CN111978863A - 一种超疏油有机涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种超疏油有机涂层及其制备方法；该超疏油有机涂层原料包括以下质量份组分：二氧化硅纳米粒子3份、碳化硅纳米粒子1份、有机溶液10份、聚二甲基硅氧烷1份、固化剂10份以及质量占比为98％乙醇溶液120份至240份；其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径小于所述碳化硅纳米粒子的粒径。

Description

一种超疏油有机涂层及其制备方法
技术领域
本发明实施例涉及有机涂层领域技术领域，尤其涉及一种超疏油有机涂层及其制备方法。
背景技术
在硅片制造领域中，为了对工件进行加工以及冷却，会在多线切割工艺和双面研磨工艺中使用大量的砂浆。这种砂浆是由如碳化硅、三氧化二铝、二氧化硅等颗粒和油性或水性聚合物以及分散剂组成的，并且在工艺实施过程中循环使用。但是砂浆在循环使用的过程中会有一部分残留在工艺设备的表面，而这类工艺设备的表面一般为金属、有机物或玻璃等高表面能的材料，导致砂浆一旦残留在表面就会很难除去。
目前，为了去除工艺设备在工艺实施过程中残留于表面的砂浆，通常会利用辅助溶剂进行清洁，但是清洁之后的辅助溶剂会进入循环使用的砂浆中，导致砂浆浓度降低，而为了保证工件的质量，就需要在工艺实施过程中不断地加入新的砂浆以保证砂浆浓度，如此，降低了砂浆的使用效率，造成了砂浆的浪费，增加了工艺成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种超疏油有机涂层及其制备方法；能够减少砂浆对工艺设备表面的污染，降低砂浆的浪费，提高砂浆的使用效率，降低工艺成本。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种超疏油有机涂层，所述超疏油有机涂层原料包括以下质量份组分：
二氧化硅纳米粒子3份、碳化硅纳米粒子1份、有机溶液10份、聚二甲基硅氧烷1份、固化剂10份以及质量占比为98％乙醇溶液120份至240份；其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径小于所述碳化硅纳米粒子的粒径。
第二方面，本发明实施例提供了一种超疏油有机涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
按照质量份配比将3份二氧化硅纳米粒子和1份碳化硅纳米粒子分散于10份有机溶液中，获得第一悬浮液；其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径小于所述碳化硅纳米粒子的粒径；
通过磁力搅拌装置以每分钟1200转至2000转的转速搅拌所述第一悬浮液30分钟，获得第一混合物；
按照质量份配比将1份的聚二甲基硅氧烷与10份的固化剂混合并通过磁力搅拌装置以每分钟1200转至2000转的转速搅拌10分钟，获得第二混合物；
将所述第一混合物与所述第二混合物放入超声波仪器中，并通过机械搅拌装置进行4小时至8小时混合搅拌；其中，在混合搅拌期间，保持28摄氏度的加热温度并且按照每10分钟加入5质量份的频率加入质量占比为98％的乙醇溶液；
将混合搅拌完毕后所得到的浆料喷涂于设备表面，并利用烘干机对喷涂有所述浆料的设备表面进行加热，加热温度为40℃，待浆料固化后获得超疏油有机涂层。
本发明实施例提供了一种超疏油有机涂层及其制备方法；与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：减少砂浆对工艺设备表面的污染，降低砂浆的浪费，提高砂浆的使用效率，降低工艺成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的未涂覆超疏油有机涂层时砂浆与工艺设备的金属表面之间的接触角示意图；
图2为本发明实施例提供的一种超疏油有机涂层的制备方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的在电子显微镜下所观测到的超疏油有机涂层的图像；
图4为本发明实施例提供的涂覆超疏油有机涂层之后砂浆与工艺设备的金属表面之间的接触角示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
以金属为例，当工艺设备的表面材料是金属材料时，砂浆驻留在工艺设备表面时，砂浆与工艺设备的金属表面之间的接触角如图1所示，从图1中可以看出，砂浆与金属表面之间的接触角为钝角，因此，砂浆能够较为容易地驻留在金属表面上形成残留。为了减少砂浆与金属表面之间的接触角，以使得砂浆不易驻留在金属表面上。本发明实施例提供了一种用于涂覆于工艺设备技术表面的超疏油有机涂层及其制备方法，期望能够减少砂浆对工艺设备表面的污染，降低砂浆的浪费，提高砂浆的使用效率，降低工艺成本。
在一些示例中，本发明实施例提供了一种超疏油有机涂层，其原料包括以下质量份组分：
二氧化硅纳米粒子3份、碳化硅纳米粒子1份、有机溶液10份、聚二甲基硅氧烷1份、固化剂10份以及质量占比为98％乙醇溶液120份至240份；其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径小于所述碳化硅纳米粒子的粒径。
对于上述示例，优选地，所述有机溶液包括质量占比为98％的乙醇溶液或质量占比为99％的甲苯溶液。
对于上述示例，优选地，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为25nm。
对于上述示例，优选地，碳化硅的的纳米粒子的粒径为100nm至500nm。
基于上述示例所述的用于制备超疏油有机涂层的原料，在一些示例中，提供了根据上述原料制备超疏油有机涂层的方案。参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种超疏油有机涂层的制备方法流程，所述方法包括：
S201：按照质量份配比将3份二氧化硅纳米粒子和1份碳化硅纳米粒子分散于10份有机溶液中，获得第一悬浮液；其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径小于所述碳化硅纳米粒子的粒径；
S202：通过磁力搅拌装置以每分钟1200转至2000转的转速搅拌所述第一悬浮液30分钟，获得第一混合物；
S203：按照质量份配比将1份的聚二甲基硅氧烷与10份的固化剂混合并通过磁力搅拌装置以每分钟1200转至2000转的转速搅拌10分钟，获得第二混合物；
S204：将所述第一混合物与所述第二混合物放入超声波仪器中，并通过机械搅拌装置进行4小时至8小时混合搅拌；其中，在混合搅拌期间，保持28摄氏度的加热温度并且按照每10分钟加入5质量分的频率加入质量占比为98％的乙醇溶液；
S205：将混合搅拌完毕后所得到的浆料喷涂于设备表面，并利用烘干机对喷涂有所述浆料的设备表面进行加热，加热温度为40℃，待浆料固化后获得超疏油有机涂层。
需要说明的是，步骤S201与S202一同阐述的第一混合物的制备过程和步骤S203所阐述的第二混合物的制备过程并没有先后之分，只要能够在步骤S204被执行之前制备获得第一混合物和第二混合物即可，也就是说，两个制备过程可以同时进行，也可以先后进行，具体顺序本发明实施例对此不做限定。为了明确两个制备过程之间没有先后的执行顺序之分，图2中以同时进行为例进行表示，可以理解地，图2所示也并非对执行顺序进行限定。
此外，对于图2所示的技术方案，由于小粒径的二氧化硅纳米粒子会在磁力搅拌装置的搅拌过程中逐渐吸附于大粒径的碳化硅纳米粒子，形成二氧化硅包裹碳化硅的特殊结构，而且二氧化硅本身是疏水的，从而通过包裹碳化硅以形成疏水层，在形成上述特殊结构的状态下，利用聚二甲基硅氧烷对该特殊结构进行固定和封装，最后通过喷涂的方式覆盖于需要进行保护的设备表面，形成微纳结构，以此形成超疏油有机涂层，从而减少砂浆对工艺设备表面的污染，降低砂浆的浪费，提高砂浆的使用效率，降低工艺成本。
对于图2所示的技术方案，优选地，所述有机溶液包括质量占比为98％的乙醇溶液或质量占比为99％的甲苯溶液。
对于图2所示的技术方案，优选地，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为25nm。
对于图2所示的技术方案，优选地，所述碳化硅的纳米粒子的粒径为100nm至500nm。
通过图2所示的技术方案制备获得超疏油有机涂层并在设备表面涂覆该超疏油有机涂层之后，该超疏油有机涂层在电子显微镜下所观测到的图像如图3所示，从图3中可以看出，小粒径的二氧化硅纳米粒子吸附于大粒径的碳化硅纳米粒子，从而形成二氧化硅包裹碳化硅的特殊结构，而聚二甲基硅氧烷又对该特殊结构进行固定和封装。
当砂浆驻留在工艺设备表面时，砂浆与工艺设备的金属表面之间的接触角如图4所示，从图4中可以看出，砂浆与金属表面之间的接触角为锐角，明显小于图1中所示的接触角。可以获知，在设备表面涂覆有依照上述实施例的技术方案所制备的超疏油有机涂层的情况下，砂浆不再容易地驻留在金属表面上形成残留，不仅减少砂浆对工艺设备表面的污染，而且还使得更多的砂浆得到循环使用，降低砂浆的浪费，提高砂浆的使用效率，降低工艺成本。
需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种超疏油有机涂层，其特征在于，所述超疏油有机涂层原料包括以下质量份组分：
二氧化硅纳米粒子3份、碳化硅纳米粒子1份、有机溶液10份、聚二甲基硅氧烷1份、固化剂10份以及质量占比为98％乙醇溶液120份至240份；其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径小于所述碳化硅纳米粒子的粒径。
2.根据权利要求1所述的超疏油有机涂层，其特征在于，所述有机溶液包括质量占比为98％的乙醇溶液或质量占比为99％的甲苯溶液。
3.根据权利要求1所述的超疏油有机涂层，其特征在于，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为25nm。
4.根据权利要求1所述的超疏油有机涂层，其特征在于，碳化硅的的纳米粒子的粒径为100nm至500nm。
5.一种超疏油有机涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
按照质量份配比将3份二氧化硅纳米粒子和1份碳化硅纳米粒子分散于10份有机溶液中，获得第一悬浮液；其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径小于所述碳化硅纳米粒子的粒径；
通过磁力搅拌装置以每分钟1200转至2000转的转速搅拌所述第一悬浮液30分钟，获得第一混合物；
按照质量份配比将1份的聚二甲基硅氧烷与10份的固化剂混合并通过磁力搅拌装置以每分钟1200转至2000转的转速搅拌10分钟，获得第二混合物；
将所述第一混合物与所述第二混合物放入超声波仪器中，并通过机械搅拌装置进行4小时至8小时混合搅拌；其中，在混合搅拌期间，保持28摄氏度的加热温度并且按照每10分钟加入5质量分的频率加入质量占比为98％的乙醇溶液；
将混合搅拌完毕后所得到的浆料喷涂于设备表面，并利用烘干机对喷涂有所述浆料的设备表面进行加热，加热温度为40℃，待浆料固化后获得超疏油有机涂层。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机溶液包括质量占比为98％的乙醇溶液或质量占比为99％的甲苯溶液。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为25nm。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，碳化硅的的纳米粒子的粒径为100nm至500nm。
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