低表面能结构的水性递送体系制造技术

描述了一种水性递送体系，其包含至少一种表面活性剂和至少一种水不溶性醇。还描述了用这样的水性溶液涂覆的低表面能基材如微孔聚四氟乙烯，使得与未涂覆低表面能基材的表面特征相比发生至少一种表面特征的改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于涂覆低表面能表面的水性体系以及由此得到的涂覆表面。 专利技术背景药学工业主要采用常规水性胶束递送系统来实现药物的受控递送和药学 试剂的受控释放。胶束溶液是一种包含至少一种浓度大于临界胶束浓度("CMC")的表面活性剂的溶液。对于水性胶束溶液，当疏水或水溶性低的物 质如油在胶束溶液中乳化时，形成乳剂。由于许多乳剂中常常采用高浓度表面 活性剂，所得表面活性剂稳定的乳滴常常非常稳定。抵抗聚结的优良稳定性也 使乳滴成为其它物质理想的载体。该技术通常在药学工业上采用，从而实现药 学试剂如抗生素、抗微生物剂、抗病毒剂、心血管试剂和肾脏试剂的受控递送。 这些试剂通常包含在载体乳剂的疏水组分中。 一般，该乳剂由选自下组的疏水材料构成长链羧酸、长链羧酸酯、长链羧酸醇及其混合物。这些水性胶束递送体系的变换是微乳，通常在高浓度乳化剂的存在下较容 易、甚至自发形成微乳。微乳尤其适合用作递送运载体，因为其中可包含许多 对水敏感的材料，例如水解敏感材料。在常见药学微乳应用中，疏水材料是水 不溶性有机材料，在连续水相中被表面活性剂乳化形成不连续相(例如，参见Rudnic等的美国专利5,952,004)。这种微乳极其稳定，是有用的递送方式。例 如，药学试剂可分散在疏水材料中作为水相乳剂的一部分递送。乳剂技术也可用于形成聚合物分散体，其中，单体先在表面活性剂水溶液 中乳化然后聚合。所得乳剂聚合物通常成为胶乳，可用作油漆和涂料等许多应 用。为了使胶乳在基材表面铺展开而形成均一涂层，胶乳必需"润湿"待涂覆 的基材。当水性胶乳与固体基材间的接触角e小于约90度时产生"润湿"。 当固体与液体间的表面能ySL小于固体与空气间的表面能ySA时产生自发性润 湿。这些参数和液-气表面能YLA间的关系如下所示<formula>formula see original document page 6</formula>上述关系在试图涂覆低表面能基材(低ySA)，例如表面能低于约40达因/ 厘米的材料时非常重要，因为需要非常低的YSL。一种尤其感兴趣的低表面能基材是聚四氟乙烯("PTFE")和微孔聚四氟乙 烯。由于PTFE的固有疏水性，该材料薄膜尤其适合用作防水产品，例如雨衣。 膨胀型微孔防水聚四氟乙烯材料，例如来自W丄.高尔联合公司(W丄.Gore and Associates, Inc.)的以商品名GORE-TEX⑧销售的材料以及来自其它供应商的膨 胀型PTFE产品尤其适合用作上述目的。膨胀型PTFE材料是不透液的，但允 许水蒸气以排汗形式透过。聚氨酯和其它聚合物也可用作上述目的。为使纺织 区域中所用材料具有优良的柔性且轻质，微孔层应尽可能地薄。然而，薄膜越 薄通常意味着性能的丧失，较薄的涂层存在防水性降低的风险。低表面能基材过去用低YLA和低接触角的溶液涂覆。微孔低表面能材料合 适的涂覆过程在本领域中已有描述，其中许多依赖溶剂来润湿所需基材。例如， EP 0581168 (Mitsubishi)描述了将全氟烷基甲基丙烯酸酯和全氟烷基乙基丙烯 酸酯用于多孔聚乙烯和聚丙烯薄膜。这些物质保持与聚烯烃多孔薄膜表面物理 接触。将氟化单体或氟化单体和交联单体与聚合引发剂一起溶解在合适的溶剂 中来制备溶液。例如，该溶液通常包含15重量％的单体和85重量％的丙酮。 涂覆后，溶剂蒸发。该情况与用基本上纯的含低浓度(例如，小于1.0重量％) 无定形含氟聚合物的溶液处理聚合物表面的过程类似(WO 92/10532)。类似地， 含氟聚合物溶液也在用无定形四氟乙烯共聚物涂覆ePTFE的专利中涉及(EP 0561875)。在所有这些情况下，涂层聚结过程期间将释放显著量的溶剂。这些 溶剂发散既浪费又不利于环境。而且，基于溶剂的润湿系统存在与许多水性含 氟聚合物不相容的固有限制，润湿基材所需的溶剂浓度限制了涂覆在基材上的 添加剂的量和类型。已尝试将基于溶剂的涂覆体系转化为水性涂覆体系。然而，实现润湿包装 稳定性和达到快速润湿速度等要求难以满足。 一种相对常用的方法是将水溶性 有机溶剂加入到水性涂覆溶液或胶乳中。美国专利6,228,477公开了通过使用 显著量的异丙醇("IPA")，用非润湿的水性含氟聚合物分散体涂覆低表面能的 微孔PTFE基材的方法。在一个这种实施例中，将非润湿的水性含氟聚合物分 散体稀释成25%分散体和75% IPA，施加到微孔PTFE基材，溶剂蒸发后形成 所需含氟聚合物的均匀涂层。该过程不幸地需要使用大量IPA,产生许多环境 问题。在该专利的其它实施例中，许多含氟聚合物处理过程对于高浓度水溶性醇不稳定，进一步限制了该IPA润湿体系。开发了水性微乳体系来避免对高水平voc的需要，从而润湿低表面能基材。 一种不需要使用IPA或任何其它VOC的体系参见Wu等的美国专利 5,460,872。该专利公开了使用氟化表面活性剂来降低微孔PTFE的表面能和接 触角，从而产生均匀涂覆的微孔PTFE基材。施加该水性分散体之后，加热除 去氟化表面活性剂和残留的水分。与这些现有领域的材料有关的高制造成本和潜在的环境问题突出了以下 需要持续需要有效涂覆低表面能基材而没有高水平VOC或不希望的含氟表 面活性剂的解决方法。专利技术概述本专利技术通过提供强效、稳定的水性递送体系而克服了现有技术的限制。本 专利技术能够润湿低表面能基材，递送多种有机和无机材料而在基材上形成涂层。 本专利技术涉及表面活性剂和水不溶性醇润湿剂的水性递送体系。任选地，可加 入一种或多种能容纳更多润湿剂而不引起相分离的材料(即稳定剂)。通过在水 性递送体系中加入一种或多种添加剂而结合额外的功能。本专利技术可用于将多种 功能材料递送至低表面能材料，包括但不限于功能化或表面活性聚合物。还描 述了涂覆有水性递送体系的低表面能材料，例如微孔含氟聚合物。此外，本发 明包括一种涂覆的制品，所述制品包括低表面能微孔材料，所述微孔材料孔壁 的至少一部分上具有涂层，以涂覆的微孔材料的总重量计，所述涂层具有可测 定量的表面活性剂和最高达25重量％的水不溶性醇。专利技术详述本专利技术中，当采用至少一种表面活性剂来乳化至少一种水不溶性润湿剂时 形成水性溶液。在另一个实施方式中，本专利技术涉及由上述水性溶液涂覆的低表 面能基材，例如微孔聚四氟乙烯，与未涂覆微孔基材相比，该基材的至少一种 表面特征发生改变。低表面能基材的应用依赖于良好的润湿性。为了实现优良润湿性，水性递 送体系的表面张力应足够低以穿透微孔基材。例如，通常要求表面张力小于或 等于约30达因/厘米以穿透膨胀型微孔PTFE。表面张力较高的润湿体系相应地 适用于表面能较高能量的基材，例如微孔聚乙烯或微孔聚丙烯。如上所述，现有技术公开了可使用高水平水溶性润湿剂如异丙醇来降低ySL，以使某些水性 涂覆体系能够润湿微孔低表面能PTFE基材(美国专利6,676，993B2)。本专利技术合适的润湿剂包括水溶性低的醇及醇的混合物，例如最长连续链具 有5或更多个碳原子的醇，例如Cs-do直链醇等。例如，戊醇、己醇、辛醇等 属于本专利技术合适的润湿剂。而且，水性递送体系可结合有水不溶性醇和其它水 不溶性有机物，例如烷烃等。任选地，润湿剂相对于目标低表面能基材还显示 低ySL。本专利技术表面活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性混合物，其包含：　　　　至少一种水不溶性醇和　　　　至少一种表面活性剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D弗里斯，
申请(专利权)人：戈尔企业控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]