[發(fā)明專利]防水膜層及其制備方法、應(yīng)用和產(chǎn)品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010419173.2
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111621208B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗堅(jiān);康必顯
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇菲沃泰納米科技股份有限公司
• 主分類號: C09D133/16
• 分類號: C09D133/16;C09D127/12;C09D5/00;C23C16/513
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

防水膜層及其制備方法、應(yīng)用和產(chǎn)品，其中所述防水膜層以一種或者是多種具有通式(I)所示的化合物通過等離子化學(xué)氣相沉積方法在一基材表面形成，其中R₁和R₂分別獨(dú)立地選自氫、烷基、鹵素、鹵代烷基或者是芳基，其中R₁、R₂、R₃中的至少一個是鹵素，其中R₄是基團(tuán)?C(O)O(CH₂)_nC_mF_2m+1；或者R₄是基團(tuán)?O?C(O)?(CH₂)_iC_mF_2m+1；或者是R₄是基團(tuán)?(CH₂)_xC_mF_2m+1，其中n、i或者x分別是1～8的整數(shù)，m是1～12的整數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面改性的膜層，尤其是涉及到用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法形成的防水膜層及其制備方法、應(yīng)用和產(chǎn)品。

背景技術(shù)

通過在基材表面形成膜層來實(shí)現(xiàn)對于基材表面改性是一種常用的技術(shù)，比如說，通過膜層來提高基材表面的導(dǎo)電性能、防油或者是防水性能等。

等離子化學(xué)氣相沉積(plasma chemical vapor deposition,PCVD)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普遍地被應(yīng)用于將聚合物膜層沉積到基材的表面，其是利用等離子激活反應(yīng)氣體，促進(jìn)反應(yīng)氣體在基材表面或者是近表面空間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成固態(tài)膜層的技術(shù)。

氟碳材料中的氟原子的低極化率和強(qiáng)電負(fù)性賦予了氟碳聚合物許多獨(dú)特的性能，比如說高疏水疏油性，耐化學(xué)試劑腐蝕性，因此氟碳材料被廣泛地應(yīng)用于建筑涂料、紡織工業(yè)、軍工領(lǐng)域的表面改性。

然而令人滿意的防水氟碳化合物的等離子體聚合并不是那么容易實(shí)現(xiàn)的，在專利CN1190545中報道了通過等離子化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備的一類不飽和氟碳化合物，這一系列化合物中的全氟烷基碳原子的數(shù)目可以是6～12個。結(jié)合其他研究可知，氟碳化合物的疏水性和其全氟碳鏈的長度密切相關(guān)。目前被廣泛應(yīng)用的防水氟碳化合物是化合物中的全氟烷基碳原子數(shù)達(dá)到8以上的氟碳材料。原因之一在于當(dāng)氟碳化合物中的全氟烷基碳原子數(shù)量在8以下，比如說6時，防水性能就會明顯下降，難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。專利文件CN102471405B中也揭露了氟碳聚合物中的單體全氟烷基碳數(shù)為6以下時，疏水性和疏油性能顯著降低。一般認(rèn)為這是由于碳數(shù)6以下的全氟烷基無法形成如碳數(shù)為8以上時的結(jié)晶結(jié)構(gòu)而造成的。

而基于對于專利CN1190545揭露的這類不飽和氟碳化合物的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氟碳化合物碳原子數(shù)目為6時，其防水性能就明顯下降，并且防水性能并不穩(wěn)定。

另一方面，長碳鏈全氟烷基的大量使用往往產(chǎn)生類似于PFOA、PFOS等對環(huán)境有害且難降解的有機(jī)物。2003年起，USEPA提出PFOA及其鹽類的暴露會導(dǎo)致人體健康的發(fā)展和其他方面產(chǎn)生不利影響，歐洲在美國的影響下，根據(jù)歐盟2004/1935/EC指令下的一般安全標(biāo)準(zhǔn)(與食品接觸的材料和物質(zhì)的決議)，PFOA也被禁止使用；2017年6月14日，歐盟在其官方公報上發(fā)布(EU)2017/1000，新增REACH法規(guī)附件XVII第68項(xiàng)關(guān)于全氟辛酸(PFOA)的限制條款，正式將PFOA及其鹽類和相關(guān)物質(zhì)納入REACH法規(guī)限制清單。早在2002年12月，OECD召開的第34次化學(xué)品委員會聯(lián)合會議上將PFOS定義為持久存在于環(huán)境、具有生物儲蓄性并對人類有害的物質(zhì)。這些規(guī)定對獲得良好納米防護(hù)涂層產(chǎn)生了技術(shù)上的挑戰(zhàn)。

因此，需要開發(fā)新的，能夠通過等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)在基材表面形成膜層的氟碳材料，尤其是，在全氟烷基碳原子數(shù)不大于8時還可以保持穩(wěn)定防水性能的氟碳材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個優(yōu)勢在于提供一防水膜層及其制備方法和產(chǎn)品，其中所述防水膜層通過氟碳材料以等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備而成并且具有良好的防水性能。