表面改性金属以及金属表面的改性方法_4

文档序号:9934206阅读:来源:国知局
属表面上存在的羟基与硅烷偶联剂(硅烷化合 物)之间生成了化学键,被固定。干燥温度?时间可适当设定为化学键所生成的温度?时 间等。作为干燥温度,优选为40°C~150°C。此外,也可适当地进行调整水溶液时,添加醇, 变为水?醇混合溶液、或者使用醋酸等将pH设定为弱酸性。其可适当地根据硅烷偶联剂的 种类、在水中的溶解性的不同来进行。
[0070] 在热聚合引发剂的存在下聚合单体前,进行通过上述硅烷偶联剂而进行的处理的 情况下,在通过硅烷偶联剂进行的处理之后,将在上述热聚合引发剂的存在下进行单体的 聚合。即,通过从硅烷偶联剂的包括乙烯基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基的烃基开始,使用上述 热聚合引发剂,产生自由基,以该自由基为起点,使之进行表面引发自由基聚合,而使单体 聚合,从而单体的聚合物通过硅烷偶联剂化学键合于金属表面,可以抑制因摩擦、刮擦或流 动而引发的滑动性降低。
[0071] 此外,本发明的表面改性金属优选为,在上述热聚合引发剂的存在下聚合单体之 后,所述表面至少进一步进行1次下述的处理,所述处理是通过在热聚合引发剂的存在下 或在热聚合引发剂以吸附于表面的方式存在的状态下聚合单体来进行的。 在上述热聚合引发剂的存在下聚合单体之后,进一步进行至少1次在热聚合引发剂的 存在下或在热聚合引发剂吸附于表面而存在的状态下聚合单体的处理的情况下,在进行在 上述热聚合引发剂的存在下的单体的聚合后,再次1次以上地在热聚合引发剂的存在下或 在热聚合引发剂吸附于表面而存在的状态下聚合单体。即,意味着,反复进行至少2次的在 上述热聚合引发剂的存在下使单体聚合的处理。据此,聚合物层积于金属表面,可以进一步 地提高所得的表面改性金属的滑动性。
[0072] 另外,上述第二次以后的处理中单体的聚合方法与上述第一次的处理中的单体的 聚合方法相同。此外,如上所述,在反复进行至少2次在热聚合引发剂的存在下使单体聚合 的处理的情况下,优选在进行作为第(k+1)次的处理的单体聚合之前,使用热聚合引发剂 进行处理,随后进行作为第(k+1)次的处理的单体聚合,但也可在第k次的处理中聚合单体 后,随后直接地进行作为(k+1)次的处理的单体聚合,或者,在第k次的处理中聚合单体后, 暂且对获得的表面改性金属的表面进行水洗、干燥等,冲洗未反应的单体等,然后进行作为 第(k+1)次的处理的单体聚合。此处,作为进行作为第(k+1)次的处理的单体聚合时的热 聚合引发剂的存在形态、以及进行作为第(k+1)次的处理的单体聚合前的使用热聚合引发 剂的处理方法、以及使用的热聚合引发剂的种类,如上所述。 另外,本段落中的k表示1以上的整数。
[0073] 此外,在上述处理方法中,第一次处理中使用的单体与第二次以后处理中使用的 单体可以相同或不同。且进一步地,进行多次第二次以后的处理的情况下,该多次处理中使 用的单体可以相同或不同。其中,就经济性观点而言,在进行n次使单体聚合的处理的情况 下(其中,n为2以上的整数。),如果从第一次到第(n- 1)次的处理中使用丙烯酸、丙烯酰 胺、丙烯腈等成本较低的单体,在第n次的处理中使用2 -(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酰胆 碱、[2 -(甲基丙烯酰氧基)乙基]甲基-(3 -磺酸丙基)氢氧化铵等上述两性离子单体、 或者3 -磺酸丙基(甲基)丙烯酸等酸的金属盐等上述含金属盐的亲水性单体、2 -(甲基 丙稀酰氧基)乙基三甲基氯化铵(Methacroylcholine Chloride)等含卤素的亲水性单体, 与例如n次全使用上述含金属盐的亲水性单体的情况等相比,则因进一步提高滑动性而更 加优选。 如上所述,表面改性金属是,在上述热聚合引发剂的存在下,聚合选自于由丙烯酸、 丙烯酰胺以及丙烯腈构成的组中的至少1种单体后,进一步至少1次通过在热聚合引发 剂的存在下或在热聚合引发剂吸附于表面而存在的状态下,聚合选自于由2 -(甲基)丙 烯酰氧基乙基磷酰胆碱、3 -磺酸丙基(甲基)丙烯酸钾盐、[2 -(甲基丙烯酰氧基)乙 基]二甲基_ (3 -磺酸丙基)氢氧化铵以及2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化铵 (Methacroylcholine Chloride)构成的组中的至少1种单体以进行处理的材料。此外,这 也是本发明的优选的实施形态之一。
[0074] 如上所述,本发明的表面改性金属是通过以下步骤而获得,通过热聚合引发剂使 其在金属表面形成聚合引发点,以该聚合引发点为起点使单体聚合,在该金属表面生长聚 合物链。 即,本发明之一还涉及金属表面的改性方法,是改性金属表面的方法,包括以下工序: 在热聚合引发剂的存在下,在该金属表面上,聚合单体,使聚合物链生长于该金属表面。
[0075] 在上述工序中,首先于金属表面形成聚合引发点。例如,可以通过使上述热聚合引 发剂吸附于金属表面形成聚合引发点等实施。
[0076] 热聚合引发剂如上所述。此外,使上述热聚合引发剂吸附于金属表面的方法、加热 方法也如上所述。
[0077] 在上述工序中,实行以下工序:以上述聚合引发点为起点,使单体聚合(自由基聚 合),使聚合物链生长于金属表面。单体的种类、聚合方法如上所述。
[0078] 进一步地,在上述金属表面的改性方法中,在上述工序之前,也可包括以下工序: 使金属与硅烷偶联剂发生反应,使硅烷偶联剂键合于金属表面。即,在使上述聚合物链生长 的工序之前,包括使用硅烷偶联剂处理上述金属表面的工序的金属表面的改性方法也是本 发明的优选实施形态之一。上述硅烷偶联剂的种类、金属与硅烷偶联剂之间的反应方法如 上所述。
[0079] 此外,在上述金属表面的改性方法,在使上述聚合物链生长的工序之后,进一步可 以包括以下工序:至少1次地在热聚合引发剂的存在下或在热聚合引发剂以吸附于表面的 方式存在的状态下聚合单体。如上所述,通过反复进行2次以上的在热聚合引发剂的存在 下聚合单体的工序,可获得滑动性进一步提高的表面改性金属。关于反复2次以上的在热 聚合引发剂的存在下聚合单体的处理的方法、使用的单体的种类、热聚合引发剂的存在形 态、使用热聚合引发剂的处理方法、以及使用的热聚合引发剂的种类等,如上所述。
[0080] 作为本发明的表面改性金属的材料,例如可以列举出:不锈钢、镍-钛合金、铁、 钛、铝、锡、锌-钨合金等金属,其中,就金属表面与润滑层之间的键合性的观点以及体内 的适用性(適合性)观点而言,优选为不锈钢、镍-钛合金。即,本发明的表面改性金属为 不锈钢或镍-钛合金,这也还是本发明的优选实施形态之一。
[0081] 因本发明的表面改性金属为可赋予金属表面以润滑性、进一步提高该表面的润滑 层的耐久性、而抑制金属的滑动性的降低的材料,所以可适用于例如导丝等金属医疗用具、 注射器针、或者医疗用具、装置中的金属配管等医疗用具。即,含有上述表面改性金属的医 疗用具也是本发明之一。并且,该医疗用具为导丝、注射器针、或者医疗用器具的配管,这也 是本发明的优选实施形态之一。
[0082] 此外,通过在三维形状的金属的至少一部分上适用上述改性方法,可获得经表面 改性的三维形状的金属。进一步地,作为该改性金属表面的优选例子,可以列举出聚合 物刷(高分子刷)。此处,聚合物刷是指,由表面开始生长的自由基聚合引发的接枝形式 (grafting form)的接枝聚合物。此外,接枝链为朝向与金属表面大致垂直方向,熵变小, 接枝链的分子运动变慢,而获得滑动性,因而优选。进一步地,作为刷密度,优选为〇. 01链 /nm2以上的准浓度以及浓度刷。
[实施例]
[0083] 以下,基于实施例具体说明本发明,但本发明并不仅限于此。
[0084] (实施例1) 使用丙酮洗涤SUS制的平板(10cm见方、厚1_)的表面,并使之干燥。将其浸渍于(3 -丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷的2质量%水溶液(添加2质量%醋酸)之中10分钟,取 出,在40°C下干燥24小时。随后,用水进行洗涤,接着用丙酮洗净。将上述处理后的SUS板 浸渍于AIBN(偶氮二异丁腈)的1.5质量%乙醇溶液中5分钟,取出,使之干燥。 将该SUS板放入装入3 -磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐的1. 25M水溶液的玻璃容器中,盖 上盖子。 导入氩气进行置换后,将玻璃容器置于60°C的水浴中加热5小时,进行表面引发自由 基聚合。之后,水洗表面,冲洗未反应的单体等,获得表面改性金属。将所获得的表面改性 金属用于下述滑动性评价。
[0085](实施例2) 除了将SUS板变更为SUS制的导丝(芯线)之外,其余与实施例1相同地,进行
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