[發明專利]疏水涂層和使用原子或分子沉積制備疏水和疏油涂層的方法

在審

• 申請號: 201980033029.0
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN112368119A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: C·歌朋;D·希格斯;M·葛洛內;R·霍爾
• 申請（專利權）人: ALD納米解決方案股份有限公司
• 主分類號: B28B11/04
• 分類號: B28B11/04;B05D7/00;C03C17/28;C08J7/04;C09D5/00;C23C16/44;C23C22/34
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝;樂洪詠

本發明提供了涂覆有烴或氟碳層的基材。所述涂覆基材具有優良的特性，諸如改進的疏水性和/或疏油性。還公開了使用原子層沉積(ALD)和/或分子層沉積(MLD)在基材上制備涂層的方法。

相關申請

本申請要求2018年4月9日提交的美國臨時專利申請序列號62/655,171；2018年10月8日提交的美國臨時專利申請序列號62/742,911；和2018年12月20日提交的美國臨時專利申請序列號62/783,126的優先權，這些臨時專利申請并入本文，如同全文復制一樣。

發明內容

在一個方面，本發明提供了一種制備涂覆基材的方法，所述方法包括：提供基材；將基材暴露于反應物A；去除任何過量的反應物A，留下由反應物A改性的表面；在去除步驟之后，將基材暴露于反應物B，所述反應物B鍵合到反應物A改性的表面；其中反應物B包括烴或氟碳部分；去除任何過量的反應物B；其中將基材暴露于反應物A到步驟去除任何過量的反應物B的步驟構成一個循環；進行2至100個、優選5至100個循環，以形成涂覆基材；以及在循環之后，使涂覆基材與疏水、優選氟化的末端基團反應。

在一些優選的實施方案中，本發明的特征還在于以下特征中的一個或任何組合：其中基材具有微結構表面；還包括在將基材暴露于反應物A的步驟之前，使基材的表面與表面引發劑反應；還包括在去除任何過量的反應物B的步驟之后，將基材暴露于反應物C，所述反應物C鍵合到反應物B改性的表面；其中反應物C包括烴或氟碳部分；其中反應物A包括二異氰酸酯、二丙酸酯或二羧酸，并且反應物B包括二醇、胺醇或二胺；其中反應物A與反應物B的反應包括：異氰酸酯與醇、異氰酸酯與胺、胺丙烯酸酯(amine-acrylate-ester)與環氧樹脂、金屬氯化物與醇、酸酐與胺、胺與酰氯、醇與酰氯或烯烴與硫醇；其中反應物A包括金屬氯化物、二烷基鋅、金屬醇鹽、烷基金屬(包括直鏈或支鏈烷基和復合物(例如環戊二烯基化合物)、金屬乙酸鹽、金屬羧酸鹽和羰基金屬及其組合；其中基材包括玻璃板，并且反應物A與反應物B的反應包括的每個循環的質量增益為10至500ng/cm²或10至300ng/cm²；其中反應物A包括二異氰酸酯并且反應物B包括二胺，并且在基材表面上形成聚脲；其中封端基團包括與異氰酸酯反應的胺；其中在將基材暴露于反應物A之前，通過與氨基烷氧基硅烷反應來激活基材表面。

在另一個方面，本發明提供了一種制備涂覆有一個或多個疏水和/或疏油層的基材的方法，所述方法包括：提供基材，所述基材包括包含金屬氧化物和表面羥基或其他化學官能團的表面；在分子層沉積(MLD)工藝中，以順序方式使基材與第一反應物(反應物A)反應，之后與第二反應物(反應物B)反應，以產生具有交替的鍵合反應物A部分和反應物B部分的MLD層；以及使MLD層與疏水封端劑反應。優選地，方法還包括形成包含多孔氧化鋁的層和/或本文提及的任何其他工藝步驟。

在優選的實施方案中，方法的特征還可在于以下中的一項或任何組合：其中包括包含金屬氧化物和表面羥基或其他化學官能團的表面的基材是通過包括蝕刻玻璃板表面的步驟制成的；玻璃板也可具有在MLD之前蝕刻的金屬氧化物層或有機無機雜化層，以形成疏水涂層；可例如通過浸入液態水中、暴露于臭氧中、暴露于含氧環境或無氧環境中300℃至1300℃的溫度或在存在蒸汽下的等離子體蝕刻來進行蝕刻；在玻璃基材和MLD層之間形成多孔氧化鋁層；其中MLD層由與第一反應物(反應物A)和第二反應物(反應物B)反應的至少2個循環制成；其中MLD循環通常通過與氣態反應物A反應、排空以去除過量的反應物A、隨后與氣態反應物B反應并排空以去除過量的反應物B來進行。