[發明專利]在基底上施加涂層；通過施加涂層形成的復合結構

在審

• 申請號: 201580053634.6
• 申請日: 2015-09-01
• 公開（公告）號: CN107107096A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 廉盛雄
• 申請（專利權）人: 廉盛雄
• 主分類號: B05D1/12
• 分類號: B05D1/12;B05D5/02;C03C17/23
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 宋融冰

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年9月2日提交的申請號為62/044,888、2014年11月6日提交的申請號為62/079,388和2014年12月9日提交的申請號為62/089,768的美國臨時專利申請的優先權。

發明背景

1、技術領域

本公開涉及將涂層施加到基底上的方法和通過將涂層施加到基底上形成的涂覆的復合結構。更具體地，本公開涉及在基底(如非結晶基底)上提供涂層(包括結晶涂層)，以及由此形成的具有所需性能的涂覆的復合結構。

2、現有技術的描述

目前，熱噴涂工藝在商業基礎上被廣泛使用。許多熱噴涂工藝的典型特征在于使用非常高的熱能通過快速相變過程將具有高熔點的金屬材料噴涂在基材上。根據可能的熱噴涂工藝，在將操作工藝條件優化時，可以提供具有幾微米(μm)至幾毫米(mm)范圍內的厚度的涂層，并且在噴涂過程中，可以通過使用多種基材來實現3D涂覆。因此，熱噴涂工藝可以在需要耐化學性和耐磨性的涂覆材料中表現出高可靠性，并且被廣泛應用于包括航空航天、半導體和機械船舶工業的各種領域。

具有包括觸摸屏顯示器在內的顯示器的電子設備的普及和豐富導致了對于輕便且耐用的外殼和顯示器的需求。大猩猩玻璃(GORILLA GLASS)是一種鋼化玻璃基底，被用作許多電子設備中的顯示器，其堅韌且相對耐刮擦。藍寶石玻璃正在被開發用于電子和其它設備的顯示器中，其具有所需的硬度、清晰度和耐刮擦性能，但難以被大規模并以具有吸引力的價格生產。

本公開涉及涂覆方法、材料和基底，以及通過涂覆各種基底提供的復合材料。這些方法、材料、基底和復合材料提供了包括以下的一個以上期望的特性：清晰度、高透明度、增強的疏水功能、硬度、相對低的重量和低成本。

發明內容

本公開提供了用于施加到多種類型的基底上的具有多種組合物的涂層，以及將這些涂層施加到多種基底上以產生復合結構的方法。在一些實施方案中，本文公開的方法和組合物可以在基本上透明的基底上提供基本上透明的涂層，以產生具有高透光率和改善的耐刮擦性或硬度的基本上透明的復合結構。施加到復合結構上的涂層，如本文所制備和描述的，還可以提供疏油性，從而提供改善的抗指紋和抗污特性。在一些實施方案中，與下層的基底的表面接觸角和/或平均表面粗糙度相比，本文制備和描述的復合結構的表面具有增加的表面接觸角和/或增加的平均表面粗糙度。在一些實施方案中，涂層的施加可以使基底的彎曲現象最小化。通常，本文所述的涂層提供了以下性質中的至少一種：納米尺寸的表面粗糙度；增強的疏水功能；高透明度、高硬度和高透光率。

根據本公開的一個方面，提供了一種用于涂覆基底的方法，其包括：將平均粒徑為1μm以下的涂覆顆粒與輸送氣體混合；將所述涂覆顆粒和輸送氣體輸送到包括噴嘴的涂布器；并在低壓或部分真空環境下將涂覆顆粒噴涂在基底上，同時對基底施加機械沖擊，以在基底上提供平均粒徑為100nm以下的涂層。涂覆方法可以在通常環境溫度下進行。

在一些實施方案中，涂層具有低于10微米的厚度；在一些實施方案中，涂層具有低于5微米的厚度。在一些實施方案中，涂層具有1000nm以下的厚度。在一些實施方案中，涂層具有100nm以下的平均粒徑。

在一些實施方案中，與基底的硬度相比，由施加了涂層的基底組成的復合結構的硬度有所增加。在一些實施方案中，復合結構的硬度比基底的硬度高1.2倍；在一些實施方案中，復合基底的硬度比基底的硬度高1.5倍。在一些實施方案中，復合結構的硬度比基底的硬度高2倍。

在一些實施方案中，基底基本上是透明的，并且包括施加了涂層的基底的復合結構的透光率為基本透明的基底的透光率的至少85％。在一些實施方案中，復合結構的透光率為基本透明的基底的透光率的至少95％。

在一些實施方案中，由施加了涂層的基底組成的復合結構具有比基底更高的耐刮擦性。在一些實施方案中，通過施加如本文所述的涂層來減少基底的彎曲現象。關于涂層的組成、基底的組成、涂覆方法和涂覆的基底的性能的其它信息和細節在下面提供。

附圖說明

通過參照附圖描述本發明的各種實施方案，本發明的上述和其它特征和優點將變得更加清楚，其中：

圖1為說明用于形成根據本公開實施方案的透明復合結構的裝置的示意圖；

圖2為說明根據本公開的實施方案的透明復合結構的形成方法的流程圖；