- (NH-CH2) 3-;和每个Z独立地是H、烷基、芳基、烷氧基、硝 基或氰基。在一些实施方式中，X是-CH=CH-C( = 0)-0-(CH2)2-0-C( = 0)-CH=CH-;每 个R独立地是 _ (CH2) 2-NH- (CH2) 2-或-(CH2) 2-NH- (CH2) 2-NH- (CH2) 2-;和每个Z独立地是Η、 烷基、芳基或烷氧基。在一些实施方式中，X是-N=N-;每个R独立地是-CH2-CH2-、-(CH2) 2-NH- (CH2) 2-、- (CH2) 2-NH- (CH2) 2-NH- (CH2) 2-，或-CH2- (NH-CH2) 3-;和每个Z独立地是Η、烧 基、芳基、烷氧基、硝基或氰基。在一些实施方式中，X是-Ν=Ν-;每个R独立地是- (CH2)2-NH- (CH2) 2-或-(CH2) 2-NH- (CH2) 2-NH- (CH2) 2_ ;和每个Z独立地是H、烷基、芳基或烷氧基。在 一些实施方式中，聚合物的一种或多种单体亚单位在暴露于UV或可见光之后以顺式构型 存在。在一些实施方式中，聚合物的一种或多种单体亚单位可在暴露于UV或可见光之后以 反式和顺式异构体二者存在。
[0039] 在一些实施方式中，亲水性涂料可包括衍生自式II的单体亚单位的聚合物：
[0040]
[0041] 其中X是-Ν=N-或-CH=CH-C( = 0)-0-(亚烷基）-0-C( = 0)-CH=CH-;和 每个Z独立地是Η、烷基、杂烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、硝基、氛基、卤素或环烷基。在一些 实施方式中，X是-Ν=Ν-和每个Ζ独立地是Η、烷基、芳基、烷氧基、硝基或氰基。在一些实 施方式中，X是-CH=CH-C( = 0) -ο-(亚烷基）-o-c( = 0)-CH=CH-，和每个Z独立地是 H、烷基、芳基、烷氧基、硝基或氰基。在一些实施方式中，至少一种单体亚单位可在暴露于UV或可见光之后以顺式构型存在。在一些实施方式中，聚合物中的单体单元可在暴露于UV或 可见光之后以反式和顺式异构体二者存在。
[0042] 式II的化合物的非限制性例子包括下述：
[0043]
[0044] 在一些实施方式中，将疏水性表面改性成亲水性表面的方法可包括将涂料施加至 表面，其中涂料包括式（I)的聚合物或式（II)的单体，和将涂布的表面暴露于UV或可见 光。当暴露于辐射时，香豆酸酯和偶氮苯可异构化成亲水性顺式构型。由于空间限制，香豆 酸酯和偶氮苯的聚合物可在照射之后锁定为亲水性顺式构型，并且可不逆转回疏水性反式 构型。顺式异构体可通过形成相对稳定的醌型结构被共振稳定，并且防止它们逆转回反式 构型。
[0045]
[0046]UV或可见光的波长可以为约300纳米至约700纳米、约300纳米至约600纳米、 约300纳米至约500纳米或约300纳米至约400纳米。波长的具体例子包括约300纳米、 约400纳米、约500纳米、约600纳米、约700纳米，和这些值的任何两个之间的范围（并且 包括这些值的任何两个的端点）。在一些实施方式中，涂布的表面可暴露于UV或可见光约 10分钟至约6小时、约10分钟至约5小时、约10分钟至约4小时、约10分钟至约2小时或 约10分钟至约1小时。暴露时间的具体例子包括约10分钟、约30分钟、约1小时、约2小 时、约3小时、约4小时、约6小时，和这些值的任何两个之间的范围（并且包括这些值的任 何两个的端点）。
[0047] 在另外的实施方式中，涂料组合物可进一步包含一种或多种添加剂。这些添加剂 可改变由涂料组合物制备的油漆的性质，比如货架期、应用和寿命以及健康和安全性。可例 如在制造油漆中的乳液聚合物或制备油漆本身期间，添加这样的添加剂。示意性的添加剂 可包括引发剂、流变改性剂、防腐剂等。引发剂是引发其中单体形成聚合物的聚合过程的自 由基的来源。涂料组合物可包含氧化还原系统引发剂，比如铁类（ferrous)和硫代硫酸盐 以及过硫酸盐，其促进在室温下的聚合。
[0048] 在一些实施方式中，增稠剂和流变改性剂也可添加至涂料组合物，以实现期望的 粘度和流动性质。增稠剂与丙烯酸类聚合物形成多个氢键，从而使得链缠结、成环和/或膨 胀，其导致体积限制。增稠剂，比如纤维素衍生物，包括羟乙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基 纤维素，可用于涂料组合物。
[0049] 在一些实施方式中，一种或多种防腐剂可以低剂量添加在涂料组合物中，以防止 微生物的生长。可使用防腐剂，比如甲基苯并异噻唑啉酮、氯甲基异噻唑啉酮、偏硼酸钡和 1 _ (3-氯丙烯基）-3, 5, 7-二氣杂-1-氣鐵金刚烧氯化物。
[0050] 在一些实施方式中，涂料组合物可进一步包含一种或多种下述添加剂：溶剂、颜 料、增塑剂、表面活性剂等。表面活性剂可用于例如产生用于颗粒形成，以及长期颗粒稳定 性的胶束。表面活性剂可通过静电和位阻机制提供稳定性。离子和非离子表面活性剂都可 使用。例子可包括但不限于烷基酚乙氧基化物、月桂基硫酸钠、十二烷基苯磺酸酯、聚氧乙 烯烷基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、乙炔乙二醇、聚氧乙烯、硬脂酸和聚氧丙烯。
[0051] 聚结剂，比如酯醇类、苯甲酸醚（benzoateethers)、乙二醇醚、乙二醇醚酯和η-甲基-2-吡咯烷酮，可添加至涂料组合物。可添加聚结剂，以例如确保在可变气氛条件下 膜形成。它们可以是慢蒸发溶剂，在聚合物相中具有一定溶解度。它们也可作为临时增塑 剂，允许在低于系统的玻璃化转变温度的温度下形成膜。在膜形成之后，聚结剂可缓慢扩散 至表面并且蒸发，增加膜的硬度和抗粘着性。
[0052] 在一些实施方式中，一种或多种增塑剂可添加至组合物，以调节油漆膜的拉伸性 质。增塑剂包括，例如，基于葡萄糖的衍生物、基于丙三醇的衍生物、丙二醇、乙二醇、邻苯二 甲酸酯等。
[0053] 根据本公开，油漆可进一步包括一种或多种颜料。术语"颜料"旨在包括但不限于 用作着色剂的颜料化合物，包括白色颜料，以及本领域通常已知作为"不透明剂"和"填充 剂"的成分。颜料可以是任何具体的有机或无机化合物，并且可提供涂料以掩盖对比色背景 的能力（遮盖力）。在一些实施方式中，涂料可进一步包括光催化颜料，比如二氧化钛、氧化 锌、氧化锡、氧化妈、氧化络、赤铁矿、磁铁矿、方铁矿（wilstite)或其任何组合。光催化颜料 可以是平均直径为约〇. 1纳米至约1〇〇纳米的纳米颗粒。这些颜料的光催化性质可源自在 紫外（UV)和近UV辐射的影响下电子从价带至导带的促进。产生的活性电子-空穴对迀移 至这些颜料颗粒的表面，其中穴空氧化吸附的水，以产生活性羟基自由基，并且电子将吸附 的氧还原，以产生超氧化物自由基，二者都可降解粘附至涂料表面的有机化合物和油脂。除 了自清洁性质，油漆中的光催化颜料也可为涂料提供亲水性质。光催化颜料以及香豆酸酯 和/或偶氮苯的存在可提供产生超级亲水性涂料的协同作用。
[0054] 在一些实施方式中，涂料组合物可包括粘合剂。粘合剂可以是有机聚合物粘合剂、 硅氧烷聚合物粘合剂或二者。在最广泛的方面，考虑可采用任何聚合物粘合剂。在一些实 施方式中，聚合物粘合剂是水可分散的聚合物。水可分散的聚合物可包括，例如，下述物质 的聚合物或共聚物：丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、丙烯酸、甲基 丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸-2羟乙酯、2-羟丙基甲基丙烯酸酯、巯乙基甲基丙烯酸酯、 乙烯基甲基丙烯酸酯、苯乙烯、2-丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁基酯、2-乙基己基丙烯酸酯、乙 烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲酸酯、乙酸乙烯酯、乙烯基丙酸酯、乙烯 基丁酸酯、乙烯基己酸酯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、氯氯苯乙烯、苯乙烯磺酸和其组合。 涂料组合物也可包括单一粘合剂或两种或更多种可以是相同类型或不同类型的聚合物粘 合剂的混合物。例如，有机粘合剂可结合基于硅氧烷的粘合剂。无机粘合剂可包括但不限 于碱金属聚硅酸盐，比如聚硅酸钾、聚硅酸钠、聚硅酸锂等。在一些实施方式中，式I或II 的化合物可与本文所述的有机粘合剂分子交联。
[0055] 本公开描述了亲水性涂料组合物，其当施加至基材并且固化时，产生亲水性涂料。 亲水性涂料组合物可以是液体亲水性涂料组合物，比如包括液体介质的溶液或分散体。允 许亲水性涂料制剂施加在表面上的任何液体介质都可满足需要。液体介质的例子是醇类， 如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或各自的异构体和其水性混合物；丙酮；甲基?乙基酮；四氢呋喃； 二氯甲烷；甲苯；和其水性混合物或乳液或水。涂料组合物也可以是乳胶乳液、非水性分散 体或粉末。亲水性涂料组合物可进一步包括这样的组分，其当固化时转化成亲水性涂料并 因此在固化之后保持在亲水性涂料中。如本文所使用，固化指通过任何方法，例如加热、冷 却、干燥、结晶的物理或化学硬化或凝固，或由于化学反应的固化，比如辐射固化或热固化。 在固化的状态下，亲水性涂料制剂中的所有或一部分组分可被交联，例如通过使用UV或电 子束辐射，在所有或一部分组分之间形成共价键。另外，在固化状态，所有或一部分组分可 以是离子结合的，通过偶极-偶极型相互作用结合的，或经范德华力或氢键结合。
[0056] 为了在基材上施加亲水性涂料，可任选地使用底漆，以便促进或提供亲水性涂料 和基材之间的结合。在一些情况下，涂底剂促进亲水性涂料与基材的粘合。可由于共价键 或离子键、氢键或聚合物缠结发生涂底剂和亲水性涂料之间的结合。这些涂底剂可以是基 于溶剂的、水基（乳胶或乳液）或无溶剂的并且可包括直链、支链和/或交联的组分。可使 用的典型的涂底剂包括例如，聚醚砜、聚氨基甲酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚醚、聚烯 烃和其共聚物。亲水性涂料也可不用底漆而施加在基材上。
[0057]涂料可用作装饰涂料、工业涂料、防护涂料、UV-保护涂料、自清洁涂料、抗微生物 涂料或其任何组合。涂料可一般施加至任何基材。涂布的基材可以是制品、物体、交通工具 或结构。尽