保护涂层制造技术

一种在基材上沉积保护涂层的方法，其中所述保护涂层包含(i)与所述基材接触的防潮层，其包括第一子层、可选的一个或多个中间子层，和最终子层，(ii)无机的机械保护层，和(iii)介于所述防潮层和所述机械保护层之间的梯度层。

Protective coating

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】保护涂层
本专利技术涉及用于基材的保护涂层，基材例如是电气设备或印刷电路板的外壳，并涉及用于制备保护涂层的方法。
技术介绍
很多设备，尤其是例如移动电话之类的电气设备，非常容易受到湿气损坏和机械损坏。这种设备的外壳提供了一些保护以免受这些问题的影响，但是这种保护只是部分的而且外壳往往会随着时间变得受损和没有吸引力。最近，通过等离子体沉积将保形涂层施加到这种电气设备的印刷电路板(printedcircuitboards,PCB)上，以保护它们的有源电子部件免受例如任何水或汗液的进入(参见例如WO2011/104500或WO2013/132250)。虽然这些等离子体沉积的保形涂层是良好的防潮层并且防止水/汗液进入，但它们通常是软的并因此遭受磨损并且具有低机械阻力。因此，这些等离子体沉积的保形涂层不适合在它们会受到机械损坏的情形下使用，因为涂层通常会快速受损(这将阻止它们充当防潮层)并且也无法保护下面的基材免受机械损坏。因此，希望为基材提供保护涂层，该基材例如是电气设备的外壳，该保护涂层充当机械和防潮层，同时不减损设备的美学吸引力。
技术实现思路
本专利技术人惊奇地发现，等离子体沉积可用于制备保护下面的基材免受机械损坏和湿气损坏的涂层。该保护涂层是透明的，因此不会减损下面的基材的美学吸引力。该保护涂层对磨损和撕裂具有弹性，因此可以在基材上长时间保持完整。该保护涂层具有由梯度层分开的防潮层和机械保护层。该机械保护层和梯度层不会阻止防潮层保护基材免受湿气损坏，特别是不会使其脱层或以其他方式停止运作。该机械保护和梯度层同时保护下面的基材和防潮层免受机械损坏。因此，所得到的保护涂层提供了对机械损坏和湿气损坏的有效保护。因此，本专利技术提供一种在基材上沉积保护涂层的方法，其中：所述保护涂层包括(i)与所述基材接触的防潮层，其包括第一子层，可选地一个或多个中间子层，和最终子层，(ii)无机的机械保护层，和(iii)介于所述防潮层和所述机械保护层之间的梯度层；并且所述方法包括：(a)通过前体混合物(A)的等离子体沉积在所述基材上沉积所述防潮层的所述第一子层，所述前体混合物(A)包括有机硅化合物、氟代烃或式(X)化合物；其中：Z1表示C1-C3烷基或C2-C3链烯基；Z2代表氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基；Z3表示氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基；Z4表示氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基；Z5表示氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基；和Z6代表氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基，(b)如果存在，通过前体混合物(B)的等离子体沉积来沉积所述防潮层的所述一个或多个中间子层的每一个，所述前体混合物(B)包括有机硅化合物、氟代烃或式(X)化合物；(c)通过前体混合物(C)的等离子体沉积来沉积所述防潮层的所述最终子层，所述前体混合物(C)包括有机硅化合物、氟代烃或式(X)化合物；(d)通过前体混合物(D)的等离子体沉积在所述防潮层的所述最终子层上沉积所述梯度层，所述前体混合物(D)包括前体混合物(C)和(E)的所述组分；(e)通过前体混合物(E)的等离子体沉积在所述梯度层上沉积所述机械保护层，所述前体混合物(E)包括有机硅化合物。本专利技术还提供了一种具有可通过本专利技术的方法获得的保护涂层的基材。附图说明图1显示了根据本专利技术的保护涂层的横截面，并在下面进一步详细描述。图2显示了最初在实施例1中制备的SiOxHyCz层的FTIR，并证明了其有机特性。图3显示了实施例1中制备的SiOx机械保护层的FTIR，并证明了其无机特性。图4显示了实施例1中制备的SiOx机械保护层的纳米硬度加载/卸载曲线，其纳米硬度为6.3GPa。具体实施方式本专利技术的保护涂层具有(i)与基材接触的防潮层，其包括第一子层，可选地一个或多个中间子层，和最终的子层，(ii)无机的机械保护层，和(iii)介于防潮层和机械保护层之间的梯度层。通过等离子体沉积制备本专利技术的保护涂层的所有层。等离子体沉积工艺存在于本专利技术的保护涂层中的层通过等离子体沉积，通常是前体混合物的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或等离子体增强物理气相沉积(PEPVD)，优选PECVD来制备。等离子体沉积工艺通常在低压下进行，通常为0.001至10毫巴，优选0.01至1毫巴，例如约0.7毫巴。沉积反应在电子设备的外壳表面上原位发生，或者在已经沉积的层的表面上发生。等离子体沉积通常在产生等离子体的反应器中进行，等离子体包括电离的和中性进料气体/前体、离子、电子、原子、自由基和/或其他等离子体产生的中性物质。反应器通常包括腔室、真空系统和一个或多个能量源，然而可以使用配置成产生等离子体的任何合适类型的反应器。能量源可包括配置成将一种或多种气体转化为等离子体的任何合适的装置。优选地，能量源包括加热器、射频(RF)发生器和/或微波发生器。等离子体沉积产生一类独特的不能使用其他技术制备的材料。等离子体沉积的材料具有高度无序的结构并且通常高度交联，含有随机分支并保留一些反应性位点。这些化学和物理上的区别是众所周知的，并且例如在PlasmaPolymerFilms，HynekBiederman，ImperialCollegePress2004和PrinciplesofPlasmaDischargesandMaterialsProcessing，2ndEdition，MichaelA.Lieberman，AlanJ.Lichtenberg，Wiley2005中有所描述。通常，将基材放置在反应器的腔室中，并使用真空系统将腔室泵送至10-3至10毫巴的压力。然后通常将一种或多种气体(以受控的流速)注入腔室中，并且能量源产生稳定的气体等离子体。然后通常将一种或多种前体化合物作为气体和/或蒸气引入腔室中的等离子体相中。或者，可以首先引入前体化合物，然后产生稳定的气体等离子体。当引入等离子体相中时，前体化合物通常被分解(和/或电离)以在等离子体中产生一系列活性物质(即自由基)，这些物质被沉积在基材的暴露表面上并形成层。沉积的材料的确切性质和组成通常取决于下列一个或多个条件：(i)选择的等离子气体；(ii)使用的特定前体化合物；(iii)前体化合物的量[可以综合前体化合物的压力、气体注入方式和流速的来确定]；(iv)前体化合物的比例；(v)前体化合物的序列；(vi)等离子体压力；(vii)等离子体驱动频率；(viii)功率脉冲和脉冲宽度定时(pulsewidthtiming)；(ix)涂布时间；(x)等离子体功率(包括峰值和/或平均等离子体功率)；(xi)腔室电极布置；和/或(xii)进场基材的制备。通常，等离子体驱动频率为1kHz至4GHz。通常，等离子体功率密度为0.001至50W/cm2，优选为0.01W/cm2至0.02W/cm2，例如约0.0175W/cm2。通常，质量流速为5至1000sccm，优选为5至20sccm，例如约10sccm。通常，操作压力为0.001至10毫巴，优选为0.01至1毫巴，例如约0.7毫巴。通常，涂布时间为10秒至>60分钟，例如10秒至60分钟。通过使用更大的等离子体腔室，可以容易地放大等离子体处理。然而，如技术人员将理解的，优选的条件将取决于等离子体腔室的尺寸和几何形状。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在基材上沉积保护涂层的方法，其中：所述保护涂层包括(i)与所述基材接触的防潮层，其包括第一子层，可选地一个或多个中间子层，和最终子层，(ii)无机的机械保护层，和(iii)介于所述防潮层和所述机械保护层之间的梯度层；并且所述方法包括：(a)通过前体混合物(A)的等离子体沉积在所述基材上沉积所述防潮层的所述第一子层，所述前体混合物(A)包括有机硅化合物、氟代烃或式(X)化合物；

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.13 GB 1621177.31.一种在基材上沉积保护涂层的方法，其中：所述保护涂层包括(i)与所述基材接触的防潮层，其包括第一子层，可选地一个或多个中间子层，和最终子层，(ii)无机的机械保护层，和(iii)介于所述防潮层和所述机械保护层之间的梯度层；并且所述方法包括：(a)通过前体混合物(A)的等离子体沉积在所述基材上沉积所述防潮层的所述第一子层，所述前体混合物(A)包括有机硅化合物、氟代烃或式(X)化合物；其中：Z1表示C1-C3烷基或C2-C3链烯基；Z2代表氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基；Z3表示氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基；Z4表示氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基；Z5表示氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基；和Z6代表氢、C1-C3烷基或C2-C3链烯基，(b)如果存在，通过前体混合物(B)的等离子体沉积来沉积所述防潮层的所述一个或多个中间子层的每一个，所述前体混合物(B)包括有机硅化合物、氟代烃或式(X)化合物；(c)通过前体混合物(C)的等离子体沉积来沉积所述防潮层的所述最终子层，所述前体混合物(C)包括有机硅化合物、氟代烃或式(X)化合物；(d)通过前体混合物(D)的等离子体沉积在所述防潮层的所述最终子层上沉积所述梯度层，所述前体混合物(D)包括前体混合物(C)和(E)的所述组分；(e)通过前体混合物(E)的等离子体沉积在所述梯度层上沉积所述机械保护层，所述前体混合物(E)包括有机硅化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述等离子体沉积为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述等离子体沉积在0.001至10毫巴的压力下发生。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中可存在于所述前体混合物(A)至(E)中的任一种中的所述有机硅化合物独立地选自六甲基二硅氧烷(HMDSO)、四甲基二硅氧烷(TMDSO)、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷(DVTMDSO)、六乙烯基二硅氧烷(HVDSO)烯丙基三甲基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷(ATMOS)、正硅酸乙酯(TEOS)、三甲基硅烷(TMS)、三异丙基硅烷(TiPS)、三乙烯基三甲基环三硅氧烷(V3D3)、四乙烯基四甲基环四硅氧烷(V4D4)、四甲基环四硅氧烷(TMCS)、八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDSN)、2,4,6-三甲基-2,4,6-三乙烯基环状三硅氮烷、二甲氨基三甲基硅烷(DMATMS)、双(二甲氨基)二甲基硅烷(BDMADMS)和三(二甲氨基)甲基硅烷(TDMAMS)。5.根据权利要求4所述的方法，其中可存在于所述前体混合物(A)至(E)中的任一种中的所述有机硅化合物独立地选自六...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙林达·维克拉姆·辛格，吉安弗兰可·阿拉斯塔，安德鲁·西蒙·霍尔·布鲁克斯，希奥布翰·玛丽·伍拉德，加雷思·亨尼根，
申请(专利权)人：赛姆布兰特有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB