疏水性表面涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一疏水性表面涂层及其制备方法，其中所述疏水性表面涂层以一种或多种氟化醇化合物为反应气体原料，通过等离子体增强化学气相沉积方法在一基体表面形成，所述氟化醇化合物具有结构式：OH‑C

Hydrophobic surface coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
疏水性表面涂层及其制备方法
本专利技术涉及表面涂层领域，更进一步，涉及一通过等离子体增强化学气相沉积方法形成疏水性表面涂层。
技术介绍
随着科技水平的提高，市场规模的扩大，防水处理可应用于不同的表面，例如：金属、印刷电路板(PCB板)、织物、电子器件等，赋予其性能以防止表面免受水、液体、雨淋等破坏，延长使用寿命，减少额外成本。能达到此类防水效果所用的单体材料最多是氟碳材料。氟碳材料由于低表面能、牢固的共价键、锯齿形碳链结构以及螺旋形构象，在界面可形成一种负电荷保护，常被应用于在纺织、军工、电子等领域。目前应用最多的氟碳材料是长Rf(氟碳链长数≥8)的全氟丙烯酸酯类，中国专利CN101370975A公开了一种新型产品，选择全氟丙烯酸酯类单体在衣服等织物表面形成聚合物涂层，优选的是丙烯酸1H,1H,2H,2H-十七氟癸酯。虽然长Rf的全氟丙烯酸酯类材料可以赋予不同表面优异的性能，但由于原材料的限制，全氟丙烯酸酯类氟碳材料主要集中于少数地区，同时其主要通过氟化醇与丙烯酸等经过一系列合成而得，过程繁琐，使得生产成本较高。另一方面，相比全氟丙烯酸酯类氟碳材料，萤石储量较为丰富，其次是制冷剂行业特别是四氟乙烯、六氟丙烯裂解技术和HFC-134a合成技术的发展，从而使氟化醇的原料成本迅速降低，生产方法得到优化，增强了氟化醇产品在世界市场的竞争力，形成了较为完整的氟化醇产业链。这将可以解决一定的经济成本问题。等离子体化学气相沉积技术已广泛用于在不同表面形成聚合物涂层以保护表面免受损坏。该技术利用等离子体激活反应气体，在基材存在时进行此步骤，等离子区化合物基团在基材表面或近表面聚合。该技术被认为是相对湿化学法而言是干式成膜工艺，沉积的薄膜与基材粘结性好，涂层结构设计容易，普适性好。形成的聚合物涂层性质与单体性质、基材以及镀膜条件有关。进一步，表面涂层的性能不仅与涂层本身的材料以及形成方式有关，而且与基体本身的性质相关。同样的表面涂层附着于不同基材可能会体现出不同的性能，而对于同一种基材，可能存在更适合的表面涂层。玻璃基板是目前被广泛应用的一种材料，比如智能手机、平板电脑等各种电子设备显示屏幕，而为了改善玻璃本身的性能，通常都需要在加工过程中在表面形成涂层，但是在目前的涂层材料中，大部分涂层材料都是能够被应用于多种基材的材料，比较少针对特别基材，如玻璃基板的涂层，从而使得涂层材料本身的性能表现存在一定的限制，且玻璃基板的性能的优化也存在局限。
技术实现思路
本专利技术的一个优势在于提供一疏水性表面涂层及其制备方法，其以氟化醇化合物代替全氟丙烯酸酯类氟碳材料，减少经济成本。本专利技术的另一个优势在于提供一疏水性表面涂层及其制备方法，其由一种或多种氟化醇化合物通过等离子体增强化学气相沉积方法形成，制造过程简化。本专利技术的另一个优势在于提供一疏水性表面涂层及其制备方法，其中由氟化醇化合物在基体表面形成的表面涂层具有良好的疏水性能。本专利技术的另一个优势在于提供一疏水性表面涂层及其制备方法，其中所述疏水性表面涂层更适于被沉积于玻璃基体的表面，改善玻璃基体的表面性能。本专利技术的另一个优势在于提供一疏水性表面涂层及其制备方法，其利用所述疏水性表面涂层的材料特征与玻璃基板的材料特征相配合，从而使得所述疏水性表面涂层与玻璃基板结合时整体性能更优。本专利技术的另一个优势在于提供一疏水性表面涂层及其制备方法，其通过加入交联剂，使得气体原料直接在聚合沉积过程中交联，致密性高，力学性能较好，节省了大规模生产过程中的热退火处理工序以及由此产生的费用。本专利技术的另一个优势在于提供一疏水性表面涂层及其制备方法，其中疏水性表面涂层具有优良的疏水性、透光率和耐磨性能。本专利技术的另一个优势在于提供一疏水性表面涂层及其制备方法，其通过氟化醇化合物与一交联剂结合沉积于基体的表面，使得疏水性表面涂层与基体的结合性能更强，更牢固。为了实现以上至少一个优势，本专利技术提供一疏水性表面涂层，其以一种或多种氟化醇化合物为反应气体原料，通过等离子体增强化学气相沉积方法在一基体表面形成，所述氟化醇化合物具有结构式：OH-CnHmF2n+1-m，其中n＞m+1。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层，其中所述氟化醇化合物选自组合：全氟己基乙醇、全氟丁基乙醇、全氟丁基丙醇、全氟己基丙醇、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一碳氟-己-1-醇、3-(二氟甲基)-2,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-丁-1-醇中的一种或多种中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层，其中所述反应气体原料中还包括一交联剂，所述交联剂具有如下结构式：其中R1、R2、R3、R5、R6、R7选自氢、烷基、芳基、卤素、卤代烷基、卤代芳基；j、k为0-10的整数且不能同时为0；R4是键、-CO-、-COO-、芳亚基、脂环烷亚基、羟基取代的脂肪烷基亚基。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层，其中所述反应气体原料中还包括一交联剂，所述交联剂是含有酯基、醚、环氧基、氰基的多官能团化合物。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层，其中所述反应气体原料中还包括一交联剂，所述交联剂选自组合：甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基乙烯基二甲氧基硅烷、恩布酯中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层，其中在制备所述疏水性表面涂层时，先通入一等离子体源气体，用于激活所述反应气体原料的化学沉积反应。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层，其中所述等离子体源气体选自：惰性气体中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层，其中所述基体是玻璃基板。本专利技术的另一方面提供一疏水性表面涂层的制备方法，其包括步骤：向一等离子体装置的反应腔室中通入一种或多种氟化醇化合物反应气体原料，在所述等离子体装置中的一基体表面进行等离子体增强化学气相沉积形成疏水性表面涂层，所述氟化醇化合物具有结构式：OH-CnHmF2n+1-m，其中n＞m+1。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层的制备方法，其中所述氟化醇化合物选自组合：全氟己基乙醇、全氟丁基乙醇、全氟丁基丙醇、全氟己基丙醇、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一碳氟-己-1-醇、3-(二氟甲基)-2,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-丁-1-醇中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层的制备方法，其中还包括步骤：在所述等离子体装置中通入一交联剂，以沉积形成所述疏水性表面涂层，所述交联剂具有如下结构式：其中R1、R2、R3、R5、R6、R7选自氢、烷基、芳基、卤素、卤代烷基、卤代芳基；j、k为0-10的整数且不能同时为0；R4是键、-CO-、-COO-、芳亚基、脂环烷亚基、羟基取代的脂肪烷基亚基。根据本专利技术的一个实施例所述的疏水性表面涂层的制备方法，其中还包括步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一疏水性表面涂层，其特征在于，其以一种或多种氟化醇化合物为反应气体原料，通过等离子体增强化学气相沉积方法在一基体表面形成，所述氟化醇化合物具有结构式：OH-C

【技术特征摘要】
1.一疏水性表面涂层，其特征在于，其以一种或多种氟化醇化合物为反应气体原料，通过等离子体增强化学气相沉积方法在一基体表面形成，所述氟化醇化合物具有结构式：OH-CnHmF2n+1-m，其中n＞m+1。


2.根据权利要求1所述的疏水性表面涂层，其中所述氟化醇化合物选自组合：全氟己基乙醇、全氟丁基乙醇、全氟丁基丙醇、全氟己基丙醇、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一碳氟-己-1-醇、3-(二氟甲基)-2,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-丁-1-醇中的一种或多种中的一种或多种。


3.根据权利要求1-2任一所述的疏水性表面涂层，其中所述反应气体原料中还包括一交联剂，所述交联剂具有如下结构式：



其中R1、R2、R3、R5、R6、R7选自氢、烷基、芳基、卤素、卤代烷基、卤代芳基；j、k为0-10的整数且不能同时为0；R4是键、-CO-、-COO-、芳亚基、脂环烷亚基、羟基取代的脂肪烷基亚基。


4.根据权利要求1-2任一所述的疏水性表面涂层，其中所述反应气体原料中还包括一交联剂，所述交联剂是含有酯基、醚、环氧基、氰基的多官能团化合物。


5.根据权利要求1-2任一所述的疏水性表面涂层，其中所述反应气体原料中还包括一交联剂，所述交联剂选自组合：甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基乙烯基二甲氧基硅烷、恩布酯中的一种或多种。


6.根据权利要求1-2任一所述的疏水性表面涂层，其中在制备所述疏水性表面涂层时，先通入一等离子体源气体，用于激活所述反应气体原料的化学沉积反应。


7.根据权利要求6所述的疏水性表面涂层，其中所述等离子体源气体选自：惰性气体中的一种或多种。


8.根据权利要求1-2任一所述的疏水性表面涂层，其中所述基体是玻璃基板。


9.一疏水性表面涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：向一等离子体装置的反应腔室中通入一种或多种氟化醇化合物反应气体原料，在所述等离子体装置中的一基体表面进行等离子体增强化学气相沉积形成疏水性表面涂层，所述氟化醇化合物具有结构式：OH-CnHmF2n+1-m，其中n＞m+1。


10.根据权利要求9所述的疏水性表面涂层的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗坚，康必显，代莹静，
申请(专利权)人：江苏菲沃泰纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32