CN113004773A - 一种亲水涂布液和亲水膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种亲水涂布液和亲水膜及其制备方法，该亲水涂布液包含如下质量份数比的原料组分：聚乙烯醇和聚乙二醇聚乳酸共聚物的混合物5‑15份、复合表面活性剂3‑10份、亲水金属氧化物颗粒3‑15份、硅化合物5‑15份、助剂0‑4份。本发明的亲水涂布液具有很好的亲水性能，在高湿环境下不会失效，利用该亲水涂布液制备的亲水膜可在正常环境下生产、运输和储存，不受高湿影响，与水互溶的液体在亲水层即使高湿环境下仍然保持持续、快速的扩散，解决了传统亲水膜产品容易在高湿环境下亲水性能失效的问题。

Description

一种亲水涂布液和亲水膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及亲水膜技术领域，更具体地说，涉及一种亲水涂布液和亲水膜及其制备方法。
背景技术
在血糖、血红蛋白、尿酸等快速诊断检查中，IVD测试试纸已被广泛应用，亲水膜作为IVD试纸中的功能材料，通过其亲水特性可将被测体液快速吸入并快速扩散到工作检测区域，以确保测试的快速、精确。
目前市场上的亲水膜产品受环境湿度的影响较大，在高湿(湿度40％RH以上)的环境下亲水膜的亲水性能会失效，在生产、运输和储存等过程中需要防潮，要求严苛，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种亲水涂布液和亲水膜及其制备方法，解决了现有技术中亲水膜易受环境湿度影响的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种亲水涂布液，包含如下质量份数比的原料组分：聚乙烯醇和聚乙二醇聚乳酸共聚物的混合物5-15份、复合表面活性剂3-10份、亲水金属氧化物颗粒3-15份、硅化合物5-15份、助剂0-4份。
在本发明的亲水涂布液中，所述聚乙烯醇和聚乙二醇聚乳酸共聚物的混合物中的聚乙烯醇与聚乙二醇聚乳酸共聚物的质量比为1：5～15。
在本发明的亲水涂布液中，所述聚乙二醇聚乳酸共聚物中采用的聚乳酸是由D-乳酸与L-乳酸聚合形成的聚外消旋乳酸。
在本发明的亲水涂布液中，所述复合表面活性剂含有阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
在本发明的亲水涂布液中，所述阴离子表面活性剂和所述非离子表面活性剂的质量比0.5～2：1。
在本发明的亲水涂布液中，所述亲水金属氧化物颗粒为纳米级二氧化钛颗粒；所述硅化合物为正硅酸乙酯或硅烷；所述助剂包括耐水促进剂和/或消泡剂。
本发明还提供一种亲水膜，包括基材，所述基材的表面设有亲水层，所述亲水层含有上述的亲水涂布液。
本发明还提供一种亲水膜的制备方法，包括如下步骤：
A、按照质量份数比取上述的亲水涂布液的原料，并加入质量份数为25-70份的水和0-50份的乙醇，混合均匀得到亲水涂布液；
B、在基材上涂覆步骤A中得到的亲水涂布液，热烘后得到亲水膜。
在本发明的制备方法，其特征在于，在步骤B中，热烘温度为100-150℃，热烘时间3-10min。
实施本发明的亲水涂布液和亲水膜及其制备方法，具有以下有益效果：本发明的亲水涂布液具有很好的亲水性能，在高湿环境下不会失效，利用该亲水涂布液制备的亲水膜可在正常环境下生产、运输和储存，不受高湿影响，与水互溶的液体在亲水层即使高湿环境下仍然保持持续、快速的扩散，解决了传统亲水膜产品容易在高湿环境下亲水性能失效的问题。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的亲水涂布液和亲水膜及其制备方法作进一步说明：
本发明涉及一种IVD测试片的上盖板的亲水材料，比如用于血糖、血红蛋白、尿酸或早孕测试片等产品的上盖板亲水膜材料，该上盖板的亲水膜材料包括基材，其中基材优选采用透明膜，如PET、PC等制成的透明膜，基材的厚度为0.05mm-0.2mm，基材的厚度优选为0.1mm。在基材表面设有亲水层，亲水层含有亲水涂布液，亲水涂布液包含如下质量份数比的原料组分：聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)的混合物5-15份、复合表面活性剂3-10份、亲水金属氧化物颗粒3-15份、硅化合物5-15份、助剂0-4份。亲水涂布液还进一步含有25-70份的水和0-50份的乙醇。
其中，在聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)的混合物中，聚乙烯醇(PVA)与聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)的质量比为1：5～15。优选地，聚乙烯醇(PVA)与聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)的质量比为1：10。聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)中采用的聚乳酸(PDLLA)是由D-乳酸与L-乳酸聚合形成的聚外消旋乳酸。需要说明的是，聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)均是现有产品，如上海石化、长春化学等公司生产的聚乙烯醇(PVA)，以及sigma公司生产的聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)。
复合表面活性剂含有阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为0.5～2：1，优选为1：1。阴离子表面活性剂包括但不限于烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基磷酸酯二乙醇胺盐、二月桂基磷酸酯钠盐等。非离子表面活性剂包括但不限于羟乙基烷基胺、脂肪酰胺类、聚氧乙烯类、多元醇酯等。
亲水金属氧化物颗粒优选采用纳米级二氧化钛颗粒。
硅化合物为正硅酸乙酯或硅烷，其中硅烷优选采用甲硅烷。
助剂包括耐水促进剂和/或消泡剂。耐水促进剂可以为磷酸酯等。消泡剂包括但不限于有机聚醚酯、醇胺等。
上述的亲水膜的制备方法，包括如下步骤：
A、取上述质量份数比的亲水涂布液的原料组分：聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)的混合物5-15份、复合表面活性剂3-10份、亲水金属氧化物颗粒3-15份、硅化合物5-15份、助剂0-4份、水25-70份和乙醇0-50份，混合均匀得到亲水涂布液；其中，在聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)的混合物中，聚乙烯醇(PVA)与聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)的质量比为1：5～15。优选地，聚乙烯醇(PVA)与聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)的质量比为1：10。聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)中采用的聚乳酸(PDLLA)是由D-乳酸与L-乳酸聚合形成的聚外消旋乳酸。需要说明的是，聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)均是现有产品，如上海石化、长春化学等公司生产的聚乙烯醇(PVA)，以及sigma公司生产的聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)。复合表面活性剂含有阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为0.5～2：1，优选为1：1。阴离子表面活性剂包括但不限于烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基磷酸酯二乙醇胺盐、二月桂基磷酸酯钠盐等。非离子表面活性剂包括但不限于羟乙基烷基胺、脂肪酰胺类、聚氧乙烯类、多元醇酯等。亲水金属氧化物颗粒优选采用纳米级二氧化钛颗粒。硅化合物为正硅酸乙酯或硅烷，其中硅烷优选采用甲硅烷。助剂包括耐水促进剂和/或消泡剂。耐水促进剂可以为磷酸酯等。消泡剂包括但不限于有机聚醚酯、醇胺等。
B、用100目线棒在基材上涂覆步骤A中得到的亲水涂布液，在100-150℃热烘3-10min得到亲水膜，优选在120℃热烘5min。其中基材优选采用透明膜，如PET、PC等制成的透明膜，基材的厚度为0.05mm-0.2mm，基材的厚度优选为0.1mm。
本发明的亲水涂布液具有很好的亲水性能，在高湿环境下不会失效，利用该亲水涂布液制备的亲水膜可在正常环境下生产、运输和储存，不受高湿影响，与水互溶的液体在亲水层即使高湿环境下仍然保持持续、快速的扩散，解决了传统亲水膜产品容易在高湿环境下亲水性能失效的问题。本发明的亲水涂布液除了可以应用于IVD测试片上盖板的亲水材料上，还可以进一步应用于防雾的薄膜产品上。
下面通过具体实施例进行详细说明。
实施例1
取聚乙烯醇(PVA)25g、聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)125g、十二烷基苯磺酸钠34g、月桂醇聚氧乙烯醚66g、纳米级二氧化钛颗粒150g、正硅酸乙酯150g、磷酸酯40g、水700g，混合均匀得到亲水涂布液。用100目线棒在0.2mm的透明PET上涂覆该亲水涂布液，在100℃热烘10min得到亲水膜。
将本实施例制备的亲水膜置于温度60℃、湿度90％RH的恒温恒湿箱中放置三个月后，在亲水膜的表面滴水，水滴角小于5°，3μL的水滴在亲水膜的表面铺展的直径大于6μm，显然在高湿环境下亲水效果仍然优良。
实施例2
取聚乙烯醇(PVA)3.2g、聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)46.8g、十二烷基苯磺酸钠20g、月桂醇聚氧乙烯醚10g、纳米级二氧化钛颗粒30g、正硅酸乙酯50g、水250g、乙醇500g，混合均匀得到亲水涂布液。用100目线棒在0.05mm的透明PET上涂覆该亲水涂布液，在150℃热烘3min得到亲水膜。
将本实施例制备的亲水膜置于温度60℃、湿度90％RH的恒温恒湿箱中放置三个月后，在亲水膜的表面滴水，水滴角小于5°，3μL的水滴在亲水膜的表面铺展的直径大于6μm，显然在高湿环境下亲水效果仍然优良。
实施例3
取聚乙烯醇(PVA)10g、聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)100g、十二烷基苯磺酸钠25g、月桂醇聚氧乙烯醚25g、纳米级二氧化钛颗粒100g、甲硅烷100g、磷酸酯20g、聚醚酯消泡剂20g、水500g、乙醇250g，混合均匀得到亲水涂布液。用100目线棒在0.1mm的透明PET上涂覆该亲水涂布液，在120℃热烘5min得到亲水膜。
将本实施例制备的亲水膜置于温度60℃、湿度90％RH的恒温恒湿箱中放置三个月后，在亲水膜的表面滴水，水滴角小于5°，3μL的水滴在亲水膜的表面铺展的直径大于6μm，显然在高湿环境下亲水效果仍然优良。
实施例4
取聚乙烯醇(PVA)6g、聚乙二醇聚乳酸共聚物(PEG-PDLLA)60g、十二烷基苯磺酸钠20g、月桂醇聚氧乙烯醚20g、纳米级二氧化钛颗粒30g、甲硅烷80g、磷酸酯2.5g、聚醚酯消泡剂2.5g、水500g、乙醇290g，混合均匀得到亲水涂布液。用100目线棒在0.1mm的透明PET上涂覆该亲水涂布液，在120℃热烘5min得到亲水膜。
将本实施例制备的亲水膜置于温度60℃、湿度90％RH的恒温恒湿箱中放置三个月后，在亲水膜的表面滴水，水滴角小于5°，3μL的水滴在亲水膜的表面铺展的直径大于6μm，显然在高湿环境下亲水效果仍然优良。
应当理解的是，对本领域技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，但这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种亲水涂布液，其特征在于，包含如下质量份数比的原料组分：聚乙烯醇和聚乙二醇聚乳酸共聚物的混合物5-15份、复合表面活性剂3-10份、亲水金属氧化物颗粒3-15份、硅化合物5-15份、助剂0-4份。
2.根据权利要求1所述的亲水涂布液，其特征在于，所述聚乙烯醇和聚乙二醇聚乳酸共聚物的混合物中的聚乙烯醇与聚乙二醇聚乳酸共聚物的质量比为1：5～15。
3.根据权利要求2所述的亲水涂布液，其特征在于，所述聚乙二醇聚乳酸共聚物中采用的聚乳酸是由D-乳酸与L-乳酸聚合形成的聚外消旋乳酸。
4.根据权利要求1所述的亲水涂布液，其特征在于，所述复合表面活性剂含有阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的亲水涂布液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂和所述非离子表面活性剂的质量比0.5～2：1。
6.根据权利要求1所述的亲水涂布液，其特征在于，所述亲水金属氧化物颗粒为纳米级二氧化钛颗粒；所述硅化合物为正硅酸乙酯或硅烷；所述助剂包括耐水促进剂和/或消泡剂。
7.一种亲水膜，其特征在于，包括基材，所述基材的表面设有亲水层，所述亲水层含有权利要求1-6任一所述的亲水涂布液。
8.一种亲水膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、按照质量份数比取权利要求1-6任一所述的亲水涂布液的原料，并加入质量份数为25-70份的水和0-50份的乙醇，混合均匀得到亲水涂布液；
B、在基材上涂覆步骤A中得到的亲水涂布液，热烘后得到亲水膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤B中，热烘温度为100-150℃，热烘时间3-10min。
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