一种防指纹纳米涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种防指纹纳米涂层及其制备方法和应用，属于保护膜技术领域。本发明专利技术将有机氟源的溶液进行凝胶化形成微米或亚微米级尺寸的凝胶，在凝胶辅助化学气相沉积过程中，凝胶分布于载气介质中形成气溶胶，气溶胶在基底表面上被吸附和沉积，形成均匀性好的防指纹纳米涂层。而且，有机氟聚合物中C

【技术实现步骤摘要】
一种防指纹纳米涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及保护膜
，具体涉及一种防指纹纳米涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着现在社会飞速发展，方便舒适的触摸屏在医疗、工业控制设备、电视机、ATM以及智能手机、平板电脑等便携式电子产品中的应用日益广泛。电子产品在使用过程中，手指的触碰和滑动容易在触摸屏表面残留指纹和划痕，影响正常使用。触摸屏的生产除了满足消费者对于功能，外观这类的基础需求外，产品的触感与附加功能，如防水、防指纹及耐磨性能也需要关注和研究。
[0003]目前，防指纹薄膜制备方法主要有磁控溅射法、湿法涂布、浸渍提拉法法和化学沉积法。其中，湿法涂布和浸渍提拉法制备的薄膜需二次高温固化或光固化，操作复杂，磁控溅射法需要在高真空条件下进行，制备条件苛刻。其中，化学沉积法具有操作简单的特点，应用广泛。例如，中国专利CN104464119A公开了一种防指纹残留的POS机的制备方法，包括以下步骤：将清洁POS机的输入键盘基材的表面，将道康宁2634涂料和POS机的输入键盘基材放入气相沉积反应室中，调整气相沉积反应室的温度为500～1000℃，反应时间为60s，压力为0.01Pa。然而，上述气相沉积法得到的薄膜的均匀性较差，影响防指纹薄膜的疏水性能。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种防指纹纳米涂层及其制备方法和应用，本专利技术提供的制备方法制备的防指纹纳米涂层的均匀性好，疏水性优异。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种防指纹纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将有机氟源的溶液进行凝胶化，得到凝胶；所述凝胶的粒径为微米级和/或亚微米级；
[0008]将所述凝胶在基底表面进行凝胶辅助化学气相沉积，在所述基底表面得到防指纹纳米涂层。
[0009]优选的，所述有机氟源的溶液中的有机氟源包括全氟聚醚GBO
‑
103、全氟聚醚YR
‑
1800、三甲氧基(1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸基)硅烷、氟化液FC
‑
70和1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三氯硅烷中的一种或多种；
[0010]所述有机氟源的溶液中的溶剂包括甲苯、四氢呋喃、N,N
‑
二甲基甲酰胺和无水乙醇的一种或几种。
[0011]优选的，所述有机氟源的溶液的浓度为0.02～1mol/L。
[0012]优选的，所述凝胶化在超声雾化器中进行；所述超声雾化器的输入功率为10～60W，工作频率为1～2MHz，时间为30～120min。
[0013]优选的，所述凝胶辅助化学气相沉积的条件包括：载气的流量为0.1～2.5L/min，温度为300～550℃，时间为30～120min；所述载气包括氮气、氩气或氦气。
[0014]所述凝胶在载气的流动下通过层流挡板呈层流状运至反应室进行凝胶辅助化学气相沉积。
[0015]优选的，所述基底的材质包括玻璃、石英、硅片或金属。
[0016]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法得到的防指纹纳米涂层。
[0017]优选的，所述防指纹纳米涂层的厚度为50～300nm。
[0018]本专利技术提供了上述技术方案所述的防指纹纳米涂层在触摸屏或金属制品保护膜中的应用。
[0019]本专利技术提供了一种防指纹纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：将有机氟源的溶液进行凝胶化，得到凝胶；所述凝胶的粒径为微米级和/或亚微米级；将所述凝胶在基底表面进行凝胶辅助化学气相沉积，在所述基底表面得到防指纹纳米涂层。在本专利技术中，气凝胶辅助化学气相沉积的原理为：将有机氟源的溶液进行凝胶化形成微米或亚微米级尺寸的凝胶，在凝胶辅助化学气相沉积过程中，凝胶分布于载气介质中形成气溶胶，气溶胶分散均匀性高，在反应腔中经过一系列的物理化学过程，最终在加热的基底表面上被吸附和沉积形成均匀性好的防指纹纳米涂层。而且，有机氟聚合物中C
‑
F键键能高，结合力强，同时含氟基团表面能低，因此，防指纹纳米涂层具有优异的疏水性能，防水、防油污、防指纹和易清洁的特点；防指纹纳米涂层为透明膜，透光率高；而且，防指纹纳米涂层中的氟硅烷含有水解活性的末端官能团，可以与衬底上的羟基(
‑
OH)发生缩合反应，提高结合力、耐久性和耐磨性。而且，本专利技术提供的制备方法，操作简单、成本低，不需要昂贵的实验仪器设备，易于大规模生产。
[0020]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法得到的防指纹纳米涂层。本专利技术提供的防指纹纳米涂层外观全透明，对可见光、紫外光和红外光有高的透过率。防指纹纳米涂层具有含有长链含氟基团，能使基底表面具有较大的接触角，保证其优秀的防水，防油污功能，达到防指纹，易清洁的效果，在触摸屏以及金属制品保护膜方面具有很好的应用前景。此外，本专利技术所制备的防指纹薄膜镀层具有良好的耐摩擦性能。如实施例测试结果所示，本专利技术提供的防指纹纳米涂层的紫外光透光率≥87.2％，可见光透光率≥84.5％，红外光透光率≥83.3％，与水的静态接触角为95～121
°
，用负重500g的钢丝绒来回擦拭膜表面2000次无划伤。
附图说明
[0021]图1为凝胶辅助化学气相沉积装置结构示意图；
[0022]图2为实施例6制备的含氟薄膜的表面和截面扫描电镜图；
[0023]图3为实施例6制备的含氟薄膜的耐油墨性测试图：左图为书写情况，右图为一次擦拭情况；
[0024]图4为实施例6制备的含氟薄膜的耐指纹性测试图：左图为附着情况，右图为一次擦拭情况。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种防指纹纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0026]将有机氟源的溶液进行凝胶化，得到凝胶；所述凝胶的粒径为微米级和/或亚微米级；
[0027]将所述凝胶在基底表面进行凝胶辅助化学气相沉积，在所述基底表面得到防指纹纳米涂层。
[0028]在本专利技术中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0029]本专利技术将有机氟源的溶液进行凝胶化，得到凝胶；所述凝胶的粒径为微米级和/或亚微米级。
[0030]在本专利技术中，所述有机氟源的溶液优选由有机氟源与溶剂混合得到。在本专利技术中，所述有机氟源优选包括全氟聚醚GBO
‑
103、全氟聚醚YR
‑
1800、三甲氧基(1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸基)硅烷、氟化液FC
‑
70和1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三氯硅烷中的一种或多种，更优选包括全氟聚醚GBO
‑
103、全氟聚醚YR
‑
1800、三甲氧基(1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸基)硅烷、氟化液FC
‑
70或1H本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防指纹纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：将有机氟源的溶液进行凝胶化，得到凝胶；所述凝胶的粒径为微米级和/或亚微米级；将所述凝胶在基底表面进行凝胶辅助化学气相沉积，在所述基底表面得到防指纹纳米涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机氟源包括全氟聚醚GBO
‑
103、全氟聚醚YR
‑
1800、三甲氧基(1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸基)硅烷、氟化液FC
‑
70和1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三氯硅烷中的一种或多种；所述有机氟源的溶液中的溶剂包括甲苯、四氢呋喃、N,N
‑
二甲基甲酰胺和无水乙醇的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述有机氟源的溶液的浓度为0.02～1mol/L。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张霞，周璇，周峰，王晓波，刘维民，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：