[發明專利]以防水和防油聚合物層涂覆表面的方法

有效

• 申請號: 201110299998.6
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102430510A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 莫恩斯·奧爾格阿德
• 申請（專利權）人: 奧迪康有限公司
• 主分類號: B05D5/08
• 分類號: B05D5/08;B05D7/24
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;王智

技術領域

本發明涉及將欲涂覆表面暴露于等離子體而在該表面涂覆防水和防油聚合物層的方法。

該方法特別應用于涂覆便攜式電子裝置的表面，例如通訊裝置或助聽裝置，如助聽器及其元件。包括電子和MEMS-元件的裝置對于水、汗水(特別是汗水中的氨基酸和鹽)、耳垢和油都敏感。這些物質或者通過外殼分界線之間的毛細管效應或者通過轉換器開口進入外殼。疏水和憎油性的表面涂層會減少或防止這些物質遷移入外殼中，并且保護外殼內的元件防止由此的污染。該涂覆方法還可以應用于涂覆其他元件例如織造或非織造纖維、廚房用具、醫療和牙齒處理使用的設備或其他的防油和防水的表面性能將有利的任何產品。

防水和防油的涂層可以通過包括等離子體誘導聚合等的多個流程施覆于裝置的元件上，例如外殼或轉換器或組件，包括電子電路系統。

背景技術

等離子體誘導聚合或等離子體增強化學氣相沉積是已知的表面涂覆技術，由于它慮及了目標的無溶劑涂覆，因而是環保的。

已知脈沖等離子體聚合用于產生排拒液體的聚合物層。例如EP?0988412B1描述了該技術。

US?2009/0318609A1描述了一種連續的等離子體聚合方法，用于在基底上施覆含氮(例如吡啶)涂層，以增強粘合力和生物細胞的生長。

等離子體聚合方法是在單體存在下，通過在氣體中引發等離子體狀態，在低壓氣體中形成活性物質，例如離子和自由基。認為自由電子和單體分子之間的碰撞誘導了單體的聚合過程。通常通過向氣體中施加電場而引發(ignited)等離子體的。該活性物質與它們本身或與單體反應而在暴露于等離子體的固體表面形成聚合物涂層。用于等離子體聚合的等離子體室通過抽氣產生低壓氣體環境。

等離子體聚合發生于通過在受控環境中(例如惰性氣體環境)輝光放電產生的低壓和低溫等離子體中。適于聚合的含有活性元素(elements)的有機單體可以存在于惰性氣體中和/或可以沉積在欲涂覆材料的表面上。通過等離子體誘導的聚合制備的涂層的結果根據很多個變量決定，例如：單體流動速率，系統壓力和放電功率，原料單體的反應性，激發信號的頻率，基底溫度和曝光持續時間。等離子體聚合中的總功率輸入用于產生等離子體和用于裂解單體。等離子體是反應器中氣體電離的直接結果，認為導致聚合的裂解是第二流程。

通過EP?0988412B1中所述的脈沖等離子體聚合法，可以得到水接觸角大于90°的防水和防油的聚合物層。

水接觸角指的是例如預定尺寸的水滴與固體表面接觸的角度θ，如下所示

疏水性表面導致如上所述的水接觸角大于90°。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種在表面上涂覆防水和防油層的有效方法。

根據本發明，該目的是通過在表面上涂覆防水和防油的聚合物層的方法實現的，包括步驟：

-提供帶有表面的基底

-將該表面暴露于連續的(非脈沖)等離子體中，該等離子體是由電路提供的電子HF功率信號引發(ignite)和持續的。

在等離子體產生過程中和/或之前，加入單體化合物作為蒸氣。

在將該表面暴露于該連續等離子體的過程中，等離子體功率(power)從初始的較高等離子體功率降低到最終的較低等離子體功率。最終較低的等離子體功率小于35％的初始較高等離子體功率。實施該方法以將均勻分布的聚合物層施覆于基底表面上，其水接觸角超過110°。

雖然現有技術中脈沖等離子體聚合法通常優于連續的等離子體聚合法，但是發現使用等離子體功率如上所受控的低功率連續等離子體聚合法，可以得到水接觸角大于110°的穩定的流程產生表面涂層。

本發明克服了連續等離子體聚合涂覆法中的已知問題。低等離子體功率將單體化合物聚合成排拒液體的表面涂層。低等離子體功率難以得到。需要一些能量來引燃等離子體。當在其可能的最低功率下引燃連續的等離子體時，該等離子體功率環境將會以不均勻的方式聚合單體化合物。該涂覆的表面不會得到均勻的排拒液體的聚合物層。通常該問題的解決是通過將等離子體信號脈沖化，定期變化等離子體信號的開關。

根據本發明通過在高功率下引燃等離子體，然后經過一段時間降低功率，從而獲得穩定的連續低功率等離子體。在匹配的等離子體電路上的功率環境(setting)將會降低到初始功率的＜15％，不匹配等離子體電路降低到初始功率的＜35％。連續的低功率等離子體會在涂覆法中得到具有穩定的水接觸角大于110°的排拒液體的聚合物表面。

優選的其他處理參數是：