[發明專利]一種具有表面圖案化的凝膠、制備方法和用途

在審

• 申請號: 202110252368.7
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN115043969A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 王樹濤;萬茜子;賈嵐欣;劉熹
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C08F120/56
• 分類號: C08F120/56;C08K3/34;C08F120/20;C08F220/06;C08F120/54;C08F120/18;C08F220/18;C08F222/38;C08F222/14;B41C1/14;B41K1/38
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 彭月

1.一種具有表面圖案化的凝膠的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)提供一個表面具有親水區域和疏水區域的圖案化基底；

(2)向圖案化基底表面施加包含水凝膠預聚液和油凝膠預聚液的乳液，預聚液中的水凝膠單體和油凝膠單體在基底表面自組裝；

(3)將所述乳液聚合完全并從所述基底剝離后，得到具有圖案化的凝膠。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述乳液包括水包油乳液或油包水乳液；

優選地，將所述水凝膠預聚液和所述油凝膠預聚液混合后乳化得到所述乳液；

優選地，所述水凝膠預聚液包括在水中分散的水凝膠單體、水凝膠單體引發劑和水凝膠交聯劑；所述油凝膠預聚液包括油凝膠單體、油凝膠單體引發劑和油凝膠交聯劑。

3.如權利要求1～2之一所述的制備方法，其特征在于，所述水凝膠單體具有結構，其中R為親水基團，所述親水基團包括酰胺基團、羧基、羥基、氨基中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述水凝膠單體包括丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述水凝膠預聚液中，水凝膠單體的含量為1mol/L～6mol/L，優選2.5mol/L；

優選地，所述水凝膠單體引發劑包括苯酮類、苯甲酰類，優選2,2-二乙氧基苯乙酮和/或2-羥基-4'-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮；

優選地，所述水凝膠預聚液中，所述水凝膠單體引發劑的含量為0.05mg/mL～3mg/mL，優選0.5mg/mL。

優選地，所述水凝膠交聯劑包括多異氰酸酯類、多元胺類、多元醇類、縮水甘油醚類、有機過氧化物類、有機硅類、金屬有機化合物類、無機物類，優選無機納米粘土片和/或N,N-亞甲基雙丙烯酰胺；

優選地，所述水凝膠預聚液中，所述水凝膠交聯劑的含量為1wt％～16wt％，優選所述水凝膠交聯劑為含量8wt％的無機納米粘土片，或0.05wt％～1wt％的N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，優選0.4wt％的N,N-亞甲基雙丙烯酰胺。

4.如權利要求1～3之一所述的制備方法，其特征在于，所述油凝膠單體具有結構，其中R₁為-H、烷基，R₂為烷基、酯基、醚基、芳香基中的任意一種或至少兩種的組合，碳鏈數目為4～18；

優選地，所述油凝膠單體包括丙烯酸酯類和/或甲基丙烯酸酯類。

優選地，所述油凝膠單體與水凝膠單體的摩爾比為5:1-1:5，優選2:1；

優選地，所述油凝膠單體引發劑包括苯酮類、苯甲酰類，優選2,2-二乙氧基苯乙酮；

優選地，所述油凝膠預聚液中，所述油凝膠單體引發劑的含量為0.02wt％～0.3wt％，優選0.08wt％；

優選地，所述油凝膠交聯劑包括多異氰酸酯類、多元胺類、多元醇類、縮水甘油醚類、有機過氧化物類、有機硅類、金屬有機化合物類、無機物類，優選二甲基丙烯酸乙二醇酯和/或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯；

優選地，所述油凝膠預聚液中，所述油凝膠交聯劑的含量為0.1wt％～8wt％，優選4wt％。

5.如權利要求1～4之一所述的制備方法，其特征在于，所述乳液通過乳化獲得，乳化的功率為300W～800W，乳化時間為0.5min-3min；

優選地，步驟(3)所述凝膠化方法為交聯聚合，優選為光照聚合，優選光照功率為200W～800W，聚合時間為10min～60min。

6.如權利要求1～5之一所述的制備方法，其特征在于，所述圖案化基底為一平面，或由一個或多個表面構成的立體結構；

優選地，所述立體結構包括球體、圓柱體、棱柱體、椎體或臺體中的任意一種或至少兩種的組合。