[發明專利]一種基于層層組裝技術制備粘合涂層和粘合膜的方法

無效

• 申請號: 201210150883.5
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102660202A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 孫俊奇;張健夫
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C09J7/02
• 分類號: C09J7/02
• 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

本發明屬于膜粘合技術領域，具體涉及一種利用層層組裝技術制備粘合涂層和粘合膜的方法。

背景技術

隨著粘結材料應用與生產技術研究的飛速發展，由于其獨特的粘結性能，粘結材料的應用領域也在不斷擴大與細化。傳統的粘合劑在使用時一般采用涂布的方式，這可能導致粘合劑分布不均勻，從而使得粘合效果下降。同時涂布的膠粘劑一般厚度均為毫米或以上級別，導致膠粘劑的用量偏大，增加成本。而且傳統的膠粘劑多數需要加熱或使用有機溶劑，在其粘合與后期使用過程中對人體有害并可能造成環境污染。在膠粘劑的發展與細化過程中，膜狀的粘合材料被稱為粘合膜，其發展更為迅速，這是由于膜狀材料的特殊優勢，包括用料少，方便操作，降低對粘合體系的物理性質影響等。粘合膜在現實生活中普遍應用于包裝，芯片切割和半導體制造等領域。具有代表性的商業化的粘合膜為杜邦公司的DuPont^tm已經應用于透光玻璃的粘合等領域。然而，能夠在微米甚至納米尺度上進行的可靠的粘合仍然是科學與技術界的一個挑戰。相比于傳統的膠粘劑鋪展方式，微米級的粘合涂層和粘合膜的制備更為困難，因為傳統方式較難在微米尺度上保證粘合涂層和粘合膜的穩定性與均勻性。

層層組裝技術是一種制備膜材料的重要的方法，它具有組成、厚度及結構可控、膜的制備不受基底限制等優點（Science?1997，227，1232-1237）。最近，只有很少一部分工作關注層層組裝技術制備具有粘合作用的涂層（Langmuir?2009，25，9824-9830.Bioresources?2010，5，1530-1541）。Decher等人的專利也關注了層層組裝膜的粘合功能（Ono，S.；Decher，G.WO/2006/054668，2006.）。然而，通過層層組裝制備自支持膜作為粘合膜的工作從來沒有人報道。并且由于層層組裝膜的結構和組成易于調控的特性，我們在膜中引入了具有消炎鎮痛功能的布洛芬小分子，使得粘合膜具有功能集成的特性。并且小分子不僅局限于布洛芬，這使得層層組裝粘合膜的功能性可以得到很大的拓展。層層組裝膜作為功能集成或者特殊功能的粘合材料正在發展之中，很多問題尚待研究，但是也可以期盼有很多有用的功能。如何制備一種兼具粘合性與透明、緩釋等功能的層層組裝膜正是現階段需要迫切解決的問題。

發明內容

本發明的目的是利用層層組裝技術，提供一種制備粘合涂層和粘合膜的快速、簡單、環保、有效的方法。這種粘合涂層和粘合膜具有簡單方便、不需高溫加熱、不需有機溶劑、粘附力強、膜的制備不受基底限制等優點，有望在透明粘合、半導體芯片制造、包裝、組織修復、臨床醫療等方面得到實際的應用。

本發明所述的基于層層組裝技術制備粘合涂層和粘合膜的方法，其步驟如下：

A.將陽離子構筑基元和陰離子構筑基元分別溶于溶劑配成濃度為0.1～30mg/mL、pH值為2～12的構筑基元溶液；

B.將清潔處理后的基底浸入到陽離子構筑基元溶液中1～40分鐘，然后將基底從陽離子構筑基元溶液中取出；

C.將步驟B得到的基底浸入到陰離子構筑基元溶液中1～40分鐘，然后將基底從陰離子構筑基元溶液中取出，從而完成一個沉積周期涂層的制備；

D.重復步驟B、C，從而在基底上制備得到15～30個沉積周期的粘合涂層。

進一步地，將基底從陽離子構筑基元溶液或陰離子構筑基元溶液中取出后，水洗除去基底表面物理吸附的物質并經氣體吹干；

陽離子構筑基元和陰離子構筑基元通過靜電力、氫鍵、配位鍵、電荷轉移、范德華力等相互結合，其單體摩爾比為1：15～15：1；

為了進一步調控粘合涂層的功能，可以通過調節粘合涂層的成膜物質，比如將成膜物質中的一種與另外1～5種共混，或者將想要包含的功能小分子與成膜的高分子共混，同時也可以通過調節成膜物質的沉積順序來得到具有不同結構的粘合涂層。

在基底上進一步制備溶解性與粘合涂層不同的犧牲層，然后再進行粘合涂層的層層組裝，進而通過溶去犧牲層可以制備自支持的粘合膜。

1.基底的清潔處理

本發明用來構筑粘合涂層和粘合膜的基底是各種常用的固體基底，如玻璃、金屬、塑料、ITO或FTO導電玻璃等。其中，玻璃用乙醇超聲清洗并用濃硫酸-雙氧水（v∶v=7∶3）混合溶液煮至不再產生氣泡，金屬、ITO或FTO導電玻璃用乙醇擦洗，塑料基底分別用乙醇、水超聲清洗以除去表面雜質。經過如上處理后的各種基底有利于層層組裝膜在其表面的直接構筑。