的自修復將賦予這些涂層更高的安全性。另一方面，這些透明涂層經常被人們觸摸。這樣頻繁的觸摸會導致細菌殘留在涂層表面，進而危害人的身體健康(J.Appl.Microbiol.2010，109，1868-1874)。所以，制備透明的抗菌涂層是十分必要的。而具有自修復能力的透明抗菌涂層將在觸摸人機界面等領域有潛在的應用價值。

一種通常制備外援型自修復材料的方法是將修復劑裝載在納米粒子(Nature2001，409，794-797)或納米管路(Nat.Mater.2007，6，581-585)中并預先包埋到材料內部。當材料在外力作用下受損時，納米粒子或納米管路在應力下遭到破壞，進而修復劑會釋放出來填補傷口。納米粒子或納米管路的尺寸通常遠大于可見光的波長，這會導致光的散射從而影響材料的透明度。再者很多其他的因素，如納米粒子或納米管路的壁厚度、修復劑與主體材料的折光指數匹配度、納米粒子或納米管路與主體材料結合的緊密度、釋放修復劑后的空心微球、修復后的表面形貌等，均會影響自修復材料的透明性。最近，Jackson等人(Adv.Funct.Mater.2011，21，4705-4711)利用折光指數匹配的修復劑及小尺度的微膠囊制備了透明的自修復涂層，但由于小尺度的微膠囊裝載的修復劑量不足，所以它只能實現透明性的部分自修復。如果想達到更好的修復效果，可以增大微膠囊的尺度，但隨之而來的是材料本身透明度的下降。所以，制備外援型自修復透明材料是很困難的。

對于本征型的自修復材料(Science?2002，295，1698-1702)來說，它們不包含微膠囊等大尺度會造成光散射的結構及會造成折光指數不匹配的修復劑，所以它們更容易制成透明的，而且也更有可能實現材料透明度的自修復。加之本征型的自修復材料制備方法簡單、可以實現同一位置多次自修復等優點，所以針對透明度自修復的本征型自修復材料的開發將是很有意義的。但遺憾的是，目前還沒有任何相關的報道。

層層組裝技術是一種制備涂層材料的重要方法，它具有涂層的組成、厚度及形貌高度可控、涂層的制備不受基底限制等優點(Science?1997，227，1232-1237)。最近，已經有很多利用層層組裝技術制備外援型自修復涂層的報道(Adv.Mater.2008，20，2789-2794)。我們在之前的工作中報道了一種利用指數增長層層組裝技術制備本征型自修復涂層的方法(Angew.Chem.Int.Ed.2011，50，11378-11381)。在之前工作的基礎上，并結合層層組裝涂層結構及組成易于調控等優勢，我們有望制備出一種本征型自修復透明抗菌涂層。

發明內容

本發明的目的是基于層層組裝技術，提供一種制備具有自修復能力的透明抗菌涂層的快速、簡單、有效的方法。

本發明所制備的涂層對革蘭氏陰、陽性菌均有很好抑制作用。該涂層在可見光區擁有高的透過率，并且由于機械損傷引起涂層透明度的下降可以通過簡單地將涂層浸泡在水中或向涂層噴水而實現其修復。利用這種修復手段，涂層的透明度首次實現了同一區域多次的完全自修復。這種自修復透明抗菌涂層的制備方法簡單，所用的原料無毒無害，相信這種方法的提出將對材料科學、表面化學等方面的研究有一定貢獻，這種自修復透明抗菌涂層有望在觸摸人機界面(如觸摸顯示屏)等領域有廣泛的應用。

本發明所述的基于層層組裝技術制備自修復透明抗菌涂層的方法，其步驟如下：

A.將聚陽離子和聚陰離子分別溶于溶劑配成濃度為0.01～100mg/mL、pH值為1～14的構筑基元溶液；