本发明专利技术公布了一种季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物及制备方法和应用于抗菌涂层材料。首先以聚硅氧烷大分子试剂为链转移剂，通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合方法，制备聚二甲基硅氧烷-b-[聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸六氟丁酯-b-聚(甲基丙烯酸六氟丁酯-co-甲基丙烯酸羟乙酯)]2多嵌段共聚物。然后加入1-碘辛烷进行季铵化反应，制得季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物。该方法的优点是反应操作简便，反应条件温和，反应过程具有较好的可控性。制备的多嵌段共聚物具有良好的成膜性和抗菌性能。这种多嵌段共聚物可以广泛应用于抗菌涂层材料。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公布了一种季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物及制备方法和应用于抗菌涂层材料。首先以聚硅氧烷大分子试剂为链转移剂，通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合方法，制备聚二甲基硅氧烷-b-2多嵌段共聚物。然后加入1-碘辛烷进行季铵化反应，制得季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物。该方法的优点是反应操作简便，反应条件温和，反应过程具有较好的可控性。制备的多嵌段共聚物具有良好的成膜性和抗菌性能。这种多嵌段共聚物可以广泛应用于抗菌涂层材料。【专利说明】一种季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物及制备方法和应用于抗菌涂层材料
本专利技术涉及一种季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物的抗菌涂层材料及其制备方法，属于抗菌涂层材料领域。
技术介绍
随着传染病和全球性流行性疾病的日益增加，人们对抗生素和卫生重要性的认识在不断增强。探索广谱、高效的抗菌剂引起了科学家广泛的兴趣。 季铵盐是广泛应用的广谱抗菌剂之一。甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)进行季铵化反应后，聚合物表面带有正电荷，通过与为微生物细胞壁外层的负电荷静电吸弓丨，疏水烷基进入细胞内，破坏细胞结构和细胞中酶的代谢使其死亡，从而达到抗菌的目的。聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有很多优异的性能，低玻璃化转变温度(_123°C )、低表面性、高弹性、耐高低温性能。季铵盐与有机硅结合形成的有机聚硅氧烷季铵盐具有杀菌、抑菌能力，近年来越来越受到人们的重视。 有机硅季铵盐共聚物的合成方法，主要包括有环氧基硅烷与叔胺的加成反应、卤烃基硅烷与叔胺的取代反应、含氢硅油衍生物季铵化反应以及氨基硅烷的季铵化反应等。现有技术公开了使用双氨基硅油与季铵化试剂进行季铵化反应，制得具有抗菌柔软特性的织物整理剂(陈德翔，谢洪德.一种有机硅季按盐型抗菌柔软整理剂的制备方法，CN102071577A，2011)。使用含氯丙基双羟基封端聚硅氧烷有机硅与十二烷基二甲基叔胺混和制备双羟基封端有机硅季按盐，然后将这种季按盐与聚四氢呋喃二醇、六亚甲基二异氰酸酯混和，加入甲苯二异氰酸酯三聚体固化剂制备海洋防污涂料(张庆华，刘海龙，詹晓力，陈丰秋.海洋防污涂料用有机硅季铵盐改性聚氨酯树脂的制备方法，CN10 3304762A, 2013)。但有机硅材料与基材的附着力较差、耐溶剂、耐腐蚀性能欠佳。通常采用物理或化学的方法对有机硅树脂进行改性。含氟丙烯酸酯类聚合物具有较好的基材粘附性，优异的耐热性、耐化学腐蚀性、耐溶剂性、耐候性、耐久性，可以弥补有机硅材料的缺陷。 通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)方法，对聚合物链结构和链组成精确控制，可制备分子量分布窄、结构规整的共聚物。现有文献报道通过RAFT聚合制备聚(偏二氟乙烯)-g-聚(N-乙烯基-2-吡咯烧酮)-b-聚(甲基丙烯酸N, N- 二甲氨基乙酯)共聚物，作为防污抗菌膜材料(Peng Q, Lu S，Chen D，Wu X，Fan P, ZhongR, Xu Y.Poly(vinylidene fluoride)-graft-poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)copolymersprepared via a RAFT-mediated process and their use in antifouling andantibacterial membranes.Macromo1.B1sc1.2007, 7:1149-1159)。RAFT 聚合为新型季铵盐-氟硅丙烯酸酯共聚物的制备提供了新的研究途径。本专利通过RAFT聚合控制聚(甲基丙烯酸N，N- 二甲氨基乙酯)(PDMAEMA)链段和聚(甲基丙烯酸六氟丁酯)链段的含量，实现最佳杀菌、抗菌效果。目前，通过RAFT聚合方法制备季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物和应用于抗菌涂层材料还鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)方法制备季铵盐-氟硅丙烯酸嵌段共聚物作为抗菌涂层的材料。 本专利技术的第一方面，提供了一种季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物及制备方法； 本专利技术的第二方面，提出了上述嵌段共聚物应用抗菌涂层材料及制备方法； 本专利技术的技术方案如下: 一种季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物，其特征在于共聚物的结构式为: 【权利要求】1.一种季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物，其特征在于结构式为:其中，η = 27，m = 30 ~50，ρ = 15 ~35，q = 5 ~15。2.权利要求1所述季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)用聚二甲基硅氧烷大分子链转移剂，制备含甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(m=30~50)的嵌段共聚物； (2)制备结构式中含甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(m=30~50)和甲基丙烯酸六氟丁酯(P = 15~35，q = 5~15)的氟娃丙烯酸酯嵌段共聚物； (3)制备季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(1)制备含甲基丙烯酸N, N-二甲氨基乙酯的嵌段共聚物包括以下步骤:将甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯、聚二甲基硅氧烷大分子链转移剂和偶氮二异丁腈引发剂，按照摩尔比(100~150):1:0.2加入在装有冷凝回流和磁力搅拌的反应容器中，将甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯和聚二甲基硅氧烷大分子链转移剂总量与甲苯溶剂按照质量比为1:1混和均匀；以氮气作为保护气体进行聚合；反应终止后使用甲醇透析，除去未反应的单体，减压蒸馏。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(2)制备含甲基丙烯酸N, N-二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸六氟丁酯的嵌段共聚物包括以下步骤:将甲基丙烯酸六氟丁酯、步骤(1)制得的嵌段共聚物大分子链转移剂和偶氮二异丁腈，按照摩尔比(80~100):1:0.2加入反应容器中，将甲基丙烯酸六氟丁酯和上述步骤(1)制得嵌段共聚物的总量与三氟甲苯溶剂按照质量比为1:1混和均匀；在氮气保护下聚合反应，然后按照甲基丙烯酸羟乙酯和步骤(1)制得的嵌段共聚物大分子链转移剂的摩尔比为(10~30):1，加入到反应容器中继续反应；反应终止后使用甲醇透析，减压蒸馏。5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(3)制备季铵盐-氟硅丙烯酸嵌段共聚物包括以下步骤:按照上述步骤(2)制备的氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物，以甲基丙烯酸N，N- 二甲氨基乙酯和1-碘辛烷摩尔比为1: 1.2~1:2加入反应容器中，嵌段共聚物和1-碘辛烷总含量与乙腈溶剂按照质量比为1:1混和均匀反应；使用正己烷沉淀，真空烘干；制备得到季铵盐-氟硅丙烯酸嵌段共聚物。6.季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物应用于抗菌涂层材料。7.季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物应用于抗菌涂层材料的方法，其特征是:将制备的季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物和固化剂，按照摩尔比: = 1:1~2混和均匀；催化剂的含量占聚合物总量的2%。~7%。，嵌段聚物和溶剂按照质量比为1:4~9混和均匀；将嵌段共聚物溶液旋涂在基材上面，空气中干燥后，放在100°C下固化。8.根据权利要求8所述嵌段共聚物涂层材料的应用涂层，其特征在于催化剂为二月桂酸二丁基锡，固化剂为六亚甲基二异氰本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种季铵盐‑氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物，其特征在于结构式为：其中,n＝27,m＝30～50,p＝15～35,q＝5～15。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁晓燕，周芳，赵蕴慧，秦晓帅，李彦才，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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