液體復合凝聚層、衍生自其的制品以及用于制造其的方法

背景技術：

1、帶電荷的聚電解質代表了典型的水溶性聚合物的一個示例。然而，沿著聚合物鏈的電荷之間的排斥力會導致高粘度，特別是與等效聚合物濃度的中性聚合物溶液相比。這種高粘度可能會給處理此類溶液帶來挑戰。此外，水溶性聚合物的簡單溶液通常需要交聯或額外的后處理以提供化學穩鍵的材料。用于此類處理的有機溶劑和交聯劑會限制這些材料的實用性。

2、復合物凝聚層是致密的、富含聚電解質的液體，是由水中帶相反電荷的聚合物或其它大離子的靜電復合產生的。它們的自組裝是由靜電相互作用和熵驅動的。此外，凝聚層與水的低表面張力有利于其在各種應用中的使用。

3、盡管復合物凝聚作為術語通常指的是液相的形成，但也可以形成固體復合物。從歷史上看，這些固體復合物從加工和使用的角度來看是被認為是難以處理的，因為它們不會像更“傳統”的塑料那樣熔化和/或溶解在有機溶劑中。

4、本領域仍然需要液體復合凝聚層，其可用于多種應用，并且特別是用于形成新的含固體聚合物的材料。進一步有利的是提供復合物凝聚層系統，其提供了用于控制最終制品(例如固體聚合物膜、涂層等)的機械性能的機會。

技術實現思路

1、一種液體復合凝聚層的固化產物，其包括包含聚陰離子、聚陽離子和鹽的大離子相；其中所述聚陰離子包含重復單元，該重復單元包含羧酸根基團、磺酸根基團、膦酸根基團、硫酸根基團或磷酸根基團中的一種或多種；并且其中所述聚陽離子包含重復單元，該重復單元包含含氮陽離子基團、含磷陽離子基團或含硫陽離子基團中的一種或多種；條件是當該聚陽離子是聚(二烯丙基二甲基銨)時，則該聚陰離子不是聚苯乙烯磺酸鹽，或者當該聚陰離子是聚苯乙烯磺酸鹽時，則該聚陽離子不是聚(二烯丙基二甲基銨)。

2、一種制品，其包含所述固化產物。

3、一種形成固化產物的方法，包含將聚陰離子、聚陽離子和鹽組合以提供液體復合凝聚層；以及固化該液體復合凝聚層以提供該固化產物。

4、一種在基材上形成涂層的方法，包含將聚陰離子、聚陽離子和鹽組合以提供液體復合凝聚層；將該液體復合凝聚層沉積在基材的至少一部分上；和固化沉積的液體復合凝聚層以提供所述涂層；其中所述聚陰離子包含含有羧酸根基團、磺酸根基團或膦酸根基團中的一種或多種的重復單元；并且其中所述聚陽離子包含含有含氮陽離子基團、含磷陽離子基團或含硫陽離子基團中的一種或多種的重復單元，條件是當所述聚陽離子是聚(二烯丙基二甲基銨)時，所述聚陰離子不是聚苯乙烯磺酸鹽，或者當所述聚陰離子是聚苯乙烯磺酸鹽時，所述聚陽離子不是聚(二烯丙基二甲基銨)。

5、一種通過該方法制備的涂層代表了本公開的另一方面。

6、一種前體系統，包含第一組分和第二組分，所述第一組分包含聚陰離子，所述聚陰離子包含含有羧酸根基團、磺酸根基團、膦酸根基團、硫酸根基團或磷酸根基團中的一種或多種的重復單元，所述第二組分包含聚陽離子，所述聚陽離子包含含有含氮陽離子基團、含磷陽離子基團或含硫陽離子基團中的一種或多種的重復單元；其中，所述第一組分或所述第二組分中的至少一種包含鹽。

7、一種液體復合凝聚層產物，包含：大離子相，所述大離子相包含聚陰離子、聚陽離子和鹽；和任選地富水相。

8、通過下面的附圖和詳細描述舉例說明了上述和其它特征。

技術特征：

1.一種液體復合凝聚層的固化產物，其中所述液體復合凝聚層包含大離子相，所述大離子相包含聚陰離子、聚陽離子和鹽；

2.根據權利要求1的固化產物，

3.根據權利要求1所述的固化產物，其中所述聚陰離子包含式(i)-(iv)中的一種或多種的重復單元

4.根據權利要求1所述的固化產物，其中所述聚陽離子包含式(v)的重復單元，

5.根據權利要求1所述的固化產物，其中所述聚陰離子包含式(i)或(iii)的重復單元，

6.根據權利要求1所述的固化產物，其中所述聚陰離子、所述聚陽離子或兩者還包含衍生自中性親水性單體的重復單元、衍生自中性疏水性共聚單體的重復單元、或它們的組合。

7.根據權利要求6所述的固化產物，其中

8.根據權利要求1所述的固化產物，其中所述聚陰離子包含根據式(i)、(vi)和(vii)的重復單元，其中式(i)、(vi)和(vii)的重復單元以10-100:0-90:0-90的(i):(vi):(vii)的摩爾比存在。

9.根據權利要求1所述的固化產物，其中所述聚陰離子包含根據式(iii)、(vi)和(vii)的重復單元，其中式(iii)、(vi)和(vii)的重復單元以10-100:0-90:0-90的(iii):(vi):(vii)的摩爾比存在。

10.根據權利要求1所述的固化產物，其中所述聚陽離子包含根據式(v)、(vi)和(vii)的重復單元，其中所述式(v)、(vi)和(vii)的重復單元以10-100:0-90:0-90的(v):(vi):(vii)的摩爾比存在。

11.根據權利要求1所述的固化產物，其中所述鹽包含堿金屬鹽、過渡金屬鹽、鑭系金屬鹽、錒系金屬鹽、揮發性鹽或它們的組合。

12.根據權利要求1所述的固化產物，其中所述固化產物為保護性涂層、可移除涂層、可重新定位的涂層、可更換涂層、阻隔涂層、紙涂層、防水涂層、防污涂層、保護膜、壓敏粘合劑、層壓粘合劑、口腔護理用保護膜、油墨、膜或指甲油的形式。

13.一種包含權利要求1的固化產物的制品。

14.根據權利要求13所述的制品，其中所述制品是膜、涂層或纖維。

15.根據權利要求13所述的制品，其中所述固化產物設置在所述制品的表面的至少一部分上。

16.一種形成權利要求1的固化產物的方法，所述方法包括：

17.一種在基材上形成涂層的方法，所述方法包括：

18.根據權利要求16所述的方法，其中所述聚陰離子包含式(i)-(iv)的一種或多種的重復單元，

19.根據權利要求16所述的方法，其中所述聚陽離子包含式(v)的重復單元，

20.根據權利要求16所述的方法，其中所述鹽包含堿金屬鹽、過渡金屬鹽、鑭系金屬鹽、錒系金屬鹽、揮發性鹽或它們的組合。

21.根據權利要求16所述的方法，其中固化所述液體復合凝聚層包括將所述液體復合凝聚層暴露于有效去除所述鹽的條件下。

22.根據權利要求21所述的方法，其中有效去除所述鹽的條件包括用水洗滌所述液體復合凝聚層。

23.根據權利要求21所述的方法，其中有效去除所述鹽的條件包括將沉積的液體復合凝聚層暴露于有效揮發所述鹽的溫度和壓力下。

24.一種通過根據權利要求16所述的方法制備的涂層。

25.一種前體系統，包括

26.根據權利要求25所述的前體系統，

27.根據權利要求25所述的前體系統，其中所述鹽包含堿金屬鹽、過渡金屬鹽、鑭系金屬鹽、錒系金屬鹽、揮發性鹽或它們的組合。

28.一種液體復合凝聚層產物，包含

29.根據權利要求28所述的液體復合凝聚層產物，

30.根據權利要求28所述的液體復合凝聚層產物，其中所述鹽包含堿金屬鹽、過渡金屬鹽、鑭系金屬鹽、錒系金屬鹽、揮發性鹽或它們的組合。

技術總結
本發明提供了一種液體復合凝聚層的固化產物，其包括聚陰離子、聚陽離子和鹽的大離子相；其中所述聚陰離子具有包括羧酸根基團、磺酸根基團、膦酸根基團、硫酸根基團或磷酸根基團中的一種或多種的重復單元；并且其中所述聚陽離子具有包括含氮陽離子基團、含磷陽離子基團或含硫陽離子基團中的一種或多種的重復單元；條件是當聚陽離子為聚(二烯丙基二甲基銨)時，聚陰離子不是聚苯乙烯磺酸鹽，或者當所述聚陰離子為聚苯乙烯磺酸鹽時，聚陽離子不是聚(二烯丙基二甲基銨)。本發明還公開了形成涂層的方法。

技術研發人員：薩拉·L·佩里,艾薩克·A·拉米雷斯·馬雷羅,魯珀特·康拉迪,伯恩哈德·馮·瓦卡諾,娜丁·凱澤,賴納·古茨勒
受保護的技術使用者：馬薩諸塞大學
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21