CN108531892B

CN108531892B - 亲水复合涂层的制备方法及亲水复合涂层

Info

Publication number: CN108531892B
Application number: CN201810312012.6A
Authority: CN
Inventors: 赵鹏; 贺昊彦; 刘静; 李丘沐; 文学军
Original assignee: SUZHOU RYAN NANOMEDICINE LLC
Current assignee: SUZHOU RYAN NANOMEDICINE LLC
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2038-04-09
Also published as: CN108531892A

Abstract

本发明涉及一种长时效性亲水复合涂层的制备方法及亲水复合涂层。通过多段式等离子体聚合‑气相沉积在基底的表面进行沉积，各段等离子体获得的平均聚合能量依次递减；所述多段式等离子体聚合‑气相沉积的段数至少为3段；其中，第1段的等离子体聚合单体包括气态烃；第2段的等离子聚合单体包括含氮的极性气体；第3段的等离子聚合单体包括气态烃和含氧气体。同时本发明还公开了由上述方法制备得到的亲水复合涂层。上述长时效性亲水复合涂层的制备方法，可使制备得到的涂层时效性远超传统的一段式或两段式等离子体涂层，涂层的表面能衰减呈极低速状态，暴露放置可维持亲水状态达数月之久。

Description

亲水复合涂层的制备方法及亲水复合涂层

技术领域

本发明涉及亲水涂层制备技术领域，特别是涉及一种亲水复合涂层的制备方法及亲水复合涂层。

背景技术

亲水涂层因其具有的良好亲水性，能使所涂覆的基底材料表面具有优异的润滑性，从而在医疗器械、建筑科技等领域具有广阔的应用前景。然而，通过传统的等离子体表面改性处理得到的亲水涂层在时效性方面一直存在较大的缺陷。通常情况下，使用氩气、氧气、氮气等常规气体的一段式等离子体处理后的亲水涂层表面，其表面能衰减到接近处理前的水平所需要的时间，根据基底材料的不同，短至几十分钟，长则两三天。即便是采用先常规气体活化、后聚合性单体聚合沉积的两段式等离子体处理法，所得到的亲水涂层的表面能也会在几周时间内产生大幅度的衰减。上述因表面能衰减所造成的时效性不足的问题，给亲水涂层的进一步应用带来了极大的限制。

发明内容

基于此，有必要针对由等离子体表面处理所获得的亲水涂层时效性较短的问题，提供一种长时效性亲水复合涂层的制备方法及亲水复合涂层。

一种长时效性亲水复合涂层的制备方法，通过多段式等离子体聚合-气相沉积在基底的表面进行沉积，各段等离子体获得的平均聚合能量依次递减；所述多段式等离子体聚合-气相沉积的段数至少为3段；

其中，第1段的等离子体聚合单体包括气态烃；第2段的等离子聚合单体包括含氮的极性气体；第3段的等离子聚合单体包括气态烃和含氧气体。

上述长时效性亲水复合涂层的制备方法，可使制备得到的涂层时效性远超传统的一段式或两段式等离子体涂层，涂层的表面能衰减呈极低速状态，暴露放置可维持亲水状态达数月之久。

在其中一个实施例中，所述多段式等离子体聚合-气相沉积的段数为大于3的奇数，从第4段起，偶数段的等离子聚合单体包括含氮的极性气体，奇数段的等离子聚合单体包括气态烃和含氧气体。在一定范围内，段数越多，制备得到的亲水涂层其亲水性能和时效性越好。

在其中一个实施例中，所述多段式等离子体聚合-气相沉积的段数为5。

在其中一个实施例中，所述气态烃的碳原子数为1～6。

在其中一个实施例中，所述气态烃选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、环丙烷、丙烯、丙炔、丁烷、环丁烷、丁烯、丁二烯、丁炔、戊烷、环戊烷、戊烯、戊二烯、戊炔、己烷、环己烷、己烯、己二烯、己炔、己二炔、和上述烃类化合物的同分异构体中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述含氮极性气体选自二氧化氮、一氧化氮、氨气、烯丙胺、乙二胺、正丁胺、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯亚胺、和氨基酸中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述含氧气体选自氧气、水蒸气、和二氧化碳中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述气态烃和含氧气体中，气态烃所含碳元素和含氧气体所含氧元素的摩尔比在1:3到3:2之间。

在其中一个实施例中，所述第1段的等离子体聚合单体还包括氩气、氦气、氮气、和氧气中的至少一种。

本发明还提供了一种亲水复合涂层，通过采用本发明所提供的方法制备得到。

上述亲水复合涂层，通过多段式等离子体聚合-气相沉积所获得的每一个单层都具有极好的亲水性，层间相互共价交联且由里到外能量递减，最大程度地限制了极性基团的内翻转，涂层时效远超过传统的一段式或两段式等离子体涂层。

附图说明

图1为载玻片空白对照样的原子力显微镜图；

图2为载玻片AC1-1样的原子力显微镜图；

图3为载玻片A1样的原子力显微镜图；

图4为载玻片A1样的XPS分谱C1s分峰拟合图；

图5为载玻片A1样的XPS分谱O1s分峰拟合图；

图6为载玻片A1样的XPS分谱N1s分峰拟合图；

图7为实施例1中硅橡胶A1样和其他涂层空气陈化接触角曲线比较图；

图8为实施例1中304不锈钢A1样和其他涂层空气陈化接触角曲线比较图；

图9为实施例1中载玻片A1样和其他涂层空气陈化接触角曲线比较图；

图10为实施例2中硅橡胶A2样和其他涂层空气陈化接触角曲线比较图；

图11为实施例2中304不锈钢A2样和其他涂层空气陈化接触角曲线比较图；

图12为实施例2中载玻片A2样和其他涂层空气陈化接触角曲线比较图；

图13为实施例3中硅橡胶A3样和其他涂层空气陈化接触角曲线比较图；

图14为实施例3中304不锈钢A3样和其他涂层空气陈化接触角曲线比较图；

图15为实施例3中载玻片A3样和其他涂层空气陈化接触角曲线比较图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本领域技术人员所公知的，气体在等离子体辉光放电下会被电离成分子、原子、质子、电子、自由基等形式的微观粒子，这些微观粒子被统称为“等离子体”，它们只要获得足够的能量就能参与一定程度的聚合反应。等离子体聚合与传统的聚合反应不同，等离子体聚合过程中，除氢原子和一些惰性气体原子，所有其他原子都可以视为一个活性聚合位点，最常见的如C、N、O。高度激发的等离子体聚合体系中，等离子体单元数目与C、N、O等原子的总和直接相关。本发明所述的等离子体获得的平均聚合能量，指的是：假设气体在等离子体辉光放电下被电离成X个相同的等离子体单元，而等离子体放电输入的功率为W，那么W/X就可视为等离子体获得的平均聚合能量。等离子体单元数X近似地看成是气体分子数x与气体单个分子中C、N、O原子数之和Z的乘积。即，等离子体获得平均聚合能量W0＝W/(x×Z)。

通过第1段的等离子体聚合-气相沉积作用，可以使气态烃在基底的表面沉积一层类金刚石薄膜(DLC薄膜)，记为C0层。类金刚石薄膜具有较高的硬度和耐磨性，其表面能较低，且无定型碳在等离子体条件下容易和其他材料的原子发生渗透和共价结合。在等离子体聚合沉积过程中，基底材料的硬度往往也对等离子体涂层的时效性有很大影响，基底材料越硬，可以阻止等离子体涂层的分子链段极性基团的向内翻转以及基底材料内部的分子链段向表面迁移，这样所获涂层的表面能越不容易衰减。像一些硬度较高的惰性材料，如PP、PC、PTFE、不锈钢、铜、陶瓷等，还有一些柔软的惰性材料，如硅橡胶、尼龙等，都可以在其表面沉积一层稳定的类金刚石薄膜，一方面起到增强共价键合的作用，另一方面可以阻碍一部分由柔性基底带来的极性基团内翻转。因此，本发明所述长时效性亲水复合涂层中，类金刚石薄膜起到的是涂层加固的作用，相当于“地基”。

通过第2段的等离子体聚合-气相沉积作用，可以使含氮的极性气体在上一层薄膜表面沉积一层强极性的聚胺薄膜，记为N1层。该聚胺薄膜表面含有大量的胺基(主要是指伯胺基和仲胺基)，因此相当于一个极性亲水层。

通过第3段的等离子体聚合-气相沉积作用，可以使气态烃和含氧气体在上一层薄膜表面沉积一层含氧亲水薄膜，记为O1层。在含氧亲水薄膜沉积过程中，所述短链烃气体在等离子体条件下发生快速的聚合，且因为有大量的含氧气氛存在，所生成的聚合物分子链发生较大程度的氧化，使得碳链上含有大量的-C-OH、-C＝O、-COOH基团及-C-O-C-类PEG片段，因此可获得接近于超亲水水平的多羟基、类PEG薄膜。这种类PEG薄膜一方面可维持较好的亲水性能，另一方面可以作为极性亲水层的氧化保护层。

在所述长时效性亲水复合涂层的实际制备过程中，可通过分别调节聚胺薄膜和含氧亲水薄膜的沉积时间，来控制每一层薄膜的疏密程度和厚度，从而控制暴露于复合涂层最外表面的胺基(-NH₂和-NH)、烷氧基(C-O-C)、羟基(-OH)各种基团的比例，以匹配特定的应用。通过上述调节涂层沉积时间的方式制备的亲水复合涂层，极性亲水层和氧化保护层可以形成规整的平层叠加结构，也可以是相互穿插的非均匀叠加结构，层间也形成共价交联，使涂层在获得较高表面能的同时也能有效抑制表面性质的衰减。

优选地，所述多段式等离子体聚合-气相沉积的段数为大于3的奇数，从第4段起，偶数段的等离子聚合单体包括含氮的极性气体，奇数段的等离子聚合单体包括气态烃和含氧气体。即在已有的C0-N1-O1结构的复合亲水涂层基础上，交替重复叠加聚胺薄膜和含氧亲水薄膜，形成C0-N1-O1-N2-O2甚至C0-N1-O1-N2-O2……Nx-Ox(x为大于2的正整数)的更多层结构。在一定范围内，段数越多，制备得到的亲水涂层其亲水性能和时效性越好。

优选地，所述多段式等离子体聚合-气相沉积的段数为5。即形成C0-N1-O1-N2-O2的多层结构，其亲水性能和时效性达到一个较高的水平。在段数超过5之后，随着段数进一步增加，制备得到的亲水涂层其亲水性能和时效性的改善程度开始变得不显著。

优选地，所述气态烃的碳原子数为1～6。所述气态烃选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、环丙烷、丙烯、丙炔、丁烷、环丁烷、丁烯、丁二烯、丁炔、戊烷、环戊烷、戊烯、戊二烯、戊炔、己烷、环己烷、己烯、己二烯、己炔、己二炔、和上述烃类化合物的同分异构体中的至少一种。

更为优选地，所述气态烃选自碳原子数为2～4的直链烃，如乙烷、乙炔、环丙烷、丙烯、丁二烯、丁炔等；最为优选地，所述气态烃选自碳原子数为2～4的直链不饱和烃，如乙炔、丙烯、丁二烯、丁炔等。

优选地，所述第1段的等离子体聚合单体还包括氩气、氦气、氮气、和氧气中的至少一种。

这是由于根据基底材料不同，在类金刚石薄膜沉积过程中需要通过使用上述常规的辅助性气体来调节类金刚石薄膜的氧化或掺杂程度、薄膜的硬度、聚合速速、厚度等。

优选地，所述含氮极性气体选自二氧化氮、一氧化氮、氨气、烯丙胺、乙二胺、正丁胺、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯亚胺、和氨基酸中的至少一种。

更为优选地，所述含氮极性气体选自氨气、烯丙胺、乙二胺、正丁胺、乙烯亚胺等低沸点有机胺中的至少一种。最为优选地，所述含氮极性气体选自含有一个伯胺基的有机胺中的至少一种，如烯丙胺、乙二胺、正丁胺等。

优选地，所述含氧气体选自氧气、水蒸气、和二氧化碳中的至少一种。

优选地，所述气态烃和含氧气体中，气态烃所含碳元素和含氧气体所含氧元素的摩尔比在1:3到3:2之间。

本发明所述的气态烃、含氮极性气体、含氧气体指的是在进行等离子体聚合-气相沉积的工作状态下相应的单质或化合物呈气态形式，在常温常压下相应的单质或化合物可以是以气态或其他形态存在。

本发明的多段式等离子体聚合-气相沉积的方法，可以通过连续射频的等离子体放电形式来实现，也可以通过脉冲射频的等离子体放电形式来实现，本发明并不作特别的限定。至于所述多段式等离子体聚合-气相沉积方法的每一个分段的放电功率、气体相对流量的具体数值和范围，也并没有具体限定，只要符合本发明所述的等离子体获得的平均聚合能量梯度递减特征的，都应包含在本发明所定义的和等同意义的内容范围之内。

本发明采用各段离子体获得的平均聚合能量依次递减的、多段式的等离子体聚合-气相沉积方法制备亲水复合涂层，所得复合涂层的每一个单层都具有极好的亲水性，层间相互共价交联且由里到外能量递减，最大程度地限制了极性基团的内翻转，涂层时效远超过传统的一段式或两段式等离子体涂层。

一种亲水复合涂层，通过采用上述任一制备方法制备得到。

所述亲水复合涂层以坚固的类金刚石薄膜作为底层基膜，可应用范围广，适合于金属、无机非金属、高分子各种基材的镀膜或涂层的快速制备。

所述亲水复合涂层含有胺基(-NH₂和-NH)、烷氧基(C-O-C)、羟基(-OH)、羧基(-COOH)各种基团，可通过一定工艺方法调控基团的密度分布，既可作为接枝反应的前驱体，也可作为亲水涂层直接使用。

以下结合具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1

将若干硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片共同置于超声清洗机中，分别用乙醇和纯化水清洗30min，然后用40℃鼓风干燥箱烘干待用。

多段式等离子体聚合-气相沉积过程如下：

第一步，使用单纯的乙炔气为等离子体聚合的单体，在以上硅橡胶片、载玻片、304不锈钢片三种基底材料的表面沉积DLC薄膜，放电功率为70W，工作真空度为(50±3)Pa，气流量为300sccm，处理时长10min；

第二步，使用烯丙胺气体为等离子体聚合的单体，在上述基底材料的DLC薄膜基础上沉积聚胺薄膜，放电功率为60W，工作真空度为(50±3)Pa，气流量为300sccm，处理时长3min；

第三步，再使用乙炔和二氧化碳的混合气体为单体，在上述基底材料的聚胺薄膜表面沉积氧化亲水薄膜，放电功率为50W，工作真空度为(50±3)Pa，气流总量为300sccm，其中C₂H₂/CO₂的摩尔比率为1/3，处理时长3min。

处理完成，形成C0-N1-O1的三层复合结构，记为A1。

实施例2

将若干硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片共同置于超声清洗机中，分别用乙醇和纯化水清洗30min，然后用40℃鼓风干燥箱烘干待用。层间能量梯度的、多段式等离子体聚合-气相沉积过程如下：

第一步，使用1,3-丁二烯和氩气的混合气体为等离子体聚合的单体，在以上硅橡胶片、载玻片、304不锈钢片三种基底材料的表面预沉积DLC薄膜，放电功率为100W，工作真空度为(55±3)Pa，气流总量为400sccm，其中1,3-丁二烯/氩气的摩尔比率为9/1，处理时长5min；

第二步，使用烯丙胺气体为等离子体聚合的单体，在上述基底材料的DLC薄膜基础上沉积聚胺薄膜，放电功率为70W，工作真空度为(55±3)Pa，气流量为400sccm，处理时长2min；

第三步，再使用乙炔和氧气的混合气体为单体，在上述基底材料的聚胺薄膜表面沉积氧化亲水薄膜，放电功率为30W，工作真空度为(55±3)Pa，气流总量为400sccm，其中C2H₂/O₂的摩尔比率为1/1，处理时长3min。

处理完成，形成C0-N1-O1的三层复合结构，记为A2。

实施例3

第一步，使用乙炔和氮气的混合气体为等离子体聚合的单体，在以上硅橡胶片、载玻片、304不锈钢片三种基底材料的表面预沉积DLC薄膜，放电功率为100W，工作真空度为(50±3)Pa，气流总量为300sccm，其中乙炔/氮气的摩尔比率为12/1，处理时长5min；

第二步，使用正丁胺气体为等离子体聚合的单体，在上述基底材料的DLC薄膜基础上沉积聚胺薄膜，放电功率为100W，工作真空度为(50±3)Pa，气流量为300sccm，处理时长2min；

第三步，再使用乙炔和氧气的混合气体为单体，在上述基底材料的聚胺薄膜表面沉积氧化亲水薄膜，放电功率为70W，工作真空度为(60±3)Pa，气流总量为500sccm，其中C₂H₂/O₂的摩尔比率为1/1，处理时长2min。

第四步，使用正丁胺气体为等离子体聚合的单体，在第三步的氧化亲水薄膜上沉积聚胺薄膜，放电功率为60W，工作真空度为(50±3)Pa，气流量为300sccm，处理时长2min；

第五步，再使用乙炔和氧气的混合气体为单体，在上述基底材料的聚胺薄膜表面沉积氧化亲水薄膜，放电功率为30W，工作真空度为(55±3)Pa，气流总量为400sccm，其中C₂H₂/O₂的摩尔比率为1/1，处理时长2min。

处理完成，形成C0-N1-O1-N2-O2的五层复合结构，记为A3。

对比例1

将硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片按实施例1中描述的同样方法进行清洗烘干，然后层间能量梯度的、多段式等离子体聚合-气相沉积过程中，分别只执行前一步处理和前两步处理，分别在基底材料表面得到C0和C0-N1式结构的涂层，分别记为AC1-1和AC1-2。

对比例2

将硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片按实施例2中描述的同样方法进行清洗烘干，然后层间能量梯度的、多段式等离子体聚合-气相沉积过程中，分别只执行前一步处理和前两步处理，分别在基底材料表面得到C0和C0-N1式结构的涂层，分别记为AC2-1和AC2-2。

对比例3

将硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片按实施例3中描述的同样方法进行清洗烘干，然后层间能量梯度的、多段式等离子体聚合-气相沉积过程中，分别只执行前一步处理、前两步处理和前三步处理，分别在基底材料表面得到C0、C0-N1和C0-N1-O1式结构的涂层，分别记为AC3-1、AC3-1和AC3-3。

分别对载玻片的blank样(只清洗处理，不进行任何等离子体处理)、AC1-1样、载玻片A1样进行原子力显微镜测试，测试结果如图1-图3所示。从图1-图3中可以看出玻璃基底材料(载玻片的blank样)、DLC薄膜(AC1-1样)、亲水复合涂层(载玻片A1样)的表面粗糙度有明显区别，据测试结果，其均方根粗糙度分别为0.4nm、128nm、0.7nm，材料从非常平整光滑过渡到颗粒粗大、比较粗糙，再到比较规整、致密、平滑。这说明DLC薄膜的聚合速度很快，而实施例1所制备的亲水复合涂层的表面是非常规整的结构。

分别对载玻片的blank样和载玻片A1样进行XPS测试。

表1

表1为载玻片的blank样和载玻片A1样中的C、N、O、Si及其他元素含量数据。由表1可知，经过本发明的多段式等离子体聚合-气相沉积处理后，N/Si元素比和O/Si元素比都有大幅度的增加，Si信号几乎被掩盖。根据XPS测试深度和基底材料的Si元素信号，可推断形成的涂层厚度至少在100nm以上。N元素和O元素都大幅度增加，说明经过本发明的多段式等离子体聚合-气相沉积处理，载玻片A1样的涂层中含有大量含N和含O基团。进一步地，对载玻片A1样的C、O、N元素分谱进行拟合分析，结果如图4-6所示。显然，本发明的亲水复合涂层实际上是一种含碳量很高的有机物，且存在大量的氧化片段，表面含有大量的胺基(-NH₂和-NH)、烷氧基(C-O-C)、羟基(-OH)和羧基(-COOH)，因此具有较高的亲水性和较长的时效性。

分别对实施例1-3中经多段式等离子体聚合-气相沉积处理后硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片上所得的涂层进行空气时效陈化，在不同的时间点监测表面的水接触角，以反映涂层的亲水性能时效，结果如图7-图15所示。图7-图9分别对应的是实施例1中的硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片的水接触角变化曲线，图10-图12分别对应的是实施例2中的硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片的水接触角变化曲线，图13-图15分别对应的是实施例3中的硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片的水接触角变化曲线。从上述附图中可以看出，实施例1-2中不同基材(硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片)表面沉积的亲水复合涂层(A1、A2)的水接触角角度随空气老化时间的增加而呈缓慢增加的趋势，且水接触角角度在各个时间节点上均小于相应基材的blank样和对比例中相应基材的表面沉积涂层样。实施例3中不同基材(硅橡胶片、304不锈钢片、载玻片)表面沉积的亲水复合涂层(A3)的水接触角角度随空气老化时间的增加同样呈缓慢增加的趋势，除硅橡胶片表面沉积的亲水复合涂层在开始较短的时间节点上出现水接触角角度大于对比例3中AC3-3样的情况外，在其余各个时间节点上的水接触角角度均小于相应基材的blank样和对比例中相应基材的表面沉积涂层样。上述结果表明，本发明制备得到的C0-N1-O1的三层复合结构的亲水复合涂层和C0-N1-O1-N2-O2的五层复合结构的亲水复合涂层在亲水性能和时效性方面明显优于仅具有C0或C0-N1式结构的涂层。并且，本发明制备得到的C0-N1-O1-N2-O2的五层复合结构的亲水复合涂层，除个别较短的时间节点外，在亲水性能和时效性方面同样明显优于本发明制备得到的C0-N1-O1的三层复合结构的亲水复合涂层。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种亲水复合涂层的制备方法，其特征在于，通过多段式等离子体聚合-气相沉积在基底的表面进行沉积，各段等离子体获得的平均聚合能量依次递减；所述多段式等离子体聚合-气相沉积的段数为大于3的奇数；

其中，第1段的等离子体聚合单体包括气态烃；第2段的等离子聚合单体包括含氮的极性气体；第3段的等离子聚合单体包括气态烃和含氧气体；

从第4段起，偶数段的等离子聚合单体包括含氮的极性气体，奇数段的等离子聚合单体包括气态烃和含氧气体。

2.根据权利要求1所述的亲水复合涂层的制备方法，其特征在于，所述多段式等离子体聚合-气相沉积的段数为5。

3.根据权利要求1或2所述的亲水复合涂层的制备方法，其特征在于，所述气态烃的碳原子数为1～6。

4.根据权利要求3所述的亲水复合涂层的制备方法，其特征在于，所述气态烃选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、环丙烷、丙烯、丙炔、丁烷、环丁烷、丁烯、丁二烯、丁炔、戊烷、环戊烷、戊烯、戊二烯、戊炔、己烷、环己烷、己烯、己二烯、己炔、己二炔、和上述烃类化合物的同分异构体中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的亲水复合涂层的制备方法，其特征在于，所述气态烃选自碳原子数为2～4的直链烃。

6.根据权利要求1或2所述的亲水复合涂层的制备方法，其特征在于，所述含氮极性气体选自二氧化氮、一氧化氮、氨气、烯丙胺、乙二胺、正丁胺、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯亚胺、和氨基酸中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的亲水复合涂层的制备方法，其特征在于，所述含氧气体选自氧气、水蒸气、和二氧化碳中的至少一种。

8.根据权利要求1或2所述的亲水复合涂层的制备方法，其特征在于，所述气态烃和含氧气体中，气态烃所含碳元素和含氧气体所含氧元素的摩尔比在1:3到3:2之间。

9.根据权利要求1或2所述的亲水复合涂层的制备方法，其特征在于，所述第1段的等离子体聚合单体还包括氩气、氦气、氮气、和氧气中的至少一种。

10.一种亲水复合涂层，其特征在于，通过采用权利要求1～9任一所述制备方法制备得到。