CN109758619B - 一种可紫外光固化的亲水涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可紫外光固化的亲水涂层，由底层涂料和顶层涂料组成，所述底层涂料包括以下组分，配方比例按重量百分数计：粘结树脂2～77份，分散剂0.1～1.0份，抗氧化剂0.1～1.5份，光引发剂0.1～5.0份，溶剂14.5～97.3份；所述顶层涂料包括以下组分，配方比例按重量百分数计：亲水性树脂1～15份，水性交联剂0.5～2.5份，光引发剂0.1～5.0份，分散剂0.1～1.0份，抗氧化剂0.1～0.5份，溶剂79～98.8份；本发明的有益效果在于，本发明的底层与顶层溶液制备过程简单，将配方中的材料在冰浴或者常温下混合即得亲水涂层溶液；本发明的底层溶液适用的基材范围广，包含硅胶、聚氯乙烯、不锈钢、聚氨酯、聚酯等；本发明的亲水涂层摩擦力低，牢固度高，经过30次反复摩擦，摩擦力不增加，摩擦系数不降低。
Description
技术领域
本发明涉及医疗涂层技术领域，尤其涉及一种可紫外光固化的亲水涂层及其制备方法。
背景技术
随着医疗技术的不断发展，微创手术用的导管不断增多，导管常用的材料如硅胶、聚氯乙烯、不锈钢、聚氨酯、聚酯等，这些材料表面摩擦力大，容易造成血管、腔道损伤及感染等并发症，通过对导管进行亲水改性，在保持了导管原有的物理特性的时候，降低了导管表面的摩擦系数、提高了表面的润滑性，提高了使用过程中的安全性。
关于导管表面亲水涂层改性，国内外有多项专利进行了报道，如专利Us20140190846和Us20150352259公开了一种亲水涂层制备与使用方法，该方法制备的亲水涂层具有优良的润滑性，但底层涂料的制备过程繁琐，生产成本高。如专利CN102993407A公开了一种单层亲水涂料改性聚氨酯的方法，该方法的缺点是水化后摩擦系数较大。专利CN104448375A公开了一种用于改性PVC导管润滑性的方法，该方法虽然使导管摩檫力降低，但附着力差。专利CN03116141.3公开了一种用于医疗器械的亲水涂层，该方法的缺点是需要高温干燥固化，且固化时间较长。专利CN102166377A公开了一种含有缩醛类聚合物的亲水涂层，该涂层摩檫力低，但干燥时间较长。专利CN103289499A公开了一种聚合物链含有光活性基团的亲水树脂和含有光活性交联剂制备的亲水涂层，该方法需要合成专用树脂，制备过程繁琐。专利CN103933616A公开了一种顶层涂料的改性方法，但固化后的涂层含有酸性基团需要用氨水中和，操作过程繁琐。专利CN106540336A公开了一种医用介入导管表面的亲水改性涂料，该方法适用于聚氨酯、聚氯乙烯、聚酯等，但应用于硅胶基材容易脱落。因此需要开发一种适用基材范围广、制备过程简单、生产过程快捷、附着力好的亲水涂层。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明的目的：提供一种可紫外光固化的亲水涂层及其制备方法，具有适用基材范围广、制备过程简单、生产过程快捷、附着力好等优点。
2.技术方案
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可紫外光固化的亲水涂层，由底层涂料和顶层涂料组成，所述底层涂料包括以下组分，配方比例按重量百分数计：粘结树脂2～77份，分散剂0.1～1.0份，抗氧化剂0.1～1.5份，光引发剂0.1～5.0份，溶剂14.5～97.3份；所述顶层涂料包括以下组分，配方比例按重量百分数计：亲水性树脂1～15份，水性交联剂0.5～2.5份，光引发剂0.1～5.0份，分散剂0.1～1.0份，抗氧化剂0.1～0.5份，溶剂79～98.8份。
上述的可紫外光固化的亲水涂层，其中，所述粘结树脂为不饱和聚氨酯丙烯酸酯、双酚A型环氧树脂、羧甲基纤维素、聚乙烯醇中一种或多种。
上述的可紫外光固化的亲水涂层，其中，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体、烃类石蜡固体中的零种或一种或多种。
上述的可紫外光固化的亲水涂层，其中，所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、2,2-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、N,N'-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼中的一种或多种。
上述的可紫外光固化的亲水涂层，其中，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮中的一种或多种。
上述的可紫外光固化的亲水涂层，其中，所述溶剂为甲醇、乙醇、水、异丙醇、乙酸乙酯、冰乙酸中的一种或多种。
上述的可紫外光固化的亲水涂层，其中，所述亲水性树脂为聚乙烯吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、透明质酸、不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、亚甲基丁二酸中的一种或多种。
上述的可紫外光固化的亲水涂层，其中，所述水性交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯三胺中的一种或多种。
本发明同时提供了一种可紫外光固化的亲水涂层的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，在冰浴条件下，将粘结树脂、分散剂、抗氧化剂、光引发剂和溶剂按比例混合，在棕色瓶内充分搅拌24小时，得到底层溶液；
步骤2，将亲水性树脂、水性交联剂、光引发剂、分散剂、抗氧化剂和溶剂按比例混合，在40℃条件下，在棕色瓶内充分搅拌48小时，得到顶层溶液；
步骤3，将基材浸入步骤1制成的底层溶液中2-30s，以5-30mm/s的速度拉拔出来得到第一中间层；
步骤4，步骤3得到的第一中间层在波长220-400纳米、能量500-1500W的紫外灯下照射10-90s得到过渡层；
步骤5，步骤4得到的过渡层浸入步骤2制成的顶层溶液中2-30s，以5-30mm/s的速度拉拔出来得到第二层；
步骤6，步骤5得到的第二层在波长220-400纳米、能量500-1500W的紫外灯下照射120-480s，形成亲水润滑涂层。
优选的是，步骤3中的基材包括硅胶、聚氯乙烯、不锈钢、聚氨酯、聚酯等。
3.有益效果
综上所述，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的底层与顶层溶液制备过程简单，将配方中的材料在冰浴或者常温下混合即得亲水涂层溶液；
(2)本发明的底层溶液适用的基材范围广，包含硅胶、聚氯乙烯、不锈钢、聚氨酯、聚酯等；
(3)本发明的亲水涂层摩擦力低，牢固度高，经过30次反复摩擦，摩擦力不增加，摩擦系数不降低。
具体实施方式
结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
制备方法：在冰浴条件下，5份不饱和聚氨酯丙烯酸酯，2份聚乙烯醇，0.2份聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体，0.3份2,2-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯，1.0份2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮，20份异丙醇，71.5份乙醇，将以上组分混合到一起，在棕色瓶中充分搅拌24小时，得到底层溶液；
8份聚乙烯吡咯烷酮、2份聚乙二醇，1份透明质酸，1份聚乙二醇二丙烯酸酯，0.2份2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮，0.1份乙烯基双硬脂酰胺，0.1份丁基羟基茴香醚，87.6份乙醇，将以上组分混合到一起，在40度条件下，在棕色瓶中充分搅拌48小时，得到顶层溶液。
使用方法：将聚氨酯导管浸入底层溶液中5s，以10mm/s的速度拉拔出来，然后在能量1000W的紫外灯下照射45s得到过渡层，之后，过渡层浸入顶层溶液中5s，以10mm/s的速度拉拔出来，最后，在能量1000W的紫外灯下照射180s，形成亲水润滑涂层。
性能测试：将导管在涂层摩擦力测试仪上进行检测，测试参数设置为夹持力300g，提拉速度10mm/s，反复测试30次，最高摩擦力不超过8.5gf，摩擦系数不超过0.021。
实施例2：
制备方法：在冰浴条件下，20份不饱和聚氨酯丙烯酸酯，10份双酚A型环氧树脂，0.5份乙烯基双硬脂酰胺，0.2份二丁基羟基甲苯，0.5份二苯甲酮，68.8份乙醇，将以上组分混合到一起，在棕色瓶中充分搅拌24小时，得到底层溶液；
15份聚乙烯吡咯烷酮，1份聚乙二醇二丙烯酸酯，0.2份二苯甲酮，0.1份乙烯基双硬脂酰胺，0.1份N,N'-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼，83.6份乙醇，将以上组分混合到一起，在40度条件下，在棕色瓶中充分搅拌48小时，得到顶层溶液。
使用方法：将硅胶导管浸入底层溶液中5s，以10mm/s的速度拉拔出来，然后在能量1000W的紫外灯下照射90s得到过渡层，最后，将过渡层浸入顶层溶液中5s，以10mm/s的速度拉拔出来，最后，在能量1000W的紫外灯下照射240s，形成亲水润滑涂层。
性能测试：将导管在涂层摩擦力测试仪上进行检测，测试参数设置为夹持力300g，提拉速度10mm/s，反复测试30次，最高摩擦力不超过12.5gf，摩擦系数不超过0.033。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (1)
1.一种可紫外光固化的亲水涂层，其特征在于：由底层涂料和顶层涂料组成，所述底层涂料包括以下组分，配方比例按重量百分数计：粘结树脂7份，分散剂0.2份，抗氧化剂0.3份，光引发剂1份，溶剂91.5份；
所述顶层涂料包括以下组分，配方比例按重量百分数计：亲水性树脂10份，水性交联剂1份，光引发剂0.2份，分散剂0.1份，抗氧化剂0.1份，溶剂87.6份；
所述粘结树脂为5份不饱和聚氨酯丙烯酸酯和2份聚乙烯醇；
所述分散剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体；
所述抗氧化剂为2,2-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯；
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮；
所述底层涂料的配方中溶剂为20份异丙醇，71.5份乙醇；
所述亲水性树脂为8份聚乙烯吡咯烷酮和2份聚乙二醇；
所述水性交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯；
所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺；
所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚；
所述顶层涂料的配方中溶剂为乙醇；
所述可紫外光固化的亲水涂层包括如下步骤：
步骤1，在冰浴条件下，将粘结树脂、分散剂、抗氧化剂、光引发剂和溶剂按比例混合，在棕色瓶内充分搅拌24小时，得到底层溶液；
步骤2，将亲水性树脂、水性交联剂、光引发剂、分散剂、抗氧化剂和溶剂按比例混合，在40℃条件下，在棕色瓶内充分搅拌48小时，得到顶层溶液；
步骤3，将基材浸入步骤1制成的底层溶液中5s，以10mm/s的速度拉拔出来得到第一中间层；
步骤4，步骤3得到的第一中间层在波长220-400纳米、能量1000W的紫外灯下照射45s得到过渡层；
步骤5，步骤4得到的过渡层浸入步骤2制成的顶层溶液中5s，以10mm/s的速度拉拔出来得到第二层；
步骤6，步骤5得到的第二层在波长220-400纳米、能量1000W的紫外灯下照射180s，形成亲水润滑涂层；
所述步骤3中的基材为聚氨酯。
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