CN102137722A - 疏水疏油涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了方法(100)，该方法包括将第一硅烷沉积到表面(106)上和将第二硅烷沉积到第一硅烷(114)上，所述第一硅烷包括官能性连接基团和硅烷基团，且所述第二硅烷包括疏水性脂族基团和硅烷基团。本发明还公开了基于上述方法的组合物和助听装置。

Description

疏水疏油涂层及其制备方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2006年10月3日提交的美国临时申请第60/849,233号的优先权权益，该申请的内容以引用的方式全部引入。
背景技术
许多聚合物/塑料材料具有理想的整体特性，例如低密度、低成本、良好的强度和易处理性，这使得它们可以成为许多生活消费品和消费设备的整体构件。不过，对于特定用途而言，具有理想整体特性的许多塑料品在表面特性诸如例如耐磨损性和润湿性等方面有所欠缺。因此，理想的是在聚合物/塑料上进行涂层以修饰其表面，从而使其有利的整体特性能够用于各种用途。
在许多情况中，许多设备被设计为防止水进入该设备的内部从而维持适当的功能性。制造商常常设计用于如下环境的设备，即水或其它液体材料可能会与设备和设备构件相接触。设备和设备构件可具有各种防护罩以保护设备和构件的内部。防护罩往往由多个部分构成，结果造成各种接缝和开口，这些接缝和开口可能会使得内部受到液体的损害。许多设备还需要在防护罩内有小的开口或空隙，从而允许空气或其它气体在设备的内部和外部间自由流动，同时防止液体穿过该防护罩。例如，用于为电子装置供电的电池容易受到水分的损害，但又需要外部氧源来工作。另外，设备可能含有液体材料，所述液体材料需要在该设备内容纳一段较长时间，直至该液体被分配。例如，喷墨墨盒常常含有在该墨盒中容纳较长时间的液体墨水溶液。
发明内容
根据至少一个实施方式，一种方法可包括将第一硅烷沉积到表面上和将第二硅烷沉积到第一硅烷上，所述第一硅烷包括官能性连接基团和硅烷基团，且所述第二硅烷包括疏水性脂族基团和硅烷基团。
在特定实施方式中，一种组合物可包括下述物质的反应产物：包括羟基基团的基材、包括官能性连接基团和硅烷基团的第一硅烷、以及包括疏水性脂族基团和硅烷基团的第二硅烷。
在各种实施方式中，一种涂层组合物可包括与表面结合的第一硅烷和通过硅氧烷键与第一硅烷结合的第二硅烷，所述第一硅烷包括硅烷基团，且所述第二硅烷包括疏水性脂族基团。
在特定实施方式中，一种制品可包括具有表面的第一部分、与第一部分的表面结合的第一硅烷、以及通过硅氧烷键与第一硅烷结合的第二硅烷，所述第一硅烷包括硅烷基团，且所述第二硅烷包括疏水性脂族基团。
在其它实施方式中，一种助听装置可包括具有表面部分的第一构件和与该第一构件的表面部分结合的涂层组合物，所述涂层组合物包括与第一构件的表面部分结合的粘附层和与粘附层结合的疏水层。
在至少一个实施方式中，一种方法可包括将粘附促进化合物(adhesion promoting compound)沉积到表面上，所述粘附促进化合物包括官能性连接基团和硅烷官能团与锗官能团中的至少一种。该方法还可包括将疏水层形成化合物(hydrophobic layer forming compound)沉积到粘附促进化合物上，所述疏水层形成化合物包括疏水性脂族基团和硅烷官能团与锗官能团中的至少一种。
在各种实施方式中，一种组合物可包括下述物质的反应产物：包括羟基基团的基材、包括粘附促进化合物的粘附促进组合物和包括疏水层形成化合物的疏水层形成组合物，所述粘附促进化合物包括官能性连接基团和硅烷官能团与锗官能团中的至少一种，且所述疏水层形成化合物包括疏水性脂族基团和硅烷官能团与锗官能团中的至少一种。
上述实施方式的特征可根据本文所描述的一般原理而彼此组合使用。当阅读下述详细描述及所附附图和权利要求时，将会更充分地理解这些和其它实施方式、特征及优点。
附图说明
附图描述了许多示例性实施方式并构成说明书的一部分。这些附图与下述说明共同证明并解释了本发明公开内容的各种原理。
图1是根据至少一个实施方式的包括涂层的示例性制品的一部分的截面图；
图2是根据另外的实施方式的用于在表面上形成涂层的示例性方法的流程图；
图3是根据另外的实施方式的用于在表面上形成涂层的示例性方法的流程图；
图4是根据另外的实施方式的用于在表面上形成涂层的示例性方法的流程图；
图5是根据另外的实施方式的用于在表面上形成涂层的示例性方法的流程图；
图6是根据另外的实施方式的用于在表面上形成涂层的示例性方法的流程图；
图7是根据另外的实施方式的用于在表面上形成涂层的示例性方法的流程图；
图8是根据另外的实施方式的用于在表面上形成涂层的示例性方法的流程图；
图9是根据另外的实施方式的用于在表面上形成涂层的示例性方法的流程图；
图10A是根据另外的实施方式的在其一部分上形成有涂层的示例性助听装置；
图10B是根据另外的实施方式的在其一部分上形成有涂层的示例性助听装置；
图10C是根据另外的实施方式的在其一部分上形成有涂层的示例性助听装置；
图10D是根据另外的实施方式的在其一部分上形成有涂层的示例性助听装置；
图11是根据另外的实施方式的在其一部分上形成有涂层的示例性硅基(silicon-based)制品。
在全部附图中，相同的附图标记和描述表示类似的、但不一定完全相同的构件。本文中描述的示例性实施方式允许有各种修饰和变化方式，具体的实施方式已经由附图中的例子显示，并将在本文中进行详细描述。然而，本文中描述的示例性实施方式并非意图限制于所公开的特定形式。相反，本发明的公开内容涵盖了所有落入所附权利要求范围内的修饰、等价物和替代物。
具体实施方式
本发明的公开内容中所表述的硅烷组合物可被沉积在制品上以使该制品具有各种特性。在本发明的公开内容中也表述了将组合物施用于各种制品上的方法。本文中讨论的组合物和方法还可提供各种其它特征和优点。
图1是包括基材22和涂层26的示例性制品20。如该图所描述般，基材22可包括表面24。另外，涂层26可包括粘附促进层28和疏水层30。制品20可包括任何合适的具有表面部分的制品或装置。制品20的例子可包括但不限于电子设备、硅晶片、硅芯片、喷墨墨盒、塑料膜、电池、电池触点、可充电电池、网状遮盖物、耳机及前述制品的构件。制品20还可包括成型为任何形状、尺寸、质地或构造的表面，包括例如平面、曲面、粗糙表面、平滑表面和/或不规则表面。另外，制品20可包括各种助听装置、构件和/或附件，包括例如壳体构件、盖子、耳内穹隆物(例如用于助听产品)、麦克风套(例如织物网状套)、音量控制器、开关、按钮、麦克风端口、接收端口、管子、耳挂、声阻尼元件、电池盒盖(battery door)、电池、电池触点、管口、DAI连接器、水分和/或蜡防护物、面板元件、耳模(例如用于标准耳模和定制耳模)以及任何其它助听装置或构件。
基材22可包括任何适于沉积下述硅烷化合物的材料或材料组合。适于形成基材22的材料的例子包括但不限于聚合物材料、金属材料、复合材料、硅基材料、半导体材料、绝缘材料或前述材料的组合。基材22的表面24可包括基材22和/或制品20的外部和/或内部。
涂层26可形成于完成的制品组件、制品的分组件(sub-assembliy)、单独的制品、装置构件和/或壳体构件的部分上。涂层26可具有相对于表面24而言基本一致的厚度。作为选择，涂层26也可间歇地、和/或以某些模式地来施用于表面24。另外，涂层26可仅施用于表面24的所需部分，例如，与限定在表面24中或者邻接于表面24的接缝、孔、空隙或其它开口相接触或位于它们紧邻的表面24的部分。涂层26可使表面24具有各种特性，包括，例如，提高的疏水性、提高的疏油性、提高的耐磨损性、提高的防染色性和/或提高的防变色性。涂层26还可为表面24和/或基材22的部分提供透气性，同时为表面24提供液体不渗透性。另外，涂层26可包括超薄透明层，这能够使要在表面24上形成的涂层26对制品20的功能性或美观没有或几乎没有影响。
粘附促进层28可以形成于表面24上。在某些实施方式中，粘附促进层28可与表面24结合。粘附促进层28可用作将其它化合物结合并稳固(ensure)在基材24上的粘附促进剂。粘附促进层28可包括具有至少两个反应性基团的第一硅烷。另外，第一硅烷和/或粘附促进层28可包括各种硅烷化合物的混合物。粘附促进层28还可包括除了第一硅烷之外的其它化合物。粘附促进层28中的其它化合物可为粘附促进层28赋予各种理想特性(例如，抗微生物性)，而不会妨碍粘附促进层28和/或第一硅烷用作粘附促进剂。
在某些实施方式中，除硅烷化合物(例如，第一硅烷)之外或作为其替代，粘附促进层28可包括锗基化合物(germanium based compound)。锗基化合物可以以与类似的硅化合物相似的方式用作粘附促进剂。因此，以下列出作为第一硅烷的例子的硅化合物可由类似的锗化合物取代或替换。
第一硅烷能够形成包括硅氧烷(Si-O-Si)键的聚合物。在至少一个实施方式中，第一硅烷可不受限制地包括下述基团中的至少一种：异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团(如-SiCl3)、甲氧基硅烷基团(例如，-Si(OCH3)3)、乙氧基硅烷基团(例如，-Si(OCH2CH3)3)和/或任何其它合适的反应性官能团。
第一硅烷还可包括至少一个硅烷基团。在一个示例性实施方式中，第一硅烷上的硅烷基团可由式(I)表示：
Figure G2007800447530D00061
其中，R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
在至少一个实施方式中，第一硅烷可由式(II)表示：
Figure G2007800447530D00062
其中，X可为但不限于：异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团(如-SiCl3)、甲氧基硅烷基团(例如，-Si(OCH3)3)、乙氧基硅烷基团(例如，-Si(OCH2CH3)3)和/或任何其它合适的反应性官能团。在式(II)中，n可为0～32的整数。在另外的实施方式中，n可为1～18的整数。在至少一个实施方式中，n可为3～4的整数。另外，在式(II)中，R1、R2和R3可如上式(I)中所定义。
第一硅烷的代表性例子包括但不限于：3-异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷、3-异氰酸丙酯基三甲氧基硅烷、4-异氰酸丁酯基三乙氧基硅烷、4-异氰酸丁酯基三甲氧基硅烷、3-异氰酸丙酯基二甲基氯硅烷、(异氰酸甲酯基)甲基二甲氧基硅烷、3-硫氰酸丙酯基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、4-氨基丁基三乙氧基硅烷、4-氨基丁基三甲氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基-三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基-甲基二甲氧基硅烷、N-甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-甲基氨基丙基三乙氧基硅烷、N-甲基氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-乙基氨基异丁基三甲氧基硅烷、(N，N-二乙基-3-氨基丙基)三甲氧基硅烷、(N，N-二乙基-3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、正丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、11-氨基十一烷基三乙氧基硅烷、11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-氨基丙基三(甲氧基乙氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基二甲基甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基二甲基乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)三乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丁基)三甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丁基)三乙氧基硅烷、SiCl4、Si(CH3)Cl3、Si(CH3)2Cl2、Si(OCH3)4、Si(CH3)(OCH3)3、Si(CH3)2(OCH3)2、Si(OCH2CH3)4、Si(CH3)(OCH2CH3)3、Si(CH3)2(OCH2CH3)2、Si(N(CH3)2)4、SiH(N(CH3)2)3和Si(CH3)(N(CH3)2)3、SiCl(N(CH3)2)3、Si(CH3)H(N(CH3)2)2。
能够通过例如硅氧烷键或其它端基键与表面24结合的第一硅烷的其它例子包括但不限于：双(二甲基氨基二甲基甲硅烷基)乙烷、双(二甲基氨基)乙烯基甲基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、乙酰氧基乙基三甲氧基硅烷、双(氯甲基)二氯硅烷、双(氯甲基)甲基氯硅烷、双(二氯甲硅烷基)甲烷、双(甲基二氯甲硅烷基)乙烷、双(三氯甲硅烷基)己烷、双(三氯甲硅烷基)甲烷、双(三氯甲硅烷基)辛烷、1，3-双(三氯甲硅烷基)丙烷、双(乙氧基甲硅烷基)乙烷、2-溴乙基三氯硅烷、1-氯乙基三氯硅烷、六氯二硅烷、甲基三氯硅烷、十六烷基三氯硅烷、四溴硅烷、三氯甲基三氯硅烷、三(三氯甲硅烷基乙基)甲基硅烷和三(对-三氯甲硅烷基丙基苯基)胺、双(甲基二氯甲硅烷基)丁烷。
疏水层30可形成于粘附促进层28上。在某些实施方式中，疏水层30可与粘附促进层28结合。疏水层30可用作疏水和/或疏油层。另外，第二硅烷可用作疏水和/或疏油化合物。疏水层30可包括具有至少一个全氟化脂族基团和至少一个硅烷基团的第二硅烷。除第二硅烷之外，疏水层30还可以包括另外的化合物。疏水层30中的另外的化合物可为疏水层30赋予各种理想特性(例如，抗微生物性)，而不会妨碍疏水层30和/或第二硅烷用作疏水和/或疏油的层或化合物。
为对涂层26赋予疏水性，第二硅烷可包括长的烷基链、部分氟化的烷基链和/或具有全氟化区域的烷基链，上述任何链可为直链或支链的。例如，第二硅烷可包括具有通式CF3(CF2)n(CF2)mSiR1R2R3和/或CF2H(CF2)n(CF2)mSiR1R2R3的烷基链，其中n和m为整数(n≥0，m≥0)。另外，第二硅烷和/或疏水层30可包括烷基、全氟烷基或部分氟化的烷基链的混合物。
第二硅烷能够通过例如硅氧烷(Si-O-Si)键而与第一硅烷结合。另外，第二硅烷能够形成含有硅氧烷键的聚合物。在一个示例性实施方式中，第二硅烷上的硅烷基团可由式(III)表示：
Figure G2007800447530D00081
其中，R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
在至少一个实施方式中，第二硅烷可由式(IV)表示：
Figure G2007800447530D00082
其中，n可为0～32的整数，R4、R5和R6可如上式(III)中所定义。在另外的实施方式中，n可为1～16的整数。在至少一个实施方式中，n可为5～9的整数。
第二硅烷的代表性例子包括但不限于：(十三氟-1，1，2，2-四氢辛基)三氯硅烷、(十三氟-1，1，2，2-四氢辛基)甲基二氯硅烷、(十三氟-1，1，2，2-四氢辛基)三甲氧基硅烷、(十三氟-1，1，2，2-四氢辛基)三乙氧基硅烷、(三(十三氟-1，1，2，2-四氢辛基)二甲基硅氧基)氯硅烷、(十七氟-1，1，2，2-四氢辛基)三氯硅烷、三乙氧基(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷、(十七氟-1，1，2，2-四氢癸基)三乙氧基硅烷、(十七氟-1，1，2，2-四氢癸基)三甲氧基硅烷、(十七氟-1，1，2，2-四氢癸基)甲基二氯硅烷、(十七氟-1，1，2，2-四氢癸基)二甲基氯硅烷、全氟十二烷基-1H，1H，2H，2H-三乙氧基硅烷-全氟十四烷基-1H，1H，2H，2H-三乙氧基硅烷混合物、1，8-双(三氯甲硅烷基乙基)十六烷基氟辛烷、正十八烷基二甲基氯硅烷、正十八烷基二甲基甲氧基硅烷、正十八烷基甲氧基二氯硅烷、正十八烷基甲基二氯硅烷、正十八烷基甲氧基二氯硅烷、正十八烷基甲基二乙氧基硅烷、正十八烷基三氯硅烷、正十八烷基三乙氧基硅烷、正十八烷基三甲氧基硅烷、正十八烷基二甲基(二甲基氨基)硅烷、正三十烷基二甲基氯硅烷、正三十烷基三氯硅烷、正十六烷基三氯硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷、正十六烷基三乙氧基硅烷、正十二烷基三氯硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、正十二烷基三乙氧基硅烷、正十二烷基甲基二氯硅烷、正辛基三氯硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基甲基二氯硅烷和正辛基二甲基氯硅烷。第二硅烷还可包括根据通式CH3(CH2)nCHRCH2SiCl3的化合物，其中R＝CH3(CH2)m，n和m为整数(n≥0，m≥0)。第二硅烷还可包括根据通式CH3(CH2)nCHRSiCl3的化合物，其中R＝CH3(CH2)m，n和m为整数(n≥0，m≥0)。第二硅烷还可包括根据通式CH3(CH2)nCHRSi(OCH3)3的化合物，其中R＝CH3(CH2)m，n和m为整数(n≥0，m≥0)。
在某些实施方式中，除硅烷化合物之外或作为其替代，粘附促进层28还可以包括锗化合物。锗化合物可以以与类似的硅化合物相似的方式用作疏水和/或疏油组合物。因此，上面列出作为第一硅烷例子的硅化合物可由类似的锗化合物取代，其中Si原子由Ge原子替换。
在至少一个实施方式中，粘附促进层28可包括用作粘附促进剂的锗化合物。粘附促进层28中的锗化合物可不受限制地包括下述基团中的至少一种：异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团(如-SiCl3)、甲氧基硅烷基团(例如，-Si(OCH3)3)、乙氧基硅烷基团(例如，-Si(OCH2CH3)3)和/或任何其它合适的反应性官能团。粘附促进层28中的锗化合物还可以包括至少一个锗基团。在一个示例性实施方式中，粘附促进层28中的锗化合物上的锗基团可由式(V)表示：
Figure G2007800447530D00101
其中，R7、R8和R9各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
在至少一个实施方式中，粘附促进层28中的锗化合物可由式(VI)表示：
其中，X可为而不限于异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团(如-SiCl3)、甲氧基硅烷基团(例如，-Si(OCH3)3)、乙氧基硅烷基团(例如，-Si(OCH2CH3)3)和/或任何其它合适的反应性官能团中的至少一种。式(VI)中，n可为0～32的整数。在另外的实施方式中，n可为1～18的整数。在至少一个实施方式中，n可为3～4的整数。另外，式(VI)中，R7、R8和R9可以如上述式(V)中所定义。
在某些实施方式中，疏水层30除了硅烷化合物之外或替代硅烷化合物，还可以包括锗类化合物。锗类化合物可以与类似的硅化合物相似的方式发挥疏水和/或疏油组合物的作用。因此，以上列举的作为第二硅烷例子的硅化合物可由类似的锗化合物取代，其中Si原子由Ge原子替换。
疏水层30中的锗化合物能够通过，例如硅氧烷(Si-O-Si)键、Ge-O-Si键和/或Ge-O-Ge键与硅烷(例如第一硅烷)或锗化合物结合。粘附促进层28中的锗化合物也能够通过，例如硅氧烷键、Ge-O-Si键和/或Ge-O-Ge键与硅烷(例如第一硅烷)或锗化合物结合。另外，疏水层30中的锗化合物能够形成包括硅氧烷键、Ge-O-Si键和/或Ge-O-Ge键的聚合物。在一个示例性实施方式中，第二硅烷上的硅烷基团可由式(VII)表示：
Figure G2007800447530D00111
其中，R10、R11和R12各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
在至少一个实施方式中，第二硅烷可由式(VIII)表示：
Figure G2007800447530D00112
其中，n可为0～32的整数，R10、R11和R12可如上式(VII)所定义。在另外的实施方式中，n可为1～16的整数。在至少一个实施方式中，n可为5～9的整数。
图2～9显示了根据各种实施方式的用于在表面上形成涂层的示例性方法。尽管附图和说明中提及的是采用硅烷化合物(例如，第一硅烷和第二硅烷)的方法，不过与硅烷化合物类似的锗化合物也可不受限制地与硅烷化合物一起使用或作为其替代。另外，下述方法中可不受限制地使用硅烷化合物与锗化合物的组合。在各种实施方式中，图2～9中描述的方法可以在约0℃～约350℃的温度范围内进行。
图2是根据至少一个实施方式的用于形成涂层26的示例性方法100的流程图。如该图所示，在106中，第一硅烷可被沉积在表面24上。粘附促进层28可由将第一硅烷沉积到表面24上形成。在114中，第二硅烷可被沉积在第一硅烷和/或粘附促进层28上。疏水层30可由将第二硅烷沉积到第一硅烷和/或粘附促进层28上来形成。在106(其中第一硅烷可被沉积在表面24上)中，第一硅烷可为固体、液体或气体状态。将第一硅烷沉积到表面24上可使用任何合适的方法进行，包括，例如，将表面24浸入包括第一硅烷的液体中和/或将表面24曝露于包括第一硅烷的蒸气中和/或将表面24浸入包括第一硅烷的溶液中。当第一硅烷被沉积在表面24上时，可存在一种或多种惰性气体的一部分分压。在各种实施方式中，第一硅烷可以在数托(torr)至超过大气压的压力范围内沉积。
在106(其中第一硅烷可被沉积在表面24上)中或在其之后，第一硅烷可与表面24结合。在至少一个实施方式中，第一硅烷可通过例如氨基甲酸酯(即氨酯(urethane))键、酯键、醚键、酰胺键和/或C-O-Si键而与表面24共价结合。例如，诸如聚合物基材表面等的表面可包括羟基基团。
在至少一个实施方式中，通过表面24上的羟基基团与第一硅烷上的异氰酸酯基团之间的反应可在第一硅烷与表面24之间形成氨基甲酸酯键。在另外的实施方式中，通过表面24上的羟基基团与第一硅烷上的酰氯基团之间的反应可在第一硅烷与表面24之间形成酯键。在某些实施方式中，通过表面24上的羟基基团与第一硅烷上的烷基氯基团或苄基氯基团之间的反应可在第一硅烷与表面24之间形成醚键。在另外的实施方式中，通过表面24上的羟基基团与第一硅烷上的环氧基基团或缩水甘油基基团之间的反应可在第一硅烷与表面24之间形成醚键。在另外的实施方式中，通过表面24上的羟基基团与第一硅烷上的甲酯(methyl ester)基团之间的反应可在第一硅烷与表面24之间形成酯键。在另外的实施方式中，通过表面24上的羟基基团与第一硅烷上的Si-Cl基团、Si-OCH3基团、Si-OCH2CH3基团、Si-N(CH3)2基团或类似反应基团之间的反应可在第一硅烷与表面24之间形成Si-O-C键。在另外的实施方式中，通过表面24上的羧基基团与第一硅烷上的胺基团之间的反应可在第一硅烷与表面24之间形成酰胺键。在另外的实施方式中，通过表面24上的羧基基团与第一硅烷上的伯胺基团之间的形成-COO-基团和-NH3+基团的离子对的反应可在第一硅烷与表面24之间形成离子键。在另外的实施方式中，通过表面24上的羰基基团与第一硅烷上的胺基团之间的反应可在第一硅烷与表面24之间形成亚胺键。
作为选择，例如通过第一硅烷上的硅烷基团与表面24上的硅烷醇(Si-OH)基团之间的反应可在第一硅烷与氧化硅基(silicon oxide based)基材的表面之间形成硅氧烷键和/或Si-O-C键。例如通过第一硅烷上的硅烷基团与表面24上的AlOH基团之间的反应也可在第一硅烷与氧化铝类基材的表面之间形成Al-O-Si键。
在114(其中第二硅烷可被沉积在第一硅烷上)中，第二硅烷可为固体、液体或气体状态。将第二硅烷沉积到表面24上可使用任何合适的方法进行，包括，例如，将表面24浸入包括第二硅烷的液体中和/或将表面24曝露于包括第二硅烷的蒸气中。在某些实施方式中，第二硅烷可被容纳(contained)在含有溶剂的溶液中。在各种实施方式中，第二硅烷薄膜可以在数托至超过大气压的压力范围内沉积。
在114(其中第二硅烷被沉积在第一硅烷上)中或在其之后，第二硅烷可与第一硅烷结合。在至少一个实施方式中，第二硅烷可通过例如硅氧烷(Si-O-Si)键而与第一硅烷共价结合。硅氧烷键可通过第二硅烷上的硅烷基团与第一硅烷上的硅烷基团之间的反应来形成。在114之前，第一硅烷上的硅烷基团可被水解形成硅羟基(siloxyl)(Si-OH)。随后，第一硅烷上的硅羟基基团可与第二硅烷上的硅烷基团反应形成硅氧烷键。
在某些实施方式中，在将第一硅烷沉积到表面24上之前，表面24可被氧化。例如，如图3所示，方法100还可在106之前包括102。在102中，表面24的一部分被氧化。表面24可通过例如将表面24与等离子体接触而被氧化。在至少一个实施方式中，表面24可通过使表面24与空气等离子体接触而被氧化。表面24的氧化可将另外的羟基和/或硅羟基基团引入表面24。将表面24与等离子体接触还可从表面24清除掉有机物。
在至少一个实施方式中，表面24可通过使表面24与氧等离子体接触而被氧化。表面24还可通过使表面24与水等离子体接触而被氧化。在另外的实施方式中，表面24还可通过使表面24与含有氧和水的等离子体接触而被氧化。在另外的实施方式中，表面24可通过使表面24与氩等离子体接触并随后使该表面与空气或含氧的气体组合物接触而被氧化。在另外的实施方式中，表面24可通过使表面24与氦等离子体接触并随后使该表面与空气接触而被氧化。在另外的实施方式中，表面24可通过使表面24与紫外(UV)光接触而被氧化。在另外的实施方式中，表面24可通过使表面24与含有氧化剂的溶液接触而被氧化。
在各种实施方式中，第一硅烷可在被沉积到表面24上之前被蒸发。例如，如图4所示，方法100还可在106之前包括104。在104中，第一硅烷可被蒸发形成汽化的第一硅烷。在106中，第一硅烷随后通过气相沉积而被沉积到表面24上。
第一硅烷可通过任何合适的方法而被蒸发，包括，例如，提高第一硅烷的温度和/或降低第一硅烷的压力。在某些实施方式中，载体溶剂可用于将第一硅烷输送至加热的真空室中，在这里第一硅烷可被蒸发。基材22可存在于其中第一硅烷可被蒸发的加热真空室中。
第一硅烷的气相沉积能够有效地沉积第一硅烷和/或使第一硅烷与表面24反应，同时减少或消除将第一硅烷递送至表面24所需部分的溶剂的使用。因此，与溶液基递送体系相比，第一硅烷的气相沉积能够有效地使溶剂和/或其它废物减至最少。另外，第一硅烷的气相沉积可减少或消除在114(其中第二硅烷可被沉积到第一硅烷上)之前的任何清洁表面24和所沉积的第一硅烷的需要。
在至少一个实施方式中，第一硅烷可在第一硅烷沉积到表面24上的过程之中或之后被水解。例如，如图5所示，方法100还可在106之后和114之前包括108。在108中，第一硅烷可被水解。将第一硅烷水解可包括，例如，在第一硅烷沉积到表面24上的过程之中或之后，使第一硅烷与液体或蒸发水相接触。在某些实施方式中，将第一硅烷水解可包括：通过升高水温和/或降低水压而使水蒸发，并使沉积在表面24上的第一硅烷与蒸发水相接触。在各种实施方式中，水解可以在数托至超过大气压的压力范围内进行。
作为选择，水解可由部分或全部来自基材和/或反应副产物的水来促进。例如，在表面24包括聚合物基材的表面的情况中，蒸发水可由方法100的过程中的聚合物基材的降解或反应来产生。另外，水可存在于基材本身中，并在方法100的过程中被释放。蒸发水也可转而使第一硅烷水解。
在第一硅烷的水解过程中，至少一个硅烷醇基团(即，Si-O-H基团)可形成于第一硅烷上的硅烷基团的位置处。硅烷醇基团可用作第二硅烷的粘附促进剂，其提供使第二硅烷与第一硅烷结合的高度反应性位点。
第一硅烷的水解导致第一硅烷的分子成分之间的缩合，这在邻近的分子成分之间形成硅氧烷键。邻近的分子成分之间的硅氧烷键可导致沉积到表面24上的第一硅烷的交联。第一硅烷的邻近分子成分之间的硅氧烷键可增加沉积在表面上的第一硅烷的结构牢固性，这能够在表面24上形成相对稳定且耐磨损的超薄粘附促进层28。
在各种实施方式中，使第一硅烷与蒸发水接触可导致第一硅烷上至少一个未反应的异氰酸酯基团水解生成胺基(即，-NH2)。第一硅烷上的胺基可以用作
Figure G2007800447530D00151
-Lowry碱，其接受质子并与表面24上存在的羧基基团形成离子键。在高温时，已接受了来自表面处羧基基团的质子的胺基可形成酰胺键并失水。胺基还可与沉积于第一硅烷上的第二硅烷的硅烷醇基团形成离子键。胺基还可与粘附促进层28中的硅烷醇基团形成离子键。
在另外的实施方式中，第二硅烷可在沉积于第一硅烷和/或粘附促进层28上之前被蒸发。例如，如图6所示，方法100在106之后和114之前还可包括110。在110处，第二硅烷蒸发形成汽化的第二硅烷。在114中，第二硅烷随后通过气相沉积而沉积在第一硅烷和/或粘附促进层28上。
第二硅烷可通过任何合适的方法而被蒸发，包括，例如，升高第二硅烷的温度和/或降低第二硅烷的压力。在某些实施方式中，载体溶剂可用于将第二硅烷输送至加热真空室中，在这里第二硅烷可被蒸发。基材22可存在于其中第二硅烷可被蒸发的加热真空室中。
第二硅烷的气相沉积能够有效地沉积第二硅烷和/或使第二硅烷与第一硅烷反应，同时减少或消除将第二硅烷递送至粘附促进层28所需部分的溶剂的使用。因此，与溶液基递送系统相比，第二硅烷的气相沉积能够有效地使溶剂和/或其它废物减至最少。另外，第二硅烷的气相沉积可减少或消除在沉积第二硅烷之后的任何清洁表面24和所沉积的第二硅烷的需要。
在各种实施方式中，在将第一硅烷沉积在表面24上之后，第一硅烷可被交联。例如，如图7所示，方法100在106之后还可包括112。在112中，第一硅烷可被交联。
第一硅烷的交联可在将第一硅烷沉积在基材上之后的任何合适的时间进行，包括，例如，在将第二硅烷沉积在第一硅烷上之前或之后。第一硅烷的交联可通过任何合适的方法来促进，包括例如第一硅烷的水解。如上所述，在108中，第一硅烷可被水解。第一硅烷的水解可导致第一硅烷的分子成分之间的缩合，这在邻近的分子成分之间形成硅氧烷键。邻近的分子成分之间的硅氧烷键可导致沉积在表面24上的第一硅烷的交联。第一硅烷的邻近分子成分之间的硅氧烷键可增加沉积在表面上的第一硅烷的结构牢固性，从而能够在表面24上形成相对稳定且耐磨损的超薄粘附促进层28。
在另外的实施方式中，交联化合物(cross-linking compound)可用来促进和/或提高第一硅烷的分子成分之间的交联。适用于将第一硅烷交联的交联化合物的例子包括但不限于：双(三氯甲硅烷基)己烷和四(三氯甲硅烷基乙基)硅烷。交联化合物可通过任何合适的手段(包括例如通过水解)而与第一硅烷的分子成分结合。交联化合物可促进第一硅烷的分子成分之间的提高的支链化，并且可提高粘附促进层28的稳定性和耐磨损性。在某些实施方式中，诸如乙烯基等的可聚合基团可被引入第一硅烷中，然后可聚合基团的聚合可被引发。
在各种实施方式中，在将第二硅烷沉积在表面24上之后，第二硅烷可被交联。例如，如图8所示，方法100在114之后还可包括116。在116中，第二硅烷被交联。第二硅烷的交联可通过任何合适的方法来促进，包括例如第二硅烷的水解。在某些实施方式中，在第二硅烷沉积在第一硅烷上的过程之中或之后，第二硅烷可通过使第二硅烷与蒸发水接触来水解。作为选择，水解可通过部分或全部来自基材和/或反应副产物的水来促进。例如，在表面24包括聚合物基材的表面的情况中，蒸发水可由方法100的过程中的聚合物基材的降解或反应来产生。另外，水可存在于基材本身中，并在方法100的过程中被释放。
第二硅烷的水解可导致第二硅烷的各分子成分之间及第二硅烷与第一硅烷的分子成分之间的缩合。缩合可导致在邻近的分子成分之间形成硅氧烷键。邻近分子成分间的硅氧烷键可导致沉积在表面24上的第二硅烷的交联。邻近分子成分间的硅氧烷键还可导致第二硅烷与第一硅烷之间的交联。第二硅烷和/或第一硅烷的邻近分子成分间的硅氧烷键增加了涂层组合物的结构牢固性，从而能够使相对稳定且耐磨损的超薄涂层沉积在表面24上。
在另外的实施方式中，交联化合物可用来促进和/或增大第二硅烷的分子成分之间的交联。适用于将第二硅烷交联的交联化合物的例子包括但不限于双(三氯甲硅烷基)己烷和四(三氯甲硅烷基乙基)硅烷。交联化合物可通过任何合适的手段(包括例如通过水解)而与第二硅烷的分子成分结合。交联化合物可促进第二硅烷的分子成分之间的提高的支链化，并增大第二硅烷的涂层的稳定性和耐磨损性。在某些实施方式中，诸如乙烯基等的可聚合基团可被引入第二硅烷，然后可聚合基团的聚合可被引发。
在某些实施方式中，在将第一硅烷沉积在表面24上之后和/或将第二硅烷沉积在第一硅烷上之后，第一硅烷和/或第二硅烷可被固化。例如，如图9所示，方法100在114之后还可包括118。118可包括将第二硅烷和/或第一硅烷固化以在表面24上形成固化涂层26。本文中使用的术语“固化”、“被固化”或“使...固化”是指材料的状态、条件和/或结构的改变，包括部分固化及全部固化。
第一硅烷和/或第二硅烷的固化可使用任何合适的方法进行，包括例如使第一硅烷和/或第二硅烷暴露于热或辐射。在示例性实施方式中，包括第一硅烷和第二硅烷的涂层可通过使该涂层与高温接触一段合适的时间而被固化。
图10A～10D显示了根据各种实施方式的示例性助听装置。如这些附图所示，助听装置200包括装置外壳202、麦克风套204及电池盒盖208。在至少一个实施方式中，如图10A所示，助听装置200可为开耳式助听器(open ear hearing aid)。如图10A所示，助听装置200可包括装置外壳202、至少两个麦克风套204(例如，遮盖前麦克风和后麦克风)、程序按钮214、管子210、耳内穹隆物(dome)216和声音端口220。麦克风套204可包括网状材料。图10D显示了助听装置200(例如开耳式助听器)的一部分上的示例性电池盒222。电池盒222可包括电池盒盖208和电池224。图10D中的电池盒222以开放式构造来显示。
在另外的实施方式中，如图10B所示，助听装置200可为耳后式(behind the ear，BTE)助听器。如图10B所示，助听装置200可包括装置外壳202、电池盒盖208、程序按钮214、音量控制器206、管子210、耳挂212和耳模218。
在另外的实施方式中，如图10C所示，助听装置200可为定制助听器(custom hearing aid)。如图10C所示，助听装置200可包括装置外壳202、麦克风套204、电池盒盖208和声音端口220。定制助听器可设计为安装在耳朵或耳道的一部分内。定制助听器的例子包括但不限于CIC(深耳道式)、MC(小耳道式)、ITC(耳道式)、ITE(耳内式)和HS(半耳甲腔式(HalfShell))助听器。麦克风套204可包括网状材料。
助听装置200可在任何合适的部分(包括助听装置200的外部和内部)之上、附近或邻接处包括涂层26。另外，其任何合适的构件或部分可包括涂层26。涂层26可形成于助听装置200的任何部分之上、附近或邻接处，所述助听装置200可在该助听装置200的外部和内部之间具有开口。涂层26可在其上、其附近或其邻接处形成的助听装置200的部分的例子包括但不限于装置外壳202、麦克风套204、音量控制器206、电池盒盖208、管子210、耳挂212、程序按钮214、耳内穹隆物216、耳模218、声音端口220、电池盒222和/或电池224。
图11是根据另外的实施方式的其一部分形成有涂层的示例性硅基制品(silicon-based article)。如该图所示，硅基制品300可包括基材322和基材表面324。涂层26可形成在基材322的表面部分上，包括例如基材表面324。硅基制品300的例子包括但不限于硅晶片、半导体装置和集成电路。硅基制品300可包括任何合适的材料，包括例如硅和/或二氧化硅。
实施例
下述实施例仅是用于描述的目的，而非意图限制所附权利要求的范围。
试剂
用于下述实施例的试剂包括：(十三氟-1，1，2，2，2-四氢辛基)三氯硅烷(≥97％，Aldrich公司)、3-异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷(95％，宾夕法尼亚州Morrisville市的Gelest公司)、三乙氧基(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷(98％，Aldrich公司)、间甲酚(97％，Aldrich公司)和尼龙6/6小球(Aldrich公司，Cat号为181129)。本文中使用的“盐/酸水溶液”是人造汗液制剂，其为0.34M的NaCl、0.08M的脲、0.33M的NH4Cl、0.04M的CH3COOH和0.12M的乳酸。用2M的NaOH将该溶液的pH值调至4.7。
基材
用在下述实施例中的基材包括硅基材、增强尼龙基材和旋涂尼龙基材。用于各实施例的硅基材包括来自加利福尼亚州UniSil Corporation的硅晶片(测试级，n-型，<1-0-0>取向，2～6Ω-cm)。将该硅晶片切割成大约1.5×1.5cm的片。在对硅基材进行任何表面化学之前，用2％的十二烷基硫酸钠(“SDS”)水溶液和水在没有超声波的条件下对硅基材进行清洁。
用在下述实施例中的增强尼龙基材包括含35重量％短切玻璃纤维(1/8″～3/16″长)的FDA级增强尼龙6/6表面。FDA级增强尼龙表面包括符合FDA的添加剂(如着色剂)，并且不含紫外添加剂或高流动添加剂。Aldrich公司表明，他们提供的尼龙6/6的熔点为263℃，其玻璃化转变温度为45℃。在对增强尼龙基材进行任何表面化学之前，在SDS溶液中对该增强尼龙基材进行5分钟的声波处理。然后在去离子水中进行10分钟的声波处理。在进行声波处理时换三次水。
用在下述实施例中的旋涂尼龙基材包括如下制备的基材：使用下述程序条件(在来自Laurell Technologies Corporation的仪器上，该仪器型号为WS-400B-6NPP/LITE)：1000rpm(10秒)，随后5000rpm(90秒)，在天然氧化物覆盖(native oxide coated)的硅晶片表面上旋涂尼龙6/6球的间甲酚溶液。尼龙6/6溶液的初始浓度为＜3％(w/w)，但该尼龙6/6溶液在间甲酚中被稀释直至旋涂过程得到的膜厚大约为170
Figure G2007800447530D00201
旋涂尼龙基材，然后在减压下在100℃的真空炉中烘焙2小时以驱除间甲酚。
表面分析仪器
用具有双透镜、单一同位素69Ga+枪作为初级离子源(primary ionsource)的ION-TOF(TOF-SIMS IV)仪器进行飞行时间二级离子质谱分析(time-of-flight seconcdary ion mass spectrometry，“TOF-SIMS”)。用来自Surface Sciences的SSX-100仪器，使用Al Kα源和半球分析仪进行X-射线光电子光谱分析(“XPS”)。电子流枪用于增强尼龙样品的电荷补偿，这种电荷补偿通过将约0.5～1.0mm的精细Ni网放置在玻璃增强聚合物的表面上而得到进一步的增强。对于硅或硅样品上的旋涂尼龙来说，电荷补偿不是必需的。水接触角用Ramé-Hart(100-00型)接触角测角器来测定。用来自J.A.Wollam Co.，Inc.的M-2000仪器进行椭偏光谱分析。波长范围为190.5～989.4nm，入射角固定至75°。使用仪器软件中确定的相同的二氧化硅光学常数来对二氧化硅、烃、沉积的硅烷膜和旋涂尼龙进行模拟。
实施例1.硅基材的等离子体清洁/处理
通过使硅基材在等离子清洗器(PDC-32G型，来自纽约州Ithaca市的Harrick Plasma公司)中在中功率(10.5W施用至RF线圈)条件下与空气等离子体接触30秒来对硅基材进行等离子体清洁/处理。在等离子体清洁/处理之前测定的硅基材表面的水前进接触角(θa(H2O))为40°。在等离子体清洁/处理之后，根据该实施例制备的硅基材表面的平均水前进接触角测定为＜15°。
水前进接触角(advancing water contact angle)可用作表面疏水性的量度。表面的水前进接触角越大，则表示该表面的疏水程度越高。在等离子体清洁/处理之后表面的水接触角下降表明表面的含氧量(例如，-OH含量)增大。在等离子体清洁/处理之后表面的水接触角下降还表明，作为等离子体清洁/处理的结构，烃类污染物从表面去除。
实施例2.增强尼龙基材的等离子体清洁/处理
通过使增强尼龙基材在等离子清洗器(PDC-32G型，来自纽约州Ithaca市的Harrick Plasma公司)中在中功率(10.5W施用至RF线圈)条件下与空气等离子体接触30秒来对增强尼龙基材进行等离子体清洁/处理。
在等离子体清洁/处理之前测定的三个增强尼龙基材表面的平均水前进接触角为69°。在等离子体清洁/处理之后，根据该实施例制备的五个增强尼龙基材表面的平均水前进接触角测定为32°。
在根据该实施例制备的增强尼龙基材的等离子体清洁/处理之前，使用XPS得到的增强尼龙基材表面的X-射线光电子光谱(“XPS光谱”)主要是来自氧(O1s)、氮(N1s)和碳(C1s)的信号。在增强尼龙基材的等离子体清洁/处理之后，O1s、N1s和C1s信号仍然在增强尼龙基材表面的XP光谱中占优。不过，增强尼龙基材的O1s相对于C1s的峰比率明显增大，从等离子体清洁/处理之前的比率0.14变为等离子体清洁/处理之后的比率0.28，表明等离子体清洁/处理之后的增强尼龙基材表面的含氧(例如，-OH)量增大。另外，增强尼龙基材表面的XP光谱的C1s的窄扫描显示了代表被氧化(即，化学位移)的碳的峰显著增大，进一步表明等离子体清洁/处理之后的增强尼龙基材中的含氧量增大。
根据该实施例制备的增强尼龙基材表面的阴离子TOF-SIMS光谱中的O-/C-的比率在等离子体清洁/处理之前为0.09，在等离子体清洁/处理之后为0.21，表明等离子体清洁/处理使得增强尼龙基材表面的含氧量增大。
实施例3.旋涂尼龙基材的等离子体清洁/处理
通过使旋涂尼龙基材在等离子清洗器(PDC-32G型，来自来自纽约州Ithaca市的Harrick Plasma公司)中在中功率(10.5W施用至RF线圈)条件下与空气等离子体接触30秒来对旋涂尼龙基材进行等离子体清洁/处理。
在等离子体清洁/处理之前测定的五个旋涂尼龙基材表面的平均水前进接触角为60°。在等离子体清洁/处理之后，根据该实施例制备的六个增强尼龙基材表面的平均水前进接触角测定为34°。
实施例4.NCO-硅烷/硅基材的制备
在根据实施例1的等离子体清洁/处理之后，硅基材在减压下在100℃的真空炉中脱水。真空炉中的真空由旋转式叶片泵来提供。真空炉中包括用干冰/丙酮冷却的玻璃阱(glass trap)，其防止油从旋转式叶片泵回流，并且防止溶剂和试剂进入旋转式叶片泵。将硅基材放入炉中后，开启旋转式叶片泵3分钟，以获得15Torr的压力，然后关闭旋转式叶片泵的阀。表面在这些条件下脱水30分钟。然后再次开启旋转式叶片泵3分钟，以将水蒸汽抽出，之后再次关闭旋转式叶片泵的阀。
将250μl的3-异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷(“NCO-硅烷”)的等分试样通过隔膜注入真空炉中。NCO-硅烷在注入真空炉中之后快速蒸发。表面在基本静态的条件下与NCO-硅烷的蒸汽反应30分钟，以形成其上沉积有NCO-硅烷的硅基材(“NCO-硅烷/硅基材”)。然后打开旋转式叶片泵的阀，以抽出未反应的NCO-硅烷。在等离子体清洁/处理之后，根据该实施例制备的三个NCO-硅烷/硅基材的平均水前进接触角测定为82°。
在NCO-硅烷沉积到硅基材上之前，在硅基材表面的XP光谱中未观察到N1s信号。根据该实施例在硅基材上沉积NCO-硅烷以形成NCO-硅烷/硅基材之后，在NCO-硅烷/硅基材表面的XP光谱中可观察到少量的N1s信号。NCO-硅烷/硅基材的椭偏光谱分析表明在硅基材的表面上存在厚度为9.5
Figure G2007800447530D00221
的层。
实施例5.NCO-硅烷/增强尼龙基材的制备
基本遵循实施例4描述的过程，不同之处在于使用根据实施例2制备的增强尼龙基材来代替硅基材，以形成其上沉积有NCO-硅烷的增强尼龙基材(“NCO-硅烷/增强尼龙基材”)。在沉积NCO-硅烷之后，根据该实施例制备的五个NCO-硅烷/增强尼龙基材的平均水前进接触角测定为87°。
实施例6.NCO-硅烷/旋涂尼龙基材的制备
基本遵循实施例4描述的过程，不同之处在于使用根据实施例3制备的旋涂尼龙基材来代替硅基材，以形成其上沉积有NCO-硅烷的旋涂尼龙基材(“NCO-硅烷/旋涂尼龙基材”)。沉积NCO-硅烷并进行等离子体清洁/处理之后，根据该实施例制备的六个NCO-硅烷/旋涂尼龙基材的平均水前进接触角测定为82°。
实施例7.NCO-硅烷/硅基材的水解
将实施例4制备的NCO-硅烷/硅基材放置在真空炉中，并将包括5ml水的陪替氏培养皿放入真空炉中。关闭炉门，NCO-硅烷/硅基材在大气压下在100℃水解30分钟，以形成具有水解表面的NCO-硅烷/硅基材(“水解的NCO-硅烷/硅基材”)。
实施例8.NCO-硅烷/增强尼龙基材的水解
将根据实施例5制备的NCO-硅烷/增强尼龙基材放置在真空炉中，并将包括5ml水的陪替氏培养皿放入真空炉中。关闭炉门，NCO-硅烷/增强尼龙基材在大气压下在100℃水解30分钟，以形成具有水解表面的NCO-硅烷/增强尼龙基材(“水解的NCO-硅烷/增强尼龙基材”)。
实施例9.NCO-硅烷/旋涂尼龙基材的水解
将根据实施例6制备的NCO-硅烷/旋涂尼龙基材放置在真空炉中，并将包括5ml水的陪替氏培养皿放入真空炉中。关闭炉门，NCO-硅烷/旋涂尼龙基材在大气压下在100℃水解30分钟，以形成具有水解表面的NCO-硅烷/旋涂尼龙基材(“水解的NCO-硅烷/旋涂尼龙基材”)。
实施例10.R f -NCO-硅烷/硅基材的制备
将根据实施例7制备的水解的NCO-硅烷/硅基材与(十三氟-1，1，2，2-四氢辛基)三氯硅烷(“Rf-硅烷”)的开放式小瓶一起放入干燥器中16小时。然后将水解的NCO-硅烷/硅基材从干燥器中取出，并在80℃的炉中固化1小时，以形成在其表面上沉积有Rf-硅烷的NCO-硅烷/硅基材(“Rf-NCO-硅烷/硅基材”)。椭偏光谱分析表明，在与Rf-硅烷接触之前水解的NCO-硅烷/硅基材的平均表面厚度为29.1
Figure G2007800447530D00241
而在与Rf-硅烷接触以形成该实施例的Rf-NCO-硅烷/硅基材之后的平均表面厚度为78.2
Figure G2007800447530D00242
与Rf-硅烷接触后的表面厚度显著增加表明Rf-硅烷分子交联到基材表面的聚合物薄膜中。
实施例11.R f -NCO-硅烷/增强尼龙基材的制备
将根据实施例8制备的水解的NCO-硅烷/增强尼龙基材与Rf-硅烷的开放式小瓶一起放入干燥器中16小时。然后将水解的NCO-硅烷/增强尼龙基材从干燥器中取出，并在80℃的炉中固化1小时，以形成在其表面上沉积有Rf-硅烷的NCO-硅烷/增强尼龙基材(“Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材”)。
根据该实施例制备的Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材的XPS光谱分析显示，具有其伴随的F俄歇峰的F1s信号是XP光谱中的主要信号。观察到分裂的碳信号，表明存在：i)结合能较低的与碳和/或氢和/或轻度氧化的碳结合的碳，和ii)结合能较高的CF2基团中的碳，其中与C原子结合的每一个F原子已知使C1s信号移动约2.9ev，其次移动碳原子约0.7ev。XP光谱中未观察到N1s信号，表明Rf-硅烷可形成没有针孔缺陷和/或在各处均相对厚的膜。XP光谱中也存在少量的氧信号，估计来自Si-O键。
实施例12.R f -NCO-硅烷/旋涂尼龙基材的制备
将根据实施例9制备的水解的NCO-硅烷/旋涂尼龙基材与Rf-硅烷的开放式小瓶一起放入干燥器中16小时。然后将水解的NCO-硅烷/旋涂尼龙基材干燥器中取出，并在80℃的炉中固化1小时，以形成在其表面上沉积有Rf-硅烷的NCO-硅烷/旋涂尼龙基材(“Rf-NCO-硅烷/旋涂尼龙基材”)。椭偏光谱分析表明，在与Rf-硅烷接触之前水解的NCO-硅烷/旋涂尼龙基材的表面厚度为125.9
Figure G2007800447530D00243
而在与Rf-硅烷接触以形成根据该实施例的Rf-NCO-硅烷/旋涂尼龙基材之后的表面厚度为272.3
Figure G2007800447530D00244
与Rf-硅烷接触后的表面厚度显著增加表明Rf-硅烷分子交联到基材表面的聚合物薄膜中。
实施例13.R f -NCO-硅烷/增强尼龙基材的磨损测试
测试耐磨损性的磨损设备由相对于试验台顶部垂直夹紧的电钻(Craftsman公司，No.315.101160型)构成。经设计与电钻一起使用的市售抛光盘(Craftsman公司)与钻机的卡盘连接，一片研磨毡(15cm×14.7cm)粘贴在抛光盘上。开启钻机时，使得毡盘平行于试验台顶部来旋转。样品架由两个通过钢铰链以端对端方式连接的矩形胶合板条构成。矩形条之一的端部被夹紧至试验台，样品通过双面胶与另一个矩形条的端部连接。然后将样品放在毡轮上距其中心4.5cm处，并在毡轮旋转时保持与毡轮的接触。称重164g的黄铜筒放在板条上的样品的正上方。钻机的转速由调压变压器控制，此外在毡片的边缘做标记以计算磨损测试时的循环数。
另外，增强尼龙基材根据实施例2来进行等离子体清洁/处理。在等离子体清洁/处理之后，增强尼龙基材被水解，使其具有与已用NCO硅烷处理过般类似的表面，然后将其与(十三氟-1，1，2，2-四氢辛基)三氯硅烷的开放式小瓶一起放入干燥器中16小时。随后将增强尼龙基材从干燥器中取出，并在80℃的炉中固化1小时，以形成其表面上沉积有Rf-硅烷的增强尼龙基材，Rf-硅烷与增强尼龙基材的表面之间不存在NCO-硅烷。
使用磨损设备分别测试根据实施例11制备的Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材和包括Rf-硅烷但不包括NCO-硅烷的增强尼龙基材。在磨损测试设备中超过430个循环后，根据实施例11制备的Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材表面的水前进接触角比包括Rf-硅烷但不包括NCO-硅烷的增强尼龙基材表面的水前进接触角大10°。
磨损测试后的基材表面的XP光谱显示根据实施例11制备的Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材的C∶F的比率为43∶57，而包括Rf-硅烷且不包括NCO-硅烷的增强尼龙基材C∶F的比率为49∶51，表明在实施例11制备的Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材的表面上具有更高的Rf-硅烷浓度。XP光谱的窄扫描显示，对于根据实施例11制备的Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材表面来说，与F原子连接的C的峰具有相对较大的强度，进一步表明表面上的Rf-硅烷的浓度更高。
实施例14.基材表面的TOF-SIMS分析
对用NCO-硅烷处理过的、并再次用Rf-硅烷处理过的二氧化硅基层、增强尼龙基材和旋涂尼龙基材进行负离子模式和正离子模式的TOF-SIMS分析。信息深度仅约为2nm的TOF-SIMS分析比探测材料至少10nm的XPS分析通常具有更多的表面灵敏度。根据实施例10制备的Rf-NCO-硅烷/硅基材、根据实施例11制备的Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材和根据实施例12制备的Rf-NCO-硅烷/旋涂尼龙基材的正离子TOF-SIMS光谱分析各自显示了一系列的峰，均以全氟化的烃为特征。TOF-SIMS光谱中的两个最大的峰被识别为CF+峰和CF3 +峰。Rf-NCO-硅烷/硅基材、Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材和Rf-NCO-硅烷/旋涂尼龙基材的负离子光谱主要是单一的F-峰，还显示了F2 -峰，其作为F-信号强度一般小于5％。
实施例15.表面层厚度的分析
将表面上均未沉积NCO-硅烷的等离子体处理过的硅基材和旋涂尼龙基材进行水解。将表面上沉积有NCO-硅烷的硅基材和旋涂尼龙基材也进行水解。该实施例中的各基材随后与Rf-硅烷的开放式小瓶一同放在干燥器中16小时，之后在80℃的炉中固化1小时。
椭偏光谱显示，其上未沉积NCO-硅烷的硅基材的表面平均涂层厚度为116.7
Figure G2007800447530D00261
其上未沉积NCO-硅烷的旋涂基材的表面平均涂层厚度为232.7
Figure G2007800447530D00262
椭偏光谱显示，其上沉积有NCO-硅烷的硅基材的表面平均涂层厚度为48.0
Figure G2007800447530D00263
其上沉积有NCO-硅烷的旋涂基材的表面平均涂层厚度为67.0
Figure G2007800447530D00264
因此，椭偏光谱分析表明涂布有NCO-硅烷的表面显著薄于未由NCO处理的表面。
实施例16.使用YES体系的增强尼龙基材的等离子体清洁/处理
使用加利福尼亚州Yield Engineering Systems，Inc.制造的YES1224 P Chemical Vapor Deposition System(“YES体系”)在O2等离子体中对增强尼龙基材进行清洁/处理。采用各种不同的时限。表1显示了根据该实施例的曝露于O2等离子体中不同时限的增强尼龙基材的水的前进接触角。
表1
  等离子体处理时间(分钟)   水的前进接触角(θa(H2O))
  1   47°
  2.5   45°
  5   37°
  7.5   34°
实施例17.使用YES体系的NCO-硅烷/硅基材的制备
使用YES体系在O2等离子体中对硅基材进行6分钟的清洁/处理。硅基材随后曝露于温度为100℃的NCO-硅烷蒸汽10分钟，以形成NCO-硅烷/硅基材。根据该实施例制备的NCO-硅烷/硅基材的水的前进接触角测定为55°。硅基材的表面和根据该实施例制备的NCO-硅烷/硅基材的椭偏光谱显示NCO-硅烷沉积导致硅基材表面的厚度增大11.8
Figure G2007800447530D00271
实施例18.使用YES体系的NCO-硅烷/增强尼龙基材的制备
使用YES体系在O2等离子体中对增强尼龙基材进行6分钟的清洁/处理。增强尼龙基材随后曝露于温度为100℃的NCO-硅烷蒸汽10分钟，以形成NCO-硅烷/增强尼龙基材。根据该实施例制备的NCO-硅烷/增强尼龙基材的水的前进接触角测定为76°。
实施例19.使用YES体系的R f -NCO-硅烷/硅基材的制备
制备实施例17的NCO-硅烷/硅基材之后，将3ml水引入YES体系的小室中，以在小室中产生水蒸气。NCO-硅烷/硅基材通过在小室中与温度为100℃的水蒸气接触30分钟进行水解。NCO-硅烷/硅基材随后曝露于温度为100℃的Rf-NCO-硅烷蒸汽15分钟，以形成Rf-NCO-硅烷/硅基材。根据该实施例制备的Rf-NCO-硅烷/硅基材的水前进接触角测定为125°。
实施例20.使用YES体系的R f -NCO-硅烷/增强尼龙基材的制备
在制备实施例18的NCO-硅烷/增强尼龙基材之后，将3ml水引入YES体系中含有NCO-硅烷/增强尼龙基材的小室中，以在小室中产生水蒸气。NCO-硅烷/增强尼龙基材通过在小室中与温度为100℃的水蒸气接触30分钟而进行水解。NCO-硅烷/增强尼龙基材随后曝露于温度为100℃的Rf-NCO-硅烷蒸汽15分钟，以形成Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材。根据该实施例制备的Rf-NCO-硅烷/增强尼龙基材的水前进接触角测定为155°。
前述描述已被提供为能够使本领域的技术人员最好地利用本文中描述的示例性实施方式的各种方案。该示例性描述并非意图穷举所披露的任何精确形式或限制于所披露的任何精确形式。可以进行许多改进和变化而不会背离即时披露的精神和范围。本文中描述的实施方式从各方面来说均是描述性而非限制性的。
除非另作说明，本说明书和权利要求中使用的术语“一个”或“一种”将被理解为“至少一个”或“至少一种”的意思。另外，为便于使用，本说明书和权利要求中使用的单词“含有”和“具有”是可以互换的，并具有与单词“包括”相同的含义。

Claims (99)

1.一种方法，其包括：
(a)将第一硅烷沉积到表面上，所述第一硅烷包括官能性连接基团和硅烷基团；
(b)将第二硅烷沉积在所述第一硅烷上，所述第二硅烷包括疏水性脂族基团和硅烷基团。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一硅烷的官能性连接基团包括下述基团中的至少一种：
异氰酸酯基团；
酰卤基团；
环氧化物基团；
缩水甘油基基团；
氨基基团；
甲酯基团；
异硫氰酸根基团；
羧基基团；
活化羧基基团；
烷基卤基团；
苄基卤基团；
氯硅烷基团；
甲氧基硅烷基团；
乙氧基硅烷基团。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一硅烷的硅烷基团包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00011
其中，R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一硅烷包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00021
其中：
n＝0～32；
X是异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团、甲氧基硅烷基团、乙氧基硅烷基团；
R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第二硅烷的疏水性脂族基团包括下述链中的至少一种：
烷基链；
部分氟化的烷基链；
全氟烷基链。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第二硅烷的硅烷基团包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00031
其中，R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述第二硅烷包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00032
其中：
n＝0～32；
R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述表面包括聚合物基材的表面。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述表面包括硅基基材的表面。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述表面包括羟基基团。
11.如权利要求10所述的方法，其中(a)包括通过将所述第一硅烷与所述表面的羟基基团反应而使所述第一硅烷与所述表面结合。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述表面包括含有硅烷醇基团的硅基基材的表面。
13.如权利要求12所述的方法，其中(a)包括通过使所述第一硅烷的硅烷基团与所述硅基基材的硅烷醇基团反应形成硅氧烷键而使所述第一硅烷与所述表面结合。
14.如权利要求1所述的方法，其还包括在(a)之前的：
(c)将所述表面的一部分氧化。
15.如权利要求14所述的方法，其中(c)包括使所述表面与下述中的至少一种相接触：
等离子体；
氧化剂；
紫外光。
16.如权利要求1所述的方法，其还包括在(b)之前的：
(d)将所述第一硅烷水解。
17.如权利要求16所述的方法，其中(d)包括将所述第一硅烷上的硅烷基团水解形成硅烷醇基团。
18.如权利要求17所述的方法，其中(b)包括通过使所述第二硅烷的硅烷基团与所述第一硅烷的硅烷醇基团反应形成硅氧烷键而使所述第二硅烷与所述第一硅烷结合。
19.如权利要求16所述的方法，其中(d)包括将所述第一硅烷与水分相接触。
20.如权利要求1所述的方法，其还包括在(a)之前的：
(e)将所述第一硅烷蒸发形成汽化的第一硅烷。
21.如权利要求20所述的方法，其中(a)包括使所述基材与所述汽化的第一硅烷相接触。
22.如权利要求1所述的方法，其还包括在(b)之前的：
(f)将所述第二硅烷蒸发形成汽化的第二硅烷。
23.如权利要求22所述的方法，其中(b)包括使所述第一硅烷与所述汽化的第二硅烷相接触。
24.如权利要求1所述的方法，其还包括：
(g)将下述物质中的至少一种交联：
所述第一硅烷；
所述第二硅烷。
25.如权利要求1所述的方法，其还包括：
(h)将下述物质中的至少一种固化：
所述第一硅烷；
所述第二硅烷。
26.一种组合物，其包括下述物质的反应产物：
包括羟基基团的基材；
包括官能性连接基团和硅烷基团的第一硅烷；
包括疏水性脂族基团和硅烷基团的第二硅烷。
27.如权利要求26所述的组合物，其中所述官能性连接基团包括下述基团中的至少一种：
异氰酸酯基团；
酰卤基团；
环氧化物基团；
缩水甘油基基团；
氨基基团；
甲酯基团；
异硫氰酸根基团；
羧基基团；
活化羧基基团；
烷基卤基团；
苄基卤基团；
氯硅烷基团；
甲氧基硅烷基团；
乙氧基硅烷基团。
28.如权利要求26所述的组合物，其中所述第一硅烷通过下述键中的至少一种与所述基材结合：
氨基甲酸酯键；
酯键；
醚键；
Si-O-C键；
酰胺键；
亚胺键；
离子键；
硅氧烷键。
29.如权利要求26所述的组合物，其中所述第一硅烷的硅烷基团包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00061
其中，R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
30.如权利要求26所述的组合物，其中所述第一硅烷包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00071
其中：
n＝0～32；
X是异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团、甲氧基硅烷基团、乙氧基硅烷基团；
R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
31.如权利要求26所述的组合物，其中所述第二硅烷的疏水性脂族基团包括下述链中的至少一种：
烷基链；
部分氟化的烷基链；
全氟烷基链。
32.如权利要求26所述的组合物，其中所述第二硅烷的硅烷基团包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00081
其中R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
33.如权利要求26所述的组合物，其中所述第二硅烷包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00082
其中：
n＝0～32；
R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
34.如权利要求26所述的组合物，其中所述基材包括聚合物基材。
35.如权利要求26所述的组合物，其中所述基材包括硅基基材。
36.如权利要求26所述的组合物，其中所述第一硅烷包括含有硅氧烷键的交联部分。
37.如权利要求26所述的组合物，其中所述第二硅烷包括含有硅氧烷键的交联部分。
38.一种制品，其包括：
具有表面的第一部分；
与所述第一部分的表面结合的涂层组合物，所述涂层组合物包括：
与所述第一部分的表面结合的第一硅烷，所述第一硅烷包括硅烷基团；
通过硅氧烷键与所述第一硅烷结合的第二硅烷，所述第二硅烷包括疏水性脂族基团。
39.如权利要求38所述的制品，其中所述第一硅烷通过下述键中的至少一种与所述第一部分的表面结合：
氨基甲酸酯键；
酯键；
醚键；
Si-O-C键；
酰胺键；
亚胺键；
离子键；
硅氧烷键。
40.如权利要求38所述的制品，其中所述第一硅烷包括由下式表示的硅烷基团：
Figure F2007800447530C00091
其中，R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基、甲氧基乙氧基乙氧基或硅氧烷键。
41.如权利要求38所述的制品，其中所述第一硅烷包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00101
其中：
n＝0～32；
X是异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团、甲氧基硅烷基团、乙氧基硅烷基团、氨基甲酸酯键、酯键、醚键、Si-O-C键、酰胺键、亚胺键、离子键或硅氧烷键；
R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基、甲氧基乙氧基乙氧基或硅氧烷键。
42.如权利要求38所述的制品，其中所述第二硅烷的疏水性脂族基团包括下述链中的至少一种：
烷基链；
部分氟化的烷基链；
全氟烷基链。
43.如权利要求38所述的制品，其中所述第二硅烷包括由下式表示硅烷基团：
Figure F2007800447530C00111
其中，R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基、甲氧基乙氧基乙氧基或硅氧烷键。
44.如权利要求38所述的制品，其中所述第二硅烷包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00112
其中：
n＝0～32；
R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基、甲氧基乙氧基乙氧基或硅氧烷键。
45.如权利要求38所述的制品，其还包括限定在所述第一部分的表面中的开口。
46.如权利要求45所述的制品，其中所述涂层组合物与所述第一部分的表面在与所述限定在所述第一部分的表面中的开口邻接的区域处结合。
47.如权利要求45所述的制品，其中所述开口具有限定延伸通过所述制品的一部分的所述开口的一部分的开口表面，且其中所述涂层组合物与所述开口表面结合。
48.如权利要求45所述的制品，其中所述涂层组合物能够防止液体穿过所述开口。
49.如权利要求38所述的制品，其中所述第一部分的表面包括网状表面，所述网状表面包括限定在所述网状表面中的开口。
50.如权利要求38所述的制品，其还包括具有表面的第二部分，其中开口限定在所述第一部分的表面与所述第二部分的表面之间。
51.一种设备，其包括：
助听装置，所述助听装置包括：
第一构件，所述第一构件具有表面部分；
与所述第一构件的表面部分结合的涂层组合物，所述涂层组合物包括：
与所述第一构件的表面部分结合的粘附层；
与所述粘附层结合的疏水层。
52.如权利要求51所述的设备，其中所述疏水层包括疏水性脂族基团，所述疏水性脂族基团包括下述链中的至少一种：
烷基链；
部分氟化的烷基链；
全氟烷基链。
53.如权利要求51所述的设备，其中所述粘附层通过下述键中的至少一种与所述第一构件的表面部分结合：
氨基甲酸酯键；
酯键；
醚键；
Si-O-C键；
酰胺键；
亚胺键；
离子键；
硅氧烷键。
54.如权利要求51所述的设备，其中所述疏水层通过下述键中的至少一种与所述粘附层结合：
硅氧烷键；
Si-O-Ge键；
Ge-O-Ge键。
55.如权利要求51所述的设备，其中所述涂层组合物的多个部分是交联的。
56.如权利要求51所述的设备，其中所述第一构件包括限定在所述第一构件的表面部分中的开口。
57.如权利要求56所述的设备，其中所述涂层组合物与所述第一构件的表面部分在与所述限定在所述第一构件的表面部分中的开口邻接的区域处结合。
58.如权利要求56所述的设备，其中所述开口具有限定延伸通过所述第一构件的一部分的所述开口的一部分的开口表面，且其中所述涂层组合物与所述开口表面结合。
59.如权利要求51所述的设备，其还包括具有表面部分的第二构件。
60.如权利要求59所述的设备，其还包括与所述第二构件的表面部分结合的涂层组合物，所述涂层组合物包括：
与所述第二构件的表面部分结合的粘附层；
与所述粘附层结合的疏水层。
61.如权利要求59所述的设备，其中所述第一构件的表面部分位于所述第二构件的表面部分附近；且
其中开口限定在所述第一构件的表面部分与所述第二构件的表面部分之间。
62.如权利要求61所述的设备，其中所述涂层组合物以足以防止液体穿过所述开口的量与所述第一部分的表面结合。
63.如权利要求62所述的设备，其中所述涂层组合物以足以允许气体穿过所述开口的量与所述第一部分的表面结合。
64.如权利要求51所述的设备，其中所述助听装置包括下述构件中的至少一种：
壳体构件；
音量控制器；
电池盒盖；
麦克风套。
65.如权利要求51所述的设备，其中所述助听装置包括助听器附件，所述助听器附件包括下述构件中的至少一种：
电池；
电池触点。
66.一种方法，其包括：
(a)将第一硅烷沉积到助听装置的表面部分上，所述第一硅烷包括官能性连接基团和硅烷基团；
(b)将第二硅烷沉积到所述第一硅烷上，所述第二硅烷包括疏水性脂族基团和硅烷基团。
67.如权利要求66所述的方法，其中所述第一硅烷的官能性连接基团包括下述基团中的至少一种：
异氰酸酯基团；
酰卤基团；
环氧化物基团；
缩水甘油基基团；
氨基基团；
甲酯基团；
异硫氰酸根基团；
羧基基团；
活化羧基基团；
烷基卤基团；
苄基卤基团；
氯硅烷基团；
甲氧基硅烷基团；
乙氧基硅烷基团。
68.如权利要求66所述的方法，其中所述第一硅烷的硅烷基团包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00151
其中，R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
69.如权利要求66所述的方法，其中所述第一硅烷包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00161
其中：
n＝0～32；
X是异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团、甲氧基硅烷基团、乙氧基硅烷基团；
R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
70.如权利要求66所述的方法，其中所述第二硅烷的疏水性脂族基团包括下述链中的至少一种：
烷基链；
部分氟化的烷基链；
全氟烷基链。
71.如权利要求66所述的方法，其中所述第二硅烷的硅烷基团包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00162
其中，R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
72.如权利要求66所述的方法，其中所述第二硅烷包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00171
其中：
n＝0～32；
R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
73.如权利要求66所述的方法，其还包括在(a)之前的：
(c)将所述表面的一部分氧化。
74.如权利要求66所述的方法，其中所述助听装置包括下述构件中的至少一种：
壳体构件；
音量控制器；
电池盒盖；
麦克风套。
75.如权利要求66所述的方法，其中所述助听装置包括助听器附件，所述助听器附件包括下述构件中的至少一种：
电池；
电池触点。
76.一种方法，其包括：
(a)将粘附促进化合物沉积到表面上，所述粘附促进化合物包括官能性连接基团和下述基团中的至少一种：
硅烷官能团；
锗官能团；
(b)将疏水层形成化合物沉积到所述粘附促进化合物上，所述疏水层形成化合物包括疏水性脂族基团和下述基团中的至少一种：
硅烷官能团；
锗官能团。
77.如权利要求76所述的方法，其中所述粘附促进化合物的官能性连接基团包括下述基团中的至少一种：
异氰酸酯基团；
酰卤基团；
环氧化物基团；
缩水甘油基基团；
氨基基团；
甲酯基团；
异硫氰酸根基团；
羧基基团；
活化羧基基团；
烷基卤基团；
苄基卤基团；
氯硅烷基团；
甲氧基硅烷基团；
乙氧基硅烷基团。
78.如权利要求76所述的方法，其中所述表面包括羟基基团。
79.如权利要求78所述的方法，其中(a)包括通过使所述粘附促进化合物的官能性连接基团与所述表面的羟基基团反应而使所述粘附促进化合物与该表面结合。
80.如权利要求76所述的方法，其还包括在(a)之前的：
(c)将所述表面的一部分氧化。
81.如权利要求76所述的方法，其还包括在(b)之前的：
(d)将所述粘附促进化合物水解。
82.如权利要求76所述的方法，其还包括在(a)之前的：
(e)使所述粘附促进化合物蒸发形成汽化的粘附促进化合物。
83.如权利要求76所述的方法，其还包括在(b)之前的：
(f)使所述疏水层形成化合物蒸发形成汽化的疏水层形成化合物。
84.如权利要求76所述的方法，其还包括：
(g)将下述物质中的至少一种交联：
所述粘附促进化合物；
所述疏水层形成化合物。
85.一种组合物，其包括下述物质的反应产物：
包括羟基基团的基材；
包括粘附促进化合物的粘附促进组合物，所述粘附促进化合物包括官能性连接基团和下述基团中的至少一种：
硅烷官能团；
锗官能团；
包括疏水层形成化合物的疏水层形成组合物，所述疏水层形成化合物包括疏水性脂族基团和下述基团中的至少一种：
硅烷官能团；
锗官能团。
86.如权利要求85所述的组合物，其中所述粘附促进组合物和所述疏水层形成组合物中的至少一种包括具有硅烷官能团的化合物；且
其中所述粘附促进组合物和所述疏水层形成组合物中的至少一种包括具有锗官能团的化合物。
87.如权利要求85所述的组合物，其中所述粘附促进化合物的官能性连接基团包括下述基团中的至少一种：
异氰酸酯基团；
酰卤基团；
环氧化物基团；
缩水甘油基基团；
氨基基团；
甲酯基团；
异硫氰酸根基团；
羧基基团；
活化羧基基团；
烷基卤基团；
苄基卤基团；
氯硅烷基团；
甲氧基硅烷基团；
乙氧基硅烷基团。
88.如权利要求85所述的组合物，其中所述粘附促进化合物通过下述键中的至少一种与所述基材结合：
氨基甲酸酯键；
酯键；
醚键；
Si-O-C键；
酰胺键；
亚胺键；
离子键；
硅氧烷键。
89.如权利要求85所述的组合物，其中所述粘附促进化合物包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00211
其中，R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
90.如权利要求85所述的组合物，其中所述粘附促进化合物包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00212
其中：
n＝0～32；
X是异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团、甲氧基硅烷基团、乙氧基硅烷基团；
R1、R2和R3各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
91.如权利要求85所述的组合物，其中所述疏水层形成化合物的疏水性脂族基团包括下述链中的至少一种：
烷基链；
部分氟化的烷基链；
全氟烷基链。
92.如权利要求85所述的组合物，其中所述疏水层形成化合物包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00221
其中，R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
93.如权利要求85所述的组合物，其中所述疏水层形成化合物包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00222
其中：
n＝0～32；
R4、R5和R6各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
94.如权利要求85所述的组合物，其中所述粘附促进化合物包括由下式表示的基团：
其中，R7、R8和R9各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
95.如权利要求85所述的组合物，其中所述粘附促进化合物包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00232
其中：
n＝0～32；
X是异氰酸酯基团、酰氯基团、环氧化物基团、缩水甘油基基团、氨基基团、甲酯基团、异硫氰酸根基团、羧基基团、活化羧基基团、烷基氯基团、烷基溴基团、烷基碘基团、苄基氯基团、苄基溴基团、氯硅烷基团、甲氧基硅烷基团、乙氧基硅烷基团；
R7、R8和R9各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
96.如权利要求85所述的组合物，其中所述疏水层形成化合物包括由下式表示的基团：
Figure F2007800447530C00241
其中，R10、R11和R12各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
97.如权利要求85所述的组合物，其中所述疏水层形成化合物包括由下式表示的结构：
Figure F2007800447530C00242
其中：
n＝0～32；
R10、R11和R12各自独立地是F、Cl、Br、I、H、OH、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、烷氧基、乙酰氧基、甲基、烷基、全氟烷基、部分氟化的烷基、二甲基氨基、二烷基氨基、乙基氨基、单烷基氨基、氨基、苯基或甲氧基乙氧基乙氧基。
98.如权利要求85所述的组合物，其中所述基材包括聚合物基材。
99.如权利要求85所述的组合物，其中所述基材包括硅基基材。
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