一种高附着力高保湿润滑涂层及其制备方法和涂层附着力测试方法与流程

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种高附着力高保湿润滑涂层及其制备方法和涂层附着力测试方法。

背景技术：

1、常用于制作医疗器械的高分子材料表面张力从20dyn/cm到40dyn/cm不等，由这些材料制成的医疗器械具有较强的疏水性和一定的表面粗糙度，这些医疗器械在临床应用进入到人体自然腔道或血管的过程中，会引发人体黏膜破损或血浆蛋白、血小板等在产品表面的黏附，引起血细胞和血管壁的损伤等。因此需要对这些医疗器械进行表面亲水润滑改性，使其具有类似泥鳅表面的生物膜，显著降低其摩擦力，起到良好的润滑作用，有效减轻患者的不适感和避免进入人体过程中由于黏膜和组织细胞损伤引起的各种并发症。

2、例如，由极低表面张力的全氟乙烯丙烯共聚物（fep）材料制成的导管鞘，其表面张力仅有20dyn/cm到22dyn/cm左右，疏水性极强，普通涂层很难在其表面进行有效附着，首先需要使底层涂层与基材表面具有极佳的附着力，才能在底层涂层的基础上对面层进行亲水润滑改性。亲水润滑涂层保湿性也是其重要的特性，目前，关于提高润滑涂层保湿性的方法未见相关报道。

3、现有测试方法中，更多关注的是医疗器械亲水润滑涂层在润湿后其涂层摩擦系数，多次摩擦后不溶性微粒及还原物质和紫外吸光度是否合格，这些只是针对涂层本身牢固性（内聚力）测试，通过这些测试来反应涂层完整性及部分安全性。涂层与基材进行高附着连接，是实现涂层一系列功能性和安全性的前提。医疗器械产品涂层后需要在干燥状态下进行包装灭菌及运输，在这些过程中产品表面涂层会在干燥状态下与外包装盒进行碰撞与摩擦，因此需要测试干燥状态下涂层与产品基材附着力以及湿态下涂层完整性，目前医疗产品表面附着力测试都只是用同等材质平面基材涂覆后用划格法证明，平面基材涂层与产品曲面涂层后有很大区别，涂层真正在曲面管体产品的附着力目前并无合适的测试方法。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高附着力高保湿润滑涂层，包括底层涂层和面层涂层，所述底层涂层为基底层，通过化学键或分子间作用力与基材进行高附着结合，所述面层涂层为功能层，具有亲水润滑作用，且润滑度高、耐磨性强；

2、所述底层涂层包括按重量组分计的如下组分：光固化树脂含量为1%-10%，活性稀释剂含量为1%-5%，光引发剂含量为0.1%-1%，全氟硅烷偶联剂含量为0.5%-2%，助剂含量为0.1%-0.5%，溶剂含量为81.5%-97.3%；

3、所述面层涂层包括按重量组分计的如下组分：光固化树脂含量为0.1%-1%，活性稀释剂含量为0.1%-1%，光引发剂含量为0.01%-1%，润滑剂含量为1%-5%，保湿剂含量为0.5%-2%，全氟硅烷偶联剂含量为0.6%-3%，溶剂含量为87%-97.69%。

4、作为本发明的进一步改进，所述全氟硅烷偶联剂包括九氟己基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷中的任意一种或多种。

5、作为本发明的进一步改进，所述助剂包括欧宝迪u502水性聚氨酯树脂，所述欧宝迪u502水性聚氨酯树脂能增强底层涂层与基材的附着力，使底层涂层更加牢固的附着在基材表面。

6、作为本发明的进一步改进，所述保湿剂包括神经酰胺、透明质酸、β-葡聚糖中的任意一种或多种。

7、本发明还提供了一种高附着力高保湿润滑涂层的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

8、s1配制底层涂层液

9、将光固化树脂、活性稀释剂、溶剂依次加入反应容器中，放于磁力搅拌器上搅拌至完全溶解后，加入助剂继续搅拌至完全溶解，后依次加入全氟硅烷偶联剂和光引发剂直至搅拌完全溶解，得到底层涂层液；

10、s2配制面层涂层液

11、将光固化树脂、活性稀释剂、溶剂依次加入反应容器中，放于磁力搅拌器上搅拌至完全溶解后，依次加入全氟硅烷偶联剂、保湿剂和润滑剂搅拌完全溶解，再加入光引发剂直至搅拌完全溶解，得到面层涂层液；

12、s3含氟基材管体预处理

13、将含氟基材管体用无水乙醇清洗表面后，晾干，对含氟基材管体进行等离子处理；所述等离子处理用的气体包括氧气、氩气、氮气、氢气中的任意一种或多种，气体流量150sccm-200sccm，处理功率300w-400w，处理时间10min-20min；

14、s4制备高附着力高保湿润滑涂层

15、将经过预处理的含氟基材管体悬挂于医用涂层涂覆固化机上，在底层涂层液中浸涂10-40s，室温晾干60-150s，在150-600mj/cm2的紫外灯下固化60-200s；然后将完成底层涂层固化的含氟基材管体在面层涂层液中浸涂10-40s，室温晾干100-300s,在150-600mj/cm2的紫外灯下旋转固化100-300s。

16、作为本发明的进一步改进，所述光固化树脂包括环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯中的任意一种或两种。

17、作为本发明的进一步改进，所述活性稀释剂包括单官能团丙烯酸酯、双官能团丙烯酸酯、三官能团丙烯酸酯中的任意一种或两种。

18、作为本发明的进一步改进，所述光引发剂包括1-羟基环己基苯甲酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗琳基-1-丙酮、2-异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮中的任意一种或两种。

19、作为本发明的进一步改进，所述润滑剂包括聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的任意一种或多种。

20、作为本发明的进一步改进，所述溶剂包括乙醇、甲醇、异丙醇和水中的任意一种或多种。

21、作为本发明的进一步改进，所述含氟基材管体包括导管鞘、血管鞘等产品的主体管，材质主要包括全氟乙烯丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物等。

22、本发明还提供了一种涂层附着力的测试方法其特征在于，主要包括以下步骤：

23、s5染色

24、对涂层后管体用1%刚果红进行染色，染色时间1min-3min；

25、s6冲洗晾干

26、将染色后管体进行清水冲洗，去除表面未结合的刚果红染料，晾干；

27、s7剥离试验

28、将3m胶带用均匀大小的力粘接于管体表面，进行剥离试验；

29、s8观察结果

30、显微镜下观察管体涂层完整性及3m胶带表面是否有涂层脱落。

31、1.本发明通过在涂层中添加全氟硅烷偶联剂，使底层涂层能与含氟基材表面进行相似相容结合或分子重组和化学交联，增强涂层与基材及涂层间的附着力。

32、2.本发明通过在底层涂层中添加助剂欧宝迪u502水性聚氨酯树脂，能够起到底层涂层与基材润湿和进一步锚定作用，从而增加底层与难附着基材的结合力。

33、3.本发明通过在面层涂层中添加具有较强缔合水能力的神经酰胺、透明质酸、β-葡聚糖等大分子保湿剂，可与涂层形成互穿网络结构，不易溶出或脱落，可以提高涂层的保湿性，避免涂层在空气中迅速脱水而在短时间内失去润滑功能。

34、4.本发明通过对国家标准附着力测试方法的改进，在干燥状态下使用3m胶带直接粘接涂层后导管鞘管体，进行剥离实验证明涂层与产品直接结合的附着力（而不是通过涂层与同等材质平面基材涂覆后用划格法证明附着力，平面基材与管体有很大区别，也不是通过多次测试摩擦系数的升高来表示涂层是否有脱落）；通过湿润状态下测试涂层亲水后的摩擦系数和计算多次测试数据的方差来反应涂层牢固性，稳定性（内聚力）。

35、5.本发明制备得到的涂层亲水后润滑度高、耐磨性强、均匀性好，使用本发明附着力测试方法简单易操作，涂液固体含量低，黏度适中，成本极低，生物安全性高，产业价值极大。