CN102414231A - 电隔离聚合物组合物 - Google Patents

电隔离聚合物组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN102414231A
CN102414231A CN2010800193911A CN201080019391A CN102414231A CN 102414231 A CN102414231 A CN 102414231A CN 2010800193911 A CN2010800193911 A CN 2010800193911A CN 201080019391 A CN201080019391 A CN 201080019391A CN 102414231 A CN102414231 A CN 102414231A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compsn
monomer
coating
dielectricity
combination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800193911A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102414231B (zh
Inventor
L·L·菲尔滋
A·W·马丁
S·M·欧马利
D·M·德林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of CN102414231A publication Critical patent/CN102414231A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102414231B publication Critical patent/CN102414231B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C09D133/16—Homopolymers or copolymers of esters containing halogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/22—Esters containing halogen
    • C08F220/24—Esters containing halogen containing perhaloalkyl radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/447—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from acrylic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10—Esters
    • C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/103—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of trialcohols, e.g. trimethylolpropane tri(meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10—Esters
    • C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/104—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of tetraalcohols, e.g. pentaerythritol tetra(meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10—Esters
    • C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/105—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of pentaalcohols
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31652—Of asbestos
    • Y10T428/31663—As siloxane, silicone or silane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal
    • Y10T428/31681—Next to polyester, polyamide or polyimide [e.g., alkyd, glue, or nylon, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明披露了一种组合物，其包括至少一种可交联单体；至少一种疏水性单体；以及至少一种提高介电常数的试剂，所述试剂选自提高介电性的单体、铁电颗粒、电活性聚合物。本发明还披露了包括所述组合物的聚合物的涂料，以及包括电隔离层的制品。

Description

电隔离聚合物组合物
对在先提交的美国申请的优先权要求
本申请要求2009年2月26日提交的美国专利申请序列第12/393296号的权益。此文件的内容以及本文提及的任何出版物或专利文件的全部内容均通过援引加入本文。
背景
本发明涉及电隔离聚合物组合物以及包含所述组合物的涂料和制品。
发明概述
本发明提供了一种组合物，其包含：至少一种可交联单体；至少一种疏水性单体；以及至少一种提高介电常数的试剂，所述试剂选自：提高介电性的单体；铁电颗粒和电活性聚合物。
本发明提供了一种涂料，其包括至少一种可交联单体、至少一种疏水性单体和至少一种提高介电常数的试剂的聚合产物，所述试剂选自：提高介电性的单体；铁电颗粒和电活性聚合物。
本发明提供了一种制品，其包括电隔离层，所述电隔离层包括至少一种可交联单体、至少一种疏水性单体和至少一种提高介电常数的试剂的聚合产物，所述试剂选自：提高介电性的单体；铁电颗粒和电活性聚合物。
发明详述
除本文具体讨论的实施方式之外，在不背离本发明的范围或精神的前提下，可以构想和实施其他实施方式。以下详细描述不构成限制。所提供的定义是为了便于理解常用的一些术语，对发明内容不构成限制。
除非另有说明，否则，说明书和权利要求书中用来描述特征尺寸、数量和物理性质的数字均应理解为在所有情况下都受“约”字修饰。因此，除非有相反说明，否则，在前面的说明书和后面所附的权利要求书中设定的数值参数均为近似值，本领域的技术人员可以利用本文所披露的内容，根据所需性质对其加以改变。
通过端点表达的数值范围包括该范围所含的所有数字(例如，1-5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及该范围内的任何范围。
本说明书和所附权利要求书中所用的单数形式“一种”、“一个”和“该”包括指代对象为复数的实施方式，除非文中另有明确说明。本说明书中使用的单数词可包括该词所指对象超过一个的实施方式，除非文中另有明确说明。例如，除非文中另有明确说明，短语“加入一种溶剂”包括加入一种溶剂或者一种以上的溶剂。本说明书和所附权利要求书中所用“或”字一般是在“二者之一或者二者同时”的含义上使用的，除非文中另有明确说明。
“包括”、“包含”或类似词语是指涵盖但不限于，也就是说内含但非排他。
本发明提供了组合物、包含这种组合物的涂料以及包含这种组合物的制品。组合物以及包含这种组合物的涂料和制品可具有各种性质。在一些实施方式中，所述组合物可提供电极的物理屏障和电子涂层，它们具有以下综合性质：对水的高抗渗透性、高电压击穿水平、较高的介电常数和高疏水性。
电湿润设备一般同时采用无机膜和上层疏水膜，为电湿润电极提供屏障保护。然而，这种多层屏障无法使制得的设备在直接接触液体时具有足以抵抗电击穿的强度。本发明提供了电隔离涂层，特别是在电湿润应用中，这样的涂层也针对水的渗透提供了物理屏障。
在一些实施方式中，本发明提供了可以作为预聚物组合物或聚合物组合物的组合物。预聚物组合物一般是可聚合形成聚合物组合物的组合物。预聚物组合物可包括一种或多种单体。本说明书所用“单体”一般具有本领域技术人员所赋予的含义。具体地，单体是较小的分子，可与其他单体发生化学键合，形成称为聚合物的较大的分子。一种或多种单体与一种或多种其他单体化学键合形成聚合物的过程称作聚合。
一种示例性组合物可包括至少一种可交联单体、至少一种疏水性单体和至少一种提高介电性的试剂。例如，一种组合物可包括一种或不止一种可交联单体、一种或不止一种疏水性单体以及一种或不止一种提高介电性的试剂。
可交联单体一般指既能聚合，又能让所得聚合物在此单体处交联的分子。一般地，交联指将一条聚合物链连接到另一条聚合物链上的键，或者将聚合物链的一部分连接到同一聚合物链另一部分的键。可交联单体在其分子上包括这样两个部分：一部分可发生聚合，一部分可与聚合物上其他某部分形成化学键。分子上可与聚合物其他某部分(或另一聚合物链)形成化学键的部分称作可交联部分。交联可发生在例如聚合过程中或聚合之后。
可交联部分与分子上用来形成聚合物的部分(可聚合部分)可以相同，也可以不同。在一些实施方式中，可交联部分可以与可聚合部分相同。在一些实施方式中，可交联部分可以与可聚合部分不同。可交联单体可以包括一个可交联部分或者不止一个可交联部分。
在一些实施方式中，可交联单体可以包括可聚合部分和至少一个可交联部分。包括可聚合部分和一个可交联部分的可交联单体可以称作双官能单体。在一些实施方式中，可交联单体可以包括可聚合部分和至少两个可交联部分。包括可聚合部分和两个可交联部分的可交联单体可以称作三官能单体。在一些实施方式中，可交联单体可以包括具有至少三个可交联部分的可聚合部分。包括可聚合部分和三个可交联部分的可交联单体可以称作四官能单体。在一些实施方式中，可交联单体可以包括可聚合部分和至少四个可交联部分。包括可聚合部分和四个可交联部分的可交联单体可以称作五官能单体。在一些实施方式中，可交联单体可以包括可聚合部分和至少五个可交联部分。包括可聚合部分和五个可交联部分的可交联单体可以称作六官能单体。
在一些实施方式中，可交联单体可包括任何类型的官能部分。示例性官能部分包括有机部分，如丙烯酸酯部分、环氧部分、氨基甲酸酯部分和酰亚胺部分。示例性官能部分还可包括无机部分，如硅氧烷部分和磷腈部分。在一些实施方式中，可交联单体可包括丙烯酸酯部分。
在一些实施方式中，组合物可以包括不止一种可交联单体。例如，组合物可以包括至少两种可交联单体。在一些实施方式中，组合物可以包括一种可交联单体和同样可交联的疏水性单体(包括可聚合部分和至少一个可交联部分)，以调节组合物的混溶性。例如，可交联单体(或多种可交联单体)与组合物其余组分的混溶性较小，因而可加入疏水性单体(同样可交联)，提高组合物的总体混溶性。
具体的示例性可交联单体类型可以包括例如乙氧基化丙烯酸酯单体，如乙氧基化丙烷三丙烯酸酯单体和乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯。可以采用的具体的可交联单体包括例如乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(5)三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、乙氧基化(5)季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、甲基丙烯酰基多面低聚硅倍半氧烷(POSS
Figure BPA00001449246600041
)以及类似的单体，或者它们的组合。
组合物可以包括各种含量的一种或多种可交联单体。可交联单体含量越高，所得聚合物(聚合的组合物)的交联度越高，因而可能较硬。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可包括约5％-约30％的可交联单体。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可包括约15％-约25％的可交联单体。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可包括约20％的可交联单体。
如上面所讨论的，组合物还包括至少一种疏水性单体。本说明书所用的“疏水性”一般具有本领域技术人员所赋予的含义。具体地，疏水性是指对抗水的性质，多数情况下不能以任何明显的量溶解于水，或者与水相斥。疏水性分子通常是非极性的，因而亲近其他中性分子和非极性溶剂。疏水性分子的例子一般包括含氟分子、烷烃、油、脂肪和油脂性物质。
疏水性单体可以包括可聚合部分和至少一个疏水性部分，例如非极性部分。疏水性部分的例子可以包括例如氟化部分或烷基部分。在一些实施方式中，疏水性单体是包括五(5)个或更多个氟原子、八(8)个或更多个氟原子、十六(16)个或更多个氟原子、或者二十三(23)个或更多个氟原子的单体。在一些实施方式中，疏水性单体是包括具有至少六(6)个碳原子、至少十二(12)个碳原子或至少十八(18)个碳原子的烷基链的单体。
具体的示例性疏水性单体类型包括全氟化合物或者长链烷基化合物。具体的示例性全氟疏水性单体包括例如甲基丙烯酸五氟苯甲酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、丙烯酸2，2，3，3，3-五氟丙酯、甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊酯、甲基丙烯酸4，4，5，5，6，7，7，7-八氟-2-羟基-6-(三氟甲基)庚酯、丙烯酸2，2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7-十二氟庚酯、丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬酯、丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，11，11，12，12，12-二十氟十二烷酯及其组合。长链疏水性单体的具体例子可以包括例如甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯及其组合。
如上面所讨论的，疏水性单体还可以包括可交联部分。若需要考虑组合物的混溶性，这将是有益的。可加入组合物以改变其混溶性的既疏水又可交联的示例性单体包括例如六氟双酚A二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1H，1H，6H，6H-八氟-1，6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1H，1H，5H，5H-六氟-1，4-戊二醇酯、季戊四醇二丙烯酸单硬脂酸酯、甲基丙烯酸五氟苯甲酯、甲基丙烯酸五氟苯酯及其组合。
在一些实施方式中，组合物可以包括不止一种疏水性单体。例如，组合物可以包括至少两种疏水性单体(例如疏水性单体和可交联疏水性单体)。包括疏水性部分但又可交联的单体(例如包括可聚合部分和至少一个可交联部分)视为疏水性单体。组合物可以包括各种含量的一种或多种疏水性单体。疏水性单体的含量越高，所得聚合物(聚合的组合物)的疏水性越高，因而与水的接触角越大。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可以包括例如约20％-约85％的疏水性单体。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可以包括例如约50％-约80％的疏水性单体。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可以包括例如约60％-约80％的疏水性单体。
如上面所讨论的，组合物还可包括至少一种提高介电常数的试剂。提高介电性的试剂可以包括例如提高介电性的单体、铁电颗粒、电活性微粒(如电活性聚合物和导电性纳米金属微粒)等试剂或其组合。组合物可以包括一种或不止一种提高介电性的试剂，例如组合物可以包括一种或不止一种提高介电性的单体和一种或不止一种铁电颗粒。组合物可以包括一种或不止一种特定类型的提高介电性的试剂，例如组合物可以包括至少两种提高介电性的单体或者至少两种提高介电性的单体和一种或不止一种电活性聚合物。
提高介电性的单体是包括可聚合部分和偶极部分的单体。偶极部分一般包括具有相隔原子间或分子间间距的相反电荷(完全电荷或部分电荷)的原子或原子团。偶极部分的极化强度是基团电负性的结果。电负性是原子吸引电子的趋势，基团电负性是多原子基团吸引电子的趋势。在一些实施方式中，可用的提高介电性的单体具有至少约2.4的基团电负性。诸如单体这样的分子的基团电负性是计算得到的性质。计算单体的基团电负性时，一般不考虑它包含在聚合物中的事实。说明性例子包括：甲基丙烯酸五溴苯酯[聚合科学公司(PolySciences，Inc.)，目录编号04253]的基团电负性为3.00；乙氧基化双酚二甲基丙烯酸酯(Sartomer SR348)的基团电负性为2.74。这些单体的基团电负性利用DMol3计算[美国加利福尼亚州圣迭戈市阿克塞利软件公司(Accelrys Software，Inc.，San Diego，CA)]。DMol3得到的是每个分子的电子亲和性与离子化能计算结果。然后就可以利用这些数值，根据密立根公式(EA+IE)/2计算基团电负性。
提高介电性的单体的具体类型包括含有卤素分子的单体或者包含第IV族元素如锆和铪的单体。包含第IV族元素的示例性单体包括例如丙烯酸锆、羧酸三丙烯酸溴代降莰烷内酯锆、羧乙基丙烯酸锆60％(正丙醇)，羧乙基丙烯酸铪60％(在1-丁醇中)等单体或其组合。提高介电性的单体的其他具体例子包括例如甲基丙烯酸五溴苯酯、乙氧基化双酚二甲基丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、甲基丙烯酸糠酯、甲基丙烯酸苯甲酯、丙烯酸2-氰基乙酯、乙烯基二茂铁、甲基丙烯酸炔丙酯以及类似单体或其组合。
在一些实施方式中，组合物可以包括不止一种提高介电性的单体。例如，组合物可以包括至少两种提高介电性的单体。包括偶极部分但又可交联(例如包括可聚合部分和至少一个可交联部分)的单体视为提高介电性的单体。组合物可以包括各种含量的一种或多种提高介电性的单体。提高介电性的单体的含量越高，所得聚合物(聚合的组合物)的介电常数越大，因而是更佳的电隔离体。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可以包括例如约10％-约60％提高介电性的单体。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可以包括例如约20％-约60％提高介电性的单体。
铁电颗粒也可选作提高介电性的试剂。铁电颗粒可单独使用，作为组合物中仅有的提高介电性的试剂；或者可与组合物中一种或多种其他提高介电性的试剂组合使用。铁电颗粒是具有高介电常数的材料。在一些实施方式中，铁电颗粒是介电常数为至少约10、至少约20、至少约70或至少约160的材料，包括中间介电常数值和范围。
铁电颗粒的示例性类型可以包括例如钛酸盐、锆酸盐及其他类似的无机陶瓷颗粒或者它们的组合。具体的示例性铁电颗粒包括钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铝(AlTiO3)、锆酸钡(BaZrO3)、氧化铝(Al2O3)、Y3N5O12、钛酸锆酸锶钡(“BSZT”)((Ba1-xSrx)(ZrxTi1-x)O3)、富勒烯以及类似的铁电颗粒或其组合。
在一些实施方式中，组合物可以包括不止一种铁电颗粒。例如，组合物可以包括至少两种铁电颗粒。组合物可以包括各种含量的一种或多种铁电颗粒。铁电颗粒含量越高，所得聚合物(聚合的组合物)的介电常数越高，因而是更佳的电隔离体。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可以包括例如约5％-约50％的铁电颗粒。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可以包括约20％-约40％的铁电颗粒。
电活性聚合物也可用作提高介电性的试剂。电活性聚合物是一类加电压后会改变形状的聚合物。电活性聚合物可分为例如介电电活性聚合物或离子电活性聚合物。对于介电电活性聚合物，将聚合物置于两个电极之间时，形变可由例如静电力引起。对于离子电活性聚合物，形变可由例如离子在聚合物内的位移引起。可以采用介电电活性聚合物、离子电活性聚合物或者它们的组合。电活性聚合物可单独使用，作为组合物中仅有的提高介电性的试剂，或者可与组合物中一种或多种其他提高介电性的试剂组合使用。例如，组合物可以包括电活性聚合物(EAP)和提高介电性的单体；或者组合物可以包括EAP和铁电颗粒。在一些实施方式中，电活性聚合物可以是介电常数至少约为5的材料。
在一些实施方式中，可用的电活性聚合物可以具有能与组合物中的单体组分结合的化学性质。这样，电活性聚合物可以交联到整体聚合物上。在一些实施方式中，电活性聚合物可以包括疏水性侧链官能团，所述官能团可以帮助分散、保持膜的整体疏水性或者同时起这两种作用。电活性聚合物的示例性类型包括聚噻吩和聚苯胺。电活性聚合物的具体例子包括导电的聚苯胺、酞菁铜(II)、聚吡咯、聚乙炔、聚芴、聚(对亚苯基硫)、聚萘、聚四硫富瓦烯、噻吩聚合物ADS 306 PT-EG[美国染料资源公司(American Dye Source，Inc.)]等聚合物或其组合。
在一些实施方式中，组合物可以包括不止一种电活性聚合物。例如，组合物可以包括至少两种电活性聚合物。组合物可以包括各种含量的一种或多种电活性聚合物。电活性聚合物的含量越高，所得聚合物(聚合的组合物)的介电常数越高，因而是更佳的电隔离体。在一些实施方式中，基于组合物总重(不计溶剂)，组合物可以包括例如约2％-约20％的电活性聚合物，约6％-约20％的电活性聚合物，或者约6％-约10％的电活性聚合物，包括中间值和中间范围。
组合物还可包括其他任选组分。例如，组合物可以包括一种或多种引发剂。可以采用热引发剂和光引发剂。在一些实施方式中，可选用光引发剂。示例性光引发剂包括汽巴特种化学品公司(Ciba Specialty Chemicals)(瑞士巴塞尔市)生产的IRGACURE
Figure BPA00001449246600081
和DAROCUR系列引发剂。在一些实施方式中，若选用引发剂，则引发剂按公知用量使用。例如，引发剂的加入量为组合物总重(不计溶剂)的约1％-约5％。在一些实施方式中，引发剂的加入量为组合物总重(不计溶剂)的约2％。
也可在组合物中加入其他任选组分。所述其他任选组分可以包括例如光学添加剂，如着色剂、染料、电致发光剂、发光剂、量子点、PDOT、纳米金属-聚合物复合物、荧光掺杂氧化硅纳米粒子、稳定剂以及类似组分，或者它们的组合。
组合物可在加入或不加入其他组分如溶剂的情况下，通过混合单体形成。在一些实施方式中，一种或不止一种单体可以与一种或不止一种溶剂组合。在包括较多的疏水性单体的实施方式中，可以调节条件(即溶剂用量、单体添加顺序或其他条件)，保持组合物的混溶性。在一些实施方式中，组合物可以这样形成：将提高介电性的单体与可交联单体组合，然后添加疏水性单体，根据单体的性质和用量，可使用合适的溶剂，也可不用溶剂。
本文所述组合物可以不聚合、部分聚合或完全聚合。至少部分聚合的组合物可称作聚合组合物。本文所述组合物可以涂布到基材上，形成涂层或层。一般地，组合物涂层要聚合。
本领域技术人员阅读本说明书后，可以根据其所知方法形成所述组合物的涂层。利用所述组合物形成涂层的一个具体方法可以包括以下步骤：获得或形成上述组合物，将组合物涂布到基材上，然后固化组合物，形成涂层。
具体涂布方法的选择至少部分取决于要涂覆的具体基材、所需涂层厚度、本文未提及的其他因素或者它们的组合。所选具体涂布方法也至少部分决定了是否要在组合物中加溶剂以及溶剂的加入量(如果加的话)。所选具体涂布方法还至少部分决定了是否要在组合物中加其他组分以及这些组分的加入量(如果加的话)。涂布组合物的具体方法可以包括例如旋涂、浸涂、喷涂、超声喷涂、蒸气涂布、电旋涂、刮涂、线涂(wire cater application)、RF磁控溅射、挤出涂布、幕涂、弯月面涂布、柔性版沉积以及类似方法，或者它们的组合。
本领域技术人员阅读本说明书后，可以根据其所知方法进行固化组合物的步骤。示例性固化方法包括例如热固化和电磁固化，后者的辐射源包括紫外线(UV)、可见光、微波、红外线(IR)以及类似的光化辐射源。
由所述组合物形成的涂层可赋予产品各种有利性质，包括防止水渗透的物理屏障、高介电常数、高电压击穿水平和类似性质或其组合。可作为防止水渗透的有效物理屏障的涂层能对基材形成无针眼覆盖，具有高疏水性、较高强度或硬度，或者它们的组合。
通过利用各种技术观察涂层的微表面或纳米表面，可以评价涂层的整体性。示例性技术包括例如扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、椭圆光度法、差示扫描量热法(DSC)、动态力学分析法(DMA)、纳米压痕法、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及其他类似的光学显微形式。利用这样的技术可以分析涂层的许多性质，包括整体性、热稳定性、化学均一性，在一些情况下还能确定本体中是否存在针眼。施加电压时，涂层看不出针眼，仍能被液体包围。若所述涂层选用于电湿润应用，则无针眼涂层是有利的，因为液体渗入电湿润显示器或电湿润器件会导致系统短路。
通过例如测量材料涂层上水的接触角，可以定量分析组合物或者由组合物形成的涂层的疏水性。接触角是液体/蒸气界面与固体表面相交的角度。接触角可利用角度计测量。在一些实施方式中，所述组合物形成涂层后即可具有至少约65°、至少约90°、至少约100°、至少约110°和至少约114°的接触角，包括中间值和中间范围。
当组合物所含可交联单体具有更多的可交联部分时，可得到交联度更高的聚合物。或者，所含可交联单体更多的组合物比所含可交联单体更少的组合物能得到交联度更高的聚合物。交联度更高的聚合物比交联度更低的聚合物能具有更高的强度。在一些实施方式中，动态力学分析(DMA)为确定膜的交联程度提供了定量方法。聚合物的交联量可通过测量聚合物的交联密度来评价。聚合物的交联密度可定义为每条主链上发生交联的单体单元的数量。交联密度(Г)可定义如下：
Γ = ( M n ‾ ) 0 ( M n ‾ ) c
其中
Figure BPA00001449246600102
是未交联聚合物的数均分子量，
Figure BPA00001449246600103
是交联键之间的数均分子量。交联密度越高，聚合物的硬度越高，强度一般也越高。在一些实施方式中，所述聚合物的交联密度可以是至少约10％，或者至少约20％。
交联度更高的聚合物比交联度更低的聚合物更硬。聚合物的硬度可通过测量聚合物的弹性模量来确定。弹性模量描述的是物质受力时发生弹性形变的趋势。一种特定类型的模量是杨氏模量(E)。杨氏模量描述的是拉伸弹性，或者说是材料受到沿轴向的相反作用力时，其沿轴向发生形变的趋势；它定义为拉伸应力与拉伸应变之比。可以采用测量材料模量的常用方法，如测量材料的杨氏模量。杨氏模量可通过纳米压痕法、动态力学分析法或其组合测量。
在一些实施方式中，所述涂层的杨氏模量为例如约1兆帕(MPa)-约200吉帕(GPa)，或者至少约100兆帕，或者至少约1吉帕。
所述涂层可以具有介电常数较高的优点。材料的介电常数(k)是材料输送交流电流的能力与真空输送交流电流的能力相比的相关数值。材料的介电常数可利用试验电容器测量。先测量板间为真空的试验电容器的电容量，然后测量板间为所研究的材料的试验电容器的电容量。介电常数是试验材料的电容量与真空的电容量之比。
在一些实施方式中，所述涂层的介电常数可以是至少约1.5。在一些实施方式中，所述涂层的介电常数可以是至少约2。在一些实施方式中，所述涂层的介电常数可以是至少约4。在一些实施方式中，所述涂层的介电常数可以是至少约7。在一些实施方式中，所述涂层的介电常数可以是至少约10。
所述涂层可以具有电压击穿水平较高的优点。材料的击穿电压是通过材料的电流突然增大时的电压。严重击穿时的电压是材料发生物理和化学改变，并伴随不可逆损坏的电压。所述涂层的击穿电压可利用金属-绝缘体-金属结构测量，其中所述涂层夹在两个金属电极之间。可逐步增大电压，直至发生严重故障。严重故障可根据介电材料的以下现象看出：例如发生电弧放电、发出爆音、分解或其组合。所述膜的击穿电压可以高达1800伏/微米。
各种材料的电压击穿水平可利用加速电压击穿协议来比较。在较高电压[例如约125伏(均方根(RMS))]下，使水接触经绝缘处理的电极，当水在限定时间内渗透至电极，引起所述涂层击穿时，就发生了加速击穿。在一些实施方式中，所述涂层的电压击穿水平是在120伏至少稳定约20分钟，或者在120伏至少稳定约40分钟。在相同条件下，作为常用非交联疏水性聚合物的TEFLON
Figure BPA00001449246600111
在9秒钟内即被击穿。
在一些实施方式中，若涂层具有较大的介电常数或者较高的电压击穿水平，则它也可有利地用于某些应用。在一些实施方式中，涂层同时具有较大的介电常数和较高的电压击穿水平。不过，较大的介电常数可以补偿较低的电压击穿水平。类似地，较高的电压击穿水平可以补偿较小的介电常数。
所述组合物可用于例如电子器件、光学器件或电光器件。可有利地使用所述组合物的一个具体类型的电光应用是电湿润和介电电泳领域。电湿润器件具有广泛应用，包括例如显示器、数字微流控、基因组DNA测序、细胞分选、药物递送器件、相机图像稳定器、MEMS器件、三维(3D)显示器、电池、投影器件、透镜、反射显示器、传感器、光刻设备、光学分束器、光伏器件、程控微流处理器、触敏器件、微定位器件和化学微反应器以及类似应用，或者它们的组合。电湿润技术可有利地用于例如显示领域，因为它具有高切换速度、低功耗和亮反射演色性。
包含所述已涂布的组合物的制品可以包括例如电隔离层，所述电隔离层包括本文所述组合物的聚合产品。制品还可包括其他任选组件。例如，电隔离层可以邻近电极。在一些实施方式中，电隔离层可直接与电极相邻。在一些实施方式中，电隔离层设置在电极上或者直接位于电极上。可包括在所述制品中的电极可以由以下材料制备：例如导电聚合物、金属、包含无机和有机导电试剂的混合材料、半导体(如硅)、超导材料和类似材料及其组合。
在一些实施方式中，制品可以包括粘合促进剂。粘合促进剂可设置在电极(或其他组件)与电隔离层之间。示例性粘合促进剂包括例如DYNASYLAN
Figure BPA00001449246600112
材料，如DYNASYLAN
Figure BPA00001449246600113
Glymo或DYNASYLAN
Figure BPA00001449246600114
DAMO-T[德国埃森市赢创德固赛公司(Evonik Degussa GmbH，Essen，Germany)]，以及包含丙烯酸酯、胺、硫、乙烯基或甲基丙烯酸酯基团这样的键合官能团的硅烷(例如环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷Z-6040)。
制品还可包括由所述组合物形成的多个涂层。本文所述涂层也适用于可以附连到底板上的“自立式”前板显示器。
在一些实施方式中，由所述组合物形成的膜或涂层还可包括位于涂层上的表面织构。这种纳米结构或微米结构可进一步通过“荷叶”效应提高涂层的疏水性。类似地，所述膜或涂层可具有局部施涂到涂层外露表面上的疏水性材料，进一步提高涂层的疏水性。在一些实施方式中，可利用微机械加工、蚀刻、受激准分子激光烧蚀或其组合在膜上引入表面特征。
电湿润器件功能的发挥基于介电膜在绝缘层上积聚电容电荷以改变液体表面相互作用的能力。界面液体接触角的变化与膜的介电常数成正比，与介电膜的厚度成反比。因此，一些实施方式可以利用较薄但具有高介电常数的聚合物膜。
有益的实施方式可以包括具有较大介电常数的较薄涂层，其目的是实现尽可能大的电容值，这从平行板电容器的方程式可以看出：
C = ϵ o ϵ r · A t
其中εo是自由空间的电容率，εr是材料的相对介电常数，A是板面积，t是膜厚。电容越大，则实现相同接触角所需的电压越小。应当指出，串联电容器的有效电容等于各电容器电容倒数之和的倒数：
C eff = 1 1 C 1 + 1 C 2 + . . . + 1 C n
其中Ceff是有效电容，n是电容器编号。这表明，聚合物膜若与另一膜一起使用，要不限制电容，则该聚合物膜的电容应当比另一膜的电容大得多。在一些实施方式中，聚合物膜可作为屏障层与另一层一起使用，用作疏水性膜。
电容储能是电湿润驱动能源。电容储能是：
电容能量＝1/2CeffV2
其中V是外加电压。当单层膜的介电常数增大G倍时，所需外加电压减小，等于原电压除以G的平方根。相比于Teflon
Figure BPA00001449246600131
约1.9的介电常数，我们的绝缘材料的相对介电常数经测量约为7。这大致相当于所需电压减半。
所述膜可用于制备利用电湿润技术的器件。众所周知，上述具有更高介电常数和更高电压击穿水平(允许膜更薄)的绝缘屏障膜需要更低的电压，因而为获得功耗更低的反射型显示器提供了机会。开发对电湿润技术有依赖性的低功耗反射型显示器需要这样的器件。此外，由于电压击穿水平高，上述膜可用来提供数字微流控器件，这种器件在高电压下操作而不会出故障。
实施例
材料与方法
所有化学试剂均购自美国威斯康辛州密尔沃基市西格玛-阿尔德里奇公司(Sigma-Aldrich，Milwaukee，WI)。一些单体也购自达加科公司(Dajac)、沙多玛公司(Sartomer)、美洲染料资源公司(American Dye Sources Inc.)或聚合物科学公司(Polymer Sciences)。所有单体和化学试剂均直接使用，没有进一步提纯。
电压击穿水平的测量。膜样品与通过原子层沉积法(ALD)制得的50纳米(通过有控制地循环操作原子层沉积过程确定)二氧化锆无机膜作比较。膜样品的电压击穿水平利用膜的夹心组件测量，所述夹心组件是在铝电极上形成膜，然后在膜上形成第二铝电极。连续施加交流电压，直至肉眼观察到膜被击穿。
介电常数。介电常数综合膜厚和电容值推得，膜厚利用Zygo白光干涉仪[美国康涅狄格州米得菲尔德市翟柯公司(Zygo Corporation，Middlefield，CT)]测量，电容值用型号为HP4192A的LF阻抗分析仪[美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市惠普公司(Hewlett Packard，Palo Alto，CA)]测量。
水接触角。水接触角在旋涂玻璃样品上测量。测量标准接触角时，记录每个样品上5个不同位置的接触角，求平均值，得到接触角值。接触角利用美国宾夕法尼亚州纳扎内斯市康乐里应用研究公司(Connelly Applied Research，Nazareth，PA)的仪器测量。还利用固着液滴法测量了前进和后退接触角，测量前进角时相继增大液滴尺寸，测量后退接触角时反过来减小液滴尺寸。每次测量都在样品上的不同位置进行，以保持水-表面接触角的一致性。从所得数据确定每个样品的滞后角。滞后角(H)是前进接触角(θa)与后退接触角(θr)之差：H＝θa-θr。
通过电湿润和介电电泳驱动液滴的能力。还检验了膜用于驱动液滴的能力，检验时采用传统的利用电湿润和介电电泳的电压寻址电极设备。在该设备中，将一系列脉冲A、B和C同步发射到各电极，使接触电极的液体产生脉冲运动。需要凭经验确定液滴悬垂度，使液滴在平面电极垫之间前进。本研究中的器件组装成夹心模式，参见例如Muggle，F.等，电湿润：从基础到应用(Electrowetting：from basics to applications)，J.Phys.：Condens.Matter，17(2005)：R705-R774中的图25。
通过“水解时间”(time-to-hydrolysis)测试进行的加速失效测试。这测量的是水通过膜屏障，接触电极，并在电极处通过水解产生气泡的时间。在指定电压下发生这种失效的时间(“水解时间”)为介电膜屏障失效的判定提供了视觉定性方法。利用上述夹心电极液滴驱动设备，并让单个液滴受到125伏(均方根)交流电压作用，观察到所述聚合物膜水解所需的时间总是超过TEFLON
Figure BPA00001449246600141
200倍以上。
实施例1-10
混合表1中所列实施例1-10的单体(重量百分数)，制备单体混合物。一般地，该混合物是这样形成的：将可交联单体加入提高介电性的单体，然后加入疏水性单体。
然后，用所述组合物涂覆十(10)个2.5英寸玻璃基板(Eagle XG玻璃，1.1毫米)，所述基板表面上蚀刻有铝电极阵列。所述涂覆操作是这样完成的：将1毫升溶液施涂在基板上，然后将基板置于保持真空的旋涂仪器上。然后以2500rpm的速度旋涂溶液60秒，5秒缓变率为1800rpm/秒。
利用“氙RC-801型高强度脉冲紫外(UV)光固化系统”固化样品，该系统采用波长在300-400纳米之间的单灯。将整个单元封闭在用红色厚幕(防UV辐射)围住的室内。室内装有吹扫盒，该吹扫盒将基板固定，确保基板始终受氮气吹扫，从而在固化过程中形成惰性环境(用于涂布)。将玻璃基板放入充满氮气的吹扫盒之后，立即完成60秒时间的吹扫，然后关闭UV室，固化涂层约60秒。固化之后，检查基板，确保它们恰当固化。若需要确保恰当固化，可进行再固化。
下表1呈现了实施例1-10的单体百分含量。
表1
Figure BPA00001449246600151
1M200＝乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(沙多玛公司，CN435)
2M300＝丙烯酸2，2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7-十二氟庚酯(西格玛-阿尔德里奇公司，474428)
3M104＝甲基丙烯酸苯甲酯(聚合物科学公司，目录编号02000)
4M301＝丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，11，11，12，12，12-二十氟十二烷酯(西格玛-阿尔德里奇公司，47431-2)
5M100＝甲基丙烯酸五溴苯酯(聚合物科学公司，目录编号04253)
6M302＝甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊酯(西格玛-阿尔德里奇公司，470988)
7M102＝乙氧基化双酚二甲基丙烯酸酯(西格玛-阿尔德里奇公司，156329)
8M303＝丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬酯(西格玛-阿尔德里奇公司，474436)
9M201＝乙氧基化(5)季戊四醇四丙烯酸酯(西格玛-阿尔德里奇公司，408263)
10M304＝甲基丙烯酸4，4，5，5，6，7，7-八氟-2-羟基-6-(三氟甲基)庚酯(西格玛-阿尔德里奇公司，474266)
11M305＝丙烯酸2，2，3，3，3-五氟丙酯(西格玛-阿尔德里奇公司，470961)
12M103＝甲基丙烯酸糠酯(西格玛-阿尔德里奇公司，411760)
13M101＝三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(西格玛-阿尔德里奇公司，309001)
14M202＝二季戊四醇五丙烯酸酯(西格玛-阿尔德里奇公司，407283)
接触角根据实施例中的具体疏水性单体及其含量估计。模量根据未高度氟化但别的方面相近的其他聚丙烯酸酯膜的经验测定方法估计。实施例1-10的预计数值示于下表2。
表2
Figure BPA00001449246600171
进一步研究实施例10。根据上面的讨论，可以确定平均标准接触角为71.8°。测得平均前进接触角为71.4°，平均后退接触角为68.9°。中等疏水性聚合物膜的滞后角为2.5°。作为比较，TEFLON
Figure BPA00001449246600172
与水的接触角在114-118°之间，而无机ZrO2膜的接触角接近90°。ZrO2膜表面与水接触后，其疏水性在短时间内即明显减小。比较第一次测得的后退接触角(78.17°)与短时间后的测定值(64.18°)，接触角减小，由此可得出这一结论。这表明，对于需要恒定的高疏水性的应用来说，一些无机基质的初始疏水性可能并不理想。
另外，如上所述评价了实施例10中的膜通过电湿润和介电电泳驱动液滴的能力。结果发现，实施例10中的膜可以驱动液滴。
实施例11
将200毫克六氟双酚A二甲基丙烯酸酯粉末(达加科公司，目录编号9386)(14重量％)溶解在0.6毫升丙酮中，然后与0.2毫升甲基丙烯酸五氟苯甲酯(达加科公司，目录编号8988)(14重量％)混合。将该混合物温和地加热至40℃，持续约30分钟，或者加热至充分混合。然后，将0.2毫升二季戊四醇五/六丙烯酸酯(西格玛-阿尔德里奇公司，407283)(16重量％)加入上述混合物中，温和地进行涡流搅拌，直至混合。接着加入0.2毫升甲基丙烯酸糠酯(14重量％)，涡流搅拌，直至混合。然后加入0.6毫升丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬酯(西格玛-阿尔德里奇公司，424266)(42重量％)。然后，将40毫克Irgacur 818在0.15毫升N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的溶液加入上述混合物并使其溶解。最终溶液是透明的暗琥珀色。
如实施例1所述涂布溶液并固化。然后如实施例1所述测量膜的接触角。测得平均标准接触角为114.4°。测得平均前进接触角为115.5°，平均后退接触角为111.8°。该高疏水性膜的滞后角为3.7°。
实施例12
通过加入聚苯胺粉末(6重量％，基于不含聚苯胺的组合物总重)对上述实施例10进行改进。如上面实施例1所述涂布溶液并固化。然后，如实施例1所述测量膜的介电常数，结果为7。
还测量了此膜的电压击穿水平，结果约为1800伏/微米。研究发现，50纳米原子层沉积ZrO2膜的击穿电压具有386伏/微米的平均介电击穿强度，而TEFLON
Figure BPA00001449246600181
膜的报告(及测量)电压击穿水平接近约60伏/微米。此外，“水解时间”测试中的定性测量得出125伏(均方根)下的水解完全超出30分钟。作为比较，利用市售形式的TEFLON
Figure BPA00001449246600182
(杜邦)进行相同的加速击穿电压测试，测得水解时间约为9秒。
上述实施方式及其他实施方式均在以下权利要求书的范围内。本领域技术人员不难理解，本发明可利用已披露的实施方式以外的实施方式实施。给出所披露的实施方式的目的是阐释而非限制。

Claims (20)

1.一种组合物，其包含：
至少一种可交联单体；
至少一种疏水性单体；以及
至少一种提高介电常数的试剂，所述试剂选自：提高介电性的单体、铁电颗粒、电活性聚合物及其组合。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述至少一种可交联单体包含丙烯酸酯单体、酰亚胺单体、氨基甲酸酯单体、无机单体或其组合。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述至少一种可交联单体是三官能、四官能、五官能或六官能单体。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述至少一种可交联单体是乙氧基化丙烯酸酯单体。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述至少一种可交联单体是乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(5)三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或其组合。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，以组合物总重计，所述组合物包含约5％-约30％的可交联单体。
7.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述至少一种疏水性单体包含至少五个氟原子、具有至少六个碳原子的烷基链或其组合。
8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述至少一种疏水性单体是甲基丙烯酸五氟苯甲酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、丙烯酸2，2，3，3，3-五氟丙酯、甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊酯、甲基丙烯酸4，4，5，5，6，7，7，7-八氟-2-羟基-6-(三氟甲基)庚酯、丙烯酸2，2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7-十二氟庚酯、丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬酯、丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，11，11，12，12，12-二十氟十二烷酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯或其组合。
9.如权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含选自下组的第二疏水性单体：六氟双酚A二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1H，1H，6H，6H-八氟-1，6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1H，1H，5H，5H-六氟-1，4-戊二醇酯、季戊四醇二丙烯酸单硬脂酸酯及其组合。
10.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，以组合物总重计，所述组合物包含约20％-约85％的疏水性单体。
11.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含基团电负性至少约为2.4的提高介电性的单体。
12.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述提高介电性的单体选自甲基丙烯酸五溴苯酯、乙氧基化双酚二甲基丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、甲基丙烯酸糠酯、甲基丙烯酸苯甲酯、丙烯酸2-氰基乙酯、乙烯基二茂铁、甲基丙烯酸炔丙酯或其组合。
13.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，以组合物总重计，所述组合物包含约10％-约60％的提高介电性的单体。
14.一种包含以下物质的聚合产物的涂料：
至少一种可交联单体；
至少一种疏水性单体；以及
至少一种提高介电常数的试剂，所述试剂选自：提高介电性的单体、铁电颗粒、电活性聚合物及其组合。
15.如权利要求14所述的涂料，其特征在于，所述聚合产物的交联密度至少约为10％。
16.如权利要求14所述的涂料，其特征在于，所述涂料与水的接触角至少约为65°。
17.如权利要求14所述的涂料，其特征在于，所述涂料的介电常数至少约为2。
18.一种制品，其包含：
一种包含聚合物的电隔离层，所述聚合物包含：
至少一种可交联单体；
至少一种疏水性单体；以及
至少一种提高介电常数的试剂，所述试剂选自：提高介电性的单体、铁电颗粒、电活性聚合物及其组合。
19.如权利要求18所述的制品，其特征在于，所述制品还包含电极，其中所述电隔离层邻近所述电极。
20.如权利要求19所述的制品，其特征在于，所述制品还包含置于所述电极与所述电隔离层之间的粘合促进剂。
CN201080019391.1A 2009-02-26 2010-02-25 电隔离聚合物组合物 Active CN102414231B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/393,296 US20100215968A1 (en) 2009-02-26 2009-02-26 Electrically isolating polymer composition
US12/393,296 2009-02-26
PCT/US2010/025304 WO2010099254A2 (en) 2009-02-26 2010-02-25 Electrically isolating polymer composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102414231A true CN102414231A (zh) 2012-04-11
CN102414231B CN102414231B (zh) 2014-11-05

Family

ID=42077997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080019391.1A Active CN102414231B (zh) 2009-02-26 2010-02-25 电隔离聚合物组合物

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20100215968A1 (zh)
EP (1) EP2401309B1 (zh)
JP (1) JP5763553B2 (zh)
CN (1) CN102414231B (zh)
TW (2) TWI606070B (zh)
WO (1) WO2010099254A2 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110918146A (zh) * 2019-12-19 2020-03-27 上海天马微电子有限公司 微流控面板
CN110918145A (zh) * 2019-12-19 2020-03-27 上海天马微电子有限公司 微流控面板及其驱动方法
CN111054455A (zh) * 2019-12-26 2020-04-24 上海天马微电子有限公司 微流控芯片及其驱动方法
CN111205462A (zh) * 2020-01-10 2020-05-29 山东大学 一种含全氟环丁基芳基醚结构硅树脂的制备方法
CN112771683A (zh) * 2018-09-26 2021-05-07 瑞士单浮筒系泊公司 电活性聚合物器件和用于制造这种电活性聚合物器件的方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9978479B2 (en) * 2009-02-26 2018-05-22 Corning Incorporated Electrically isolating polymer composition
CA2818447C (en) 2010-12-02 2018-11-27 Aclara Power-Line Systems Inc. Mains-synchronous power-line communications system and method
JP5806249B2 (ja) * 2012-03-30 2015-11-10 富士フイルム株式会社 光学素子及び画像表示装置
TWI448729B (zh) * 2012-11-14 2014-08-11 Ind Tech Res Inst 電濕潤顯示元件及其製造方法
US9294147B2 (en) * 2013-10-01 2016-03-22 Aclara Technologies Llc TWACS transmitter and receiver
US9583257B2 (en) 2014-07-18 2017-02-28 Nokia Technologies Oy Microfluidics controlled tunable coil
EP3040388B1 (en) 2014-12-31 2017-08-23 LG Display Co., Ltd. Touch sensitive device comprising electroactive film, display device comprising the same, and method of manufacturing the electroactive film
WO2016118683A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Corning Incorporated Coated substrate for use in sensors
CN105254997A (zh) * 2015-09-01 2016-01-20 上海大学 一种超疏水塑料的制造方法
US10133057B1 (en) * 2015-12-21 2018-11-20 Amazon Technologies, Inc. Electrowetting element with different dielectric layers
JP6891475B2 (ja) * 2016-03-31 2021-06-18 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 絶縁膜形成用組成物、ゲート絶縁膜、および薄膜トランジスタ
CN105860729B (zh) * 2016-05-16 2019-01-29 深圳市国华光电科技有限公司 一种含氟聚丙烯酸酯的疏水绝缘层及其制备方法和应用
US11136458B2 (en) 2017-10-09 2021-10-05 Corning Incorporated Thermally stable and electrically isolating barrier film
CN110982009B (zh) * 2019-12-18 2022-05-17 中国石油大学(华东) 一种含氟聚合物微乳液润湿反转剂及其制备方法与应用
CN112552734B (zh) * 2020-12-01 2023-01-31 四川科嘉能源科技有限公司 Gr/PANI@EPOSS杂化材料、其制备方法、自修复疏水型复合涂料及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4468432A (en) * 1981-11-18 1984-08-28 Unitika, Ltd. High dielectric-constant film
EP0170913A2 (en) * 1984-07-09 1986-02-12 Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. Ethylene copolymer and process for the production thereof
EP0430722A2 (en) * 1989-12-01 1991-06-05 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Curable insulating material
US6451947B1 (en) * 1996-12-18 2002-09-17 Medtronic, Inc. High energy density capacitors and compounds for use in their preparation
US20040097629A1 (en) * 2000-12-06 2004-05-20 Wilfried Aichele Prepolymer and dielectric material produced therefrom

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451047B2 (en) 1995-03-10 2002-09-17 Impra, Inc. Encapsulated intraluminal stent-graft and methods of making same
FR2732501B1 (fr) * 1995-03-28 1997-04-30 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de materiaux a rigidite dielectrique amelioree, et utilisation des materiaux obtenus par ce procede dans la fabrication de cables de transport d'energie
JPH10120611A (ja) * 1996-10-23 1998-05-12 Hitachi Ltd エーテル結合を有する不飽和化合物及びその製造方法、並びに該化合物を含む組成物
US6761975B1 (en) * 1999-12-23 2004-07-13 Honeywell International Inc. Polycarbosilane adhesion promoters for low dielectric constant polymeric materials
US6879861B2 (en) 2000-12-21 2005-04-12 Medtronic, Inc. Polymeric materials with improved dielectric breakdown strength
KR101237766B1 (ko) * 2004-09-13 2013-02-28 다우 코닝 코포레이션 실리콘 주형을 사용하는 리소그래피 기술
JP3995020B2 (ja) * 2005-09-06 2007-10-24 東レ株式会社 ペースト組成物、誘電体組成物、キャパシタおよびペースト組成物の製造方法
US7791815B2 (en) * 2007-03-13 2010-09-07 Varioptic S.A. Dielectric coatings for electrowetting applications
CN101679568B (zh) * 2007-06-20 2012-07-04 旭硝子株式会社 光固化性组合物及表面具有精细图案的成形体的制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4468432A (en) * 1981-11-18 1984-08-28 Unitika, Ltd. High dielectric-constant film
EP0170913A2 (en) * 1984-07-09 1986-02-12 Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. Ethylene copolymer and process for the production thereof
EP0430722A2 (en) * 1989-12-01 1991-06-05 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Curable insulating material
US6451947B1 (en) * 1996-12-18 2002-09-17 Medtronic, Inc. High energy density capacitors and compounds for use in their preparation
US20040097629A1 (en) * 2000-12-06 2004-05-20 Wilfried Aichele Prepolymer and dielectric material produced therefrom

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112771683A (zh) * 2018-09-26 2021-05-07 瑞士单浮筒系泊公司 电活性聚合物器件和用于制造这种电活性聚合物器件的方法
CN110918146A (zh) * 2019-12-19 2020-03-27 上海天马微电子有限公司 微流控面板
CN110918145A (zh) * 2019-12-19 2020-03-27 上海天马微电子有限公司 微流控面板及其驱动方法
CN111054455A (zh) * 2019-12-26 2020-04-24 上海天马微电子有限公司 微流控芯片及其驱动方法
CN111205462A (zh) * 2020-01-10 2020-05-29 山东大学 一种含全氟环丁基芳基醚结构硅树脂的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5763553B2 (ja) 2015-08-12
TWI482786B (zh) 2015-05-01
TWI606070B (zh) 2017-11-21
EP2401309A2 (en) 2012-01-04
WO2010099254A3 (en) 2010-11-04
JP2012519224A (ja) 2012-08-23
CN102414231B (zh) 2014-11-05
US20100215968A1 (en) 2010-08-26
TW201041916A (en) 2010-12-01
US20120037400A1 (en) 2012-02-16
EP2401309B1 (en) 2015-06-17
TW201509968A (zh) 2015-03-16
WO2010099254A2 (en) 2010-09-02
US8920620B2 (en) 2014-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102414231B (zh) 电隔离聚合物组合物
US9978479B2 (en) Electrically isolating polymer composition
KR100857960B1 (ko) 가요성 전자 및 광전자 소자용 열안정화 폴리(에틸렌나프탈레이트) 필름
JP7191219B2 (ja) 密封材組成物
CN102012532B (zh) 光学层叠体、偏振片及使用其的显示装置
CN102859398B (zh) 光学层叠体、偏光板及显示装置
JP4821152B2 (ja) 導電性樹脂硬化物の製造方法及び導電性樹脂硬化物用組成物
CN108292056B (zh) 液晶单元及三维结构液晶单元
CN110248807A (zh) 透明堆叠结构
KR20180115566A (ko) 액정캡슐을 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법
CN107249886B (zh) 叠层膜及其制造方法
CN105073797A (zh) 偏光器保护膜用树脂组合物、偏光器保护膜、含有该保护膜的偏光板及偏光板的制备方法
KR101954503B1 (ko) 수지 조성물, 수지 시트 및 수지 적층체
CN103087608A (zh) 一种光学用聚酯薄膜表面涂覆剂及其制备方法与涂覆工艺
Khelifa et al. Nanocellulose-based polymeric blends for coating applications
TW201708427A (zh) 硬塗料組合物及使用其之硬塗膜
KR20200132459A (ko) 적층체, 전자기기용 윈도우 및 전자 기기
KR20110057723A (ko) 내수성 및 표면경도가 우수한 대전방지 폴리에스테르 이접착필름
CN107924081B (zh) 液晶单元以及三维结构液晶单元
JP2018036341A (ja) 電気泳動表示シート、電気泳動表示装置および電子機器
Channarong Effects of surfactants and thickness of carbon nanotube film on conductive property for touch screen
JP2002019001A (ja) ガスバリア性プラスチック積層体
Alexandre-Vedrine Electromechanical analysis of transparent conducting substrates for flexible display applications
JP2024127812A (ja) 導電性高分子を含む紫外線硬化型ハードコート用樹脂組成物とその製造方法
CN117157559A (zh) 抗静电硬涂层及固化性组合物

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant