CN112218728B - 隐形指纹涂料及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种在基材上形成耐指纹涂料的方法，其包括通过暴露于等离子体来活化基材，然后在活化的基材上沉积烷基硅烷、POSS或其混合物。

Description

隐形指纹涂料及其形成方法
发明人：
M·维斯
张俸准
E·阿尔蒂纳克
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年5月24日提交的美国临时专利申请号62/676,052的优先权，其公开内容通过引用以其整体并入。
技术领域
在示例性实施例中，本公开涉及用于涂覆基材以使指纹隐形或几乎隐形涂料组合物。
背景技术
人从面部和指尖自然产生皮脂(来自皮脂腺)和其他油类。人会将这种油类沉积在手机(或其他物品)显示屏上，诸如玻璃(或屏幕保护器，通常为高分子塑料)、玻璃陶瓷、金属氧化物、树脂玻璃等材料或表面。通常，这种油类是可见的，并且会降低在设备上看到的图像的质量，并会(与污垢、灰尘等一起)降低屏幕的美观。隐形指纹(“IFP”)涂料通常为亲油性涂料，其通过使油类沿屏幕表面扩散而使得油类隐形或几乎隐形。油类可与屏幕材料(例如，玻璃)的折射率匹配，使得光通过，从而看起来没有指纹。这些指纹可能仍然存在，人只是看不到它们(至少在没有仔细检查表面的情况下看不到)。表现出IFP特性的涂料和涂料材料可能需要足够的疏水性，以使水形成水珠并蒸发。如果涂料太亲水，则可能能够看到指纹。然而，如果涂料太疏水，则表面可能无法显示出足够的特性。
相反，“耐指纹”(“AFP”)涂料为疏油性涂料，可以防潮，并可以使确实形成的指纹更容易清洁，但不会阻止指纹的形成或降低确实形成的指纹的显著性。IFP涂料以与AFP涂料不同的方式起作用。
期望具有能够提供光学透明性、机械耐久性和隐形指纹特性的涂料。
发明内容
以下给出简化的概述以便提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。该概述不是本发明的广泛概述。其既不旨在标识本发明的关键或重要元素，也不旨在描述本发明的范围。以下概述仅以简化形式呈现本发明的一些概念，作为下面更详细描述的序言。
在示例性实施例中，本公开涉及用于提供IFP涂料的组合物和制剂。本公开还涉及用于在基材上形成疏水性和亲油性涂料的方法，该基材诸如，但不限于，由玻璃材料、陶瓷或金属氧化物表面制成的基材。
在一个示例性实施例中，公开了一种在基材上形成耐指纹涂料的方法，其包括(a)通过将该基材暴露于至少一种气体的等离子体来活化基材，该气体选自由惰性气体、N2、O2和前述气体中至少两种的混合物组成的组；以及(b)第二沉积步骤，其中沉积用于耐指纹涂料的制剂，该耐指纹涂料包括烷基硅烷、POSS或其混合物。
在另一个示例性实施例中，一种用于耐指纹涂料的制剂包括烷基硅烷、POSS或其混合物，其在质子或非质子溶剂中制备，并且还包括碱水溶液或酸水溶液。
在另一个示例性实施例中，公开了一种通过上述方法获得的基材，其包括在底漆第一层上的涂料，其中涂料包括碱水溶液或酸水溶液中的烷基硅烷、亲水性OH-POSS或其混合物的混合物。
在另一个示例性实施例中，公开了一种用于提供隐形指纹涂料的组合物，其包括烷基硅烷、POSS或其混合物，其水接触角在70-90度的范围内，而二碘甲烷接触角在30-40度的范围内。
在另一个示例性实施例中，公开了一种隐形指纹涂料材料，其包括至少一种烷基硅烷材料、羟基化POSS或其混合物，该涂料材料的水接触角在75-85度的范围内，而二碘甲烷接触角在30-40度的范围内。
当结合所附权利要求书来阅读特定示例性实施例的以下详细描述时，其他特征将变得显而易见。
附图说明
附图公开了示例性实施例或测试结果，其中：
图1A为放置在两片Gorilla钢化玻璃之间的指纹照片，其示出了两种基材：左边的基材为根据示例1涂覆的，而右边的基材是未涂覆的。
图1B为图1A的照片的详细视图。
图2为显示根据示例5涂覆的基材在用异丙醇擦拭之前和之后的耐化学性的图。
图3为显示根据示例3涂覆的基材用水和二碘甲烷油的机械磨损测试结果的图。
具体实施方式
根据本公开的耐指纹基材可包括涂覆有耐指纹涂料的表面。说明性地，耐指纹基材可通过包括将耐指纹涂料制剂施加到基材表面上的方法形成。在一些实施例中，用于耐指纹涂料的制剂包括烷基硅烷、POSS或其混合物。如本文所述，耐指纹表面可具有小于约2的ΔE值，并为表面提供耐磨性。
在示例性实施例中，基材可为玻璃屏幕(例如用于电子显示器的玻璃屏幕(诸如，但不限于，手机屏幕、计算机监视器、电视屏幕、触摸屏))、电器、抬头显示器、眼镜(例如，眼镜和太阳眼镜)、面罩(例如，电焊面罩)、内墙涂料等。在示例性实施例中，基材可用于电器设备和装饰表面处理领域，例如用于电器的装饰面板，诸如家用电气设备(冰箱门、烤箱门、陈列柜等)。基材可由玻璃(或屏幕保护器，通常为高分子塑料)、玻璃陶瓷、金属氧化物、树脂玻璃或其他材料制成。在一些实施例中，基材包括玻璃、玻璃陶瓷、金属氧化物或塑料。
应当理解，在本公开中，术语“隐形”包含不可见的、隐形、几乎隐形或不显眼的(例如，除非表面被仔细检查才可见)。应当理解，“隐形性”在一定程度上还取决于光的折射以及人们观察表面的方式。从一些角度来看，指纹可能是隐形，而在其他角度其可能是可辨别的。术语“可湿性”是指极性或非极性液体粘附到基材上，形成不希望的膜的特性，以及基材保留各种灰尘或污垢、指纹、昆虫等的趋势。
在一些实施例中，可能充满油的液体的存在在电子显示器中可能是关键的，特别是对于降低表面上的指纹的可见性而言。基材的润湿性能可分为疏水性/疏油性和亲水性/亲油性。疏水性/疏油性基材是指防油(包含有机液体)和防水基材。通常，对于十六烷，全憎表面的接触角大于约60度，对于平坦表面，全憎表面的接触角大于约90度。亲水/亲油基材意味着油和水被吸引到表面。这样，液体将容易地铺展在表面上并具有低接触角(小于约50度)。
在获得隐形指纹涂料的一种方法中，可以优化水和油的接触角，使得所得到的液体铺展在表面上，并且表面上的液体与来自玻璃基材的折射率匹配。在这种情况下，光将穿过指纹并产生隐形指纹的可见效果。为了获得该接触角，已证实需要具有疏水性和亲油性的表面。在一种优化效果的方法中，发现水接触角可在约70-90度或约70-85度的范围内，而二碘甲烷接触角可在约20-40度或约25-40度的范围内。
本文公开的一些组合物的特征为使用疏水性烷基硅烷、OH-POSS或其混合物。烷基硅烷提供疏水性，但其自身可以具有约110度的水接触角并且太疏水。因此，为了减小水和二碘甲烷接触角，在一些实施例中，需要添加剂；然而，该添加剂在掺入涂料中时应当提供润湿性和IFP特性，并且还能够与烷基硅烷形成涂料。因此，现有添加剂不太可能是足够的。在本文公开的一些示例性实施例中，OH-POSS被用作添加剂，因为其是亲水性的。
在基材(诸如玻璃基材)上结合本文所述的隐形指纹涂料有多种益处。这种涂料可以允许水滴从竖直或倾斜表面滑落，并且仍然容易清洁。这种涂料的亲油性表面可允许指纹油铺展在表面上，并产生液膜而非珠状油。在示例性实施例中，疏水性和亲油性的组合调节至与水至少约70度或至少约80度并且与二碘甲烷小于约40度的特定接触角可以使指纹的光学透明性或隐形性最大化。由于基于疏水性涂料的自由浮动的亲水性添加剂，这种涂料可以表现出自修复性能，从而减少随时间的降解。
可以在装配玻璃(基材)上以涂层形式使用的赋予隐形指纹性能的已知试剂包含但不限于在酸性或碱性溶液中的烷基硅烷、羟基封端的T8 POSS纳米颗粒或其混合物。如本文所述，可通过将在水性或非水性酸性或碱性溶剂中含有烷基硅烷材料和OH-POSS的溶液施加到基材的表面来获得涂层。
在一些实施例中，烷基硅烷是双官能的。示例性双官能烷基硅烷包含卤代烷基硅烷、双烷基硅烷、双烷氧基硅烷、氨基烷基硅烷、羟基烷基硅烷和磷酸烷基硅烷。
示例性的双烷基硅烷包含双三乙氧基辛基硅烷和双(三甲氧基甲硅烷基)4-氧杂-8-氮杂十一烷-6-醇。
示例性卤代烷基硅烷包含氯代十一烷基硅烷和氯己基硅烷。
示例性的氨基烷基硅烷包含氨基十一烷基硅烷、N-2-氨基乙基-11-氨基十一烷基三乙氧基硅烷和N-6-氨基己基氨基甲基三乙氧基硅烷。
示例性的羟基烷基硅烷包含OH-癸基三乙氧基硅烷。
示例性的磷酸烷基硅烷包含磷酸十一烷基三乙氧基硅烷。
“自修复”材料是具有随时间修复由机械使用引起的损伤的能力的那些材料。羟基T8-POSS是一种基于纳米颗粒的结构，其末端是亲水性和亲油性的，降低了烷基硅烷的排斥性。通过本文公开的示例性方法形成的纳米颗粒可以以通常均匀的方式分布在聚合物基质中。这些纳米颗粒在受损时将浮动至聚合物基质的表面，并表现出自修复能力。
如本文所述，在一些实施例中，耐指纹基材包括包括有表面的基材以及在该表面上的耐指纹涂料。说明性地，耐指纹表面可具有小于2的ΔE。
说明性地，基材可由玻璃、聚合物、玻璃陶瓷、金属氧化物、树脂玻璃或其他材料制成。
如示例中所述，耐指纹表面的ΔE是在清洁的或未用过的玻璃和带指纹的玻璃之间测得的差异。说明性地，ΔE越低，表面上的指纹越隐形。还可以在擦拭表面之后测量ΔE，以确定指纹被去除的干净程度。在一些实施例中，耐指纹表面的ΔE可小于约3，小于约2，小于约1，小于约0.8，或小于约0.5。在一些实施例中，耐指纹表面的ΔE为约0.05、约0.1、约0.2、约0.3、约0.4、约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9、约1、约1.1、约1.2、约1.3、约1.4、约1.5、约1.6、约1.7、约1.8、约1.9、约2、约2.2、约2.5或约3。在第一系列范围中，耐指纹表面的ΔE在约0.1至约2、约0.1至约1.5、约0.1至约1、约0.2至约1、约0.3至约1或约0.4至约0.9的范围内。在第二系列范围中，ΔE可为约0.05至约1.2、约0.05至约0.9、约0.05至约0.8或约0.05至约0.5。
在一些实施例中，如根据示例所测量的，耐指纹表面具有使用二碘甲烷(CH2I2)的初始油角。在一些实施例中，该初始油角小于约60°，小于约50°，小于约45°，小于约40°，小于约35°或小于约30°。在一些实施例中，耐指纹表面的初始油角为约20°、约21°、约22°、约23°、约24°、约25°、约26°、约27°、约28°、约29°、约30°、约31°、约32°、约33°、约34°、约35°、约37°、约40°、约45°、约50°、约55°或约60°。在一些实施例中，耐指纹表面的初始油角可在约20°至约60°、约20°至约50°、约20°至约40°、约20°至约35°或约20°至约30°的范围内。
在一些实施例中，如根据示例所测量的，耐指纹表面具有初始水角。在一些实施例中，该初始水角大于约60°，大于约65°，大于约75°，大于约80°，大于约90°或大于约100°。在一些实施例中，耐指纹表面的初始水角为约60°、约65°、约70°、约75°、约76°、约77°、约78°、约79°、约80°、约81°、约82°、约83°、约84°、约85°、约86°、约87°、约88°、约89°、约90°、约95°、约100°、约105°、约110°或约115°。在一些实施例中，耐指纹表面的初始水角可在约60°至约115°、约60°至约110°、约70°至约110°、约70°至约95°、约70°至约90°或约75°至约95°的范围内。
在一些实施例中，如示例中所述，耐指纹表面具有特定耐磨性，如在一定次数的循环之后通过水角测量的。说明性地，如示例中所述，耐指纹表面可在经过约1500个循环、约3000个循环或约4500个循环后具有特定的水角。说明性地，磨损后水角可大于约40°，大于约50°，大于约55°或大于约60°。在一些实施例中，在约1500个循环、约3000个循环或约4500个循环后，耐指纹表面的磨损后水角为约40°、约50°、约55°、约60°、约65°、约70°、约75°、约80°或约85°。在一些实施例中，在约1500个循环、约3000个循环或约4500个循环后，耐指纹表面的磨损后水角可在约40°至约85°、约50°至约85°、约50°至约80°或约60°至约80°的范围内。
在说明性实施例中，耐指纹表面具有特定的摩擦系数。在一些实施例中，摩擦系数小于约0.2或小于约0.15。在一些实施例中，摩擦系数为约0.08、约0.09、约0.1、约0.11、约0.12、约0.13、约0.14或约0.15。在一些实施例中，摩擦系数在约0.08至约0.15或约0.09至约0.13的范围内。
在一些实施例中，耐指纹表面通过将用于耐指纹涂料的制剂施加到基材上而形成。在一些实施例中，用于耐指纹涂料的制剂包括烷基硅烷、POSS或其混合物。在一些实施例中，该制剂包括溶剂。
在一些实施方式中，烷基硅烷具有下式：
(RA)3SiRB，
其中每个RA独立地为-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基；以及RB为C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基；其中-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基、-OC2-C6炔基、C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-C(O)OR1、-C(O)OC1-C20-PO3H2、-C(O)NH2、-C(O)NH(C1-C6烷基)、-C(O)N(C1-C6烷基)2、-SC1-C6烷基、-S(O)C1-C6烷基、-S(O)2C1-C6烷基、-S(O)NH(C1-C6烷基)、-S(O)2NH(C1-C6烷基)、-S(O)N(C1-C6烷基)2、-S(O)2N(C1-C6烷基)2、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(H)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(R1)C1-C6烷基-N(R1)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-OC1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-N(H)C1-C6烷基-NH2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2或-Si(-OC1-C6烷基)3取代；并且其中-N(H)C1-C6烷基-O-C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3的C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代；并且其中R1独立地为氘、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基，其中C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代。在一些实施例中，RA为-OC1-C6烷基。在一些实施例中，RB为C10-C20烷基、C10-C20烯基或C10-C20炔基，其中C10-C20烷基、C10-C20烯基或C10-C20炔基中的每个氢原子任选地被卤素取代。在一些实施例中，RB不是卤素取代的正辛基三乙氧基硅烷或卤素取代的C1-C6烷基。
在一些实施例中，RB为C1-C20烷基、C6-C20烷基或C10-C20烷基，其中C1-C20烷基、C6-C20烷基或C10-C20烷基中的每个氢原子被任选地取代。在一些实施例中，每个氢原子可独立地任选地被卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2取代，其中R1独立地为氘或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。说明性地，卤素可为氯、溴或碘。在一些实施例中，烷基硅烷包括卤素但不包括氟。在一些实施例中，烷基硅烷不包括PEG基团。
在一些实施例中，烷基硅烷在用于耐指纹涂料的制剂中可为特定浓度。在一些实施例中，烷基硅烷的浓度为约1g/l至约6g/l、约1g/l至约5g/l、约2g/l至约5g/l或约3g/l至约5g/l。在一些实施例中，烷基硅烷的浓度可为约1g/l、约2g/l、约3g/l、约3.25g/l、约3.5g/l、约3.75g/l、约4g/l、约4.25g/l、约4.5g/l、约5g/l、约5.5g/l或约6g/l。
在一些实施例中，烷基硅烷选自由以下组成的组：(氯十一烷基)(三乙氧基)硅烷、(氯十一烷基)(三甲氧基)硅烷、(氯己基)(三乙氧基)硅烷、(氯己基)(三甲氧基)硅烷、11-(2-甲氧基乙氧基)十一烷基三甲氧基硅烷、(氨基十一烷基)(三乙氧基)硅烷、(氨基十一烷基)(三甲氧基)硅烷、(羟基癸基)(三乙氧基)硅烷、(羟基癸基)(三甲氧基)硅烷、(11-十一碳烯酸)(三乙氧基)硅烷、(羟基庚基)(三乙氧基)硅烷、(羟基十一烷基)(三乙氧基)硅烷以及(11-磷酸基十一烷基)(三乙氧基)硅烷。
在一些实施例中，POSS具有下式：
其中R为-C1-C6烷基、-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3，其中A为C1-C6烷基，B为-C1-C6烷基-O-，C为C1-C6烷基，D为C1-C6烷基，O为氧，E、G和H中的每一个至少为1，并且F为5至12的整数，并且其中-C1-C6烷基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR2、-OC1-C6烷基、-NH2、、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2或-OPO3H取代；并且其中R2独立地为氘、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。在一些实施例中，R为-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3。在一些实施例中，R为-AE-O-BF-CG-O-DH。在一些实施例中，R为-(CH2)3O(CH2CH2O)9CH2CH2OCH3。在一些实施例中，R为-O-Si(CH2)2CH2CH2CH2OH。示例性的POSS根据美国专利申请公开号2017/0349785中的示例1制备，或者可以CAS号288290-32-4购自Sigma Aldrich。在一些实施例中，R为C1-C6烷基或-O-Si-(C1-C6烷基)3且至少一个C1-C6烷基被至少一个羟基取代。
在一些实施例中，POSS在用于耐指纹涂料的制剂中可为特定浓度。在一些实施例中，POSS的浓度为约10mg/l至约1g/l、约10mg/l至约800mg/l、约20mg/l至约800mg/l、约50mg/l至约500mg/l或约50mg/l至约250mg/l。在一些实施例中，POSS的浓度可为约10mg/l、约50mg/l、约75mg/l、约100mg/l、约125mg/l、约150mg/l、约200mg/l、约300mg/l、约400mg/l、约500mg/l、约600mg/l、约700mg/l、约800mg/l或约1g/l。
在一些实施例中，组合物包含硅氧烷。在一些实施例中，烷氧基硅烷为三烷氧基甲硅烷基硅氧烷。在一些实施例中，二烷基硅氧烷通过使乙烯基封端的二烷基硅氧烷与式(RCO)3SiH的化合物接触来形成，其中RC为烷基。在一些实施例中，硅氧烷为烷基硅氧烷。在一些实施例中，烷氧基硅氧烷为烷氧基聚二甲基硅氧烷。在一些实施例中，烷氧基硅氧烷为三烷氧基甲硅烷基聚二甲基硅氧烷。在一些实施例中，硅氧烷(诸如三烷氧基甲硅烷基聚二甲基硅氧烷)具有至少约2000Da、至少约3000Da或至少约4000Da的分子量。在一些实施例中，硅氧烷(诸如三烷氧基甲硅烷基聚二甲基硅氧烷)具有小于约8000Da、小于约6000Da或小于约5500Da的分子量。
在一些实施例中，硅氧烷(诸如三烷氧基甲硅烷基聚二甲基硅氧烷)在用于耐指纹涂料的制剂中可为特定浓度。在一些实施例中，硅氧烷(诸如三烷氧基甲硅烷基聚二甲基硅氧烷)的浓度为约0.01mg/l至约5mg/l、约0.1mg/l至约3mg/l或约0.2mg/l至约2mg/l。在一些实施例中，硅氧烷(诸如三烷氧基甲硅烷基聚二甲基硅氧烷)的浓度可为约0.01mg/l、约0.1mg/l、约0.2mg/l、约0.3mg/l、约0.4mg/l、约0.5mg/l、约0.6mg/l、约0.7mg/l、约1mg/l、约2mg/l、约3mg/l、约4mg/l或约5mg/l。在一些实施例中，硅氧烷(诸如三烷氧基甲硅烷基聚二甲基硅氧烷)以约0.375mg/l存在。
在一些实施例中，组合物包括重量比的烷基硅烷和硅氧烷。在一些实施例中，该重量比烷基硅烷：硅氧烷为至少约5:1或至少25:1。在一些实施例中，重量比烷基硅烷：硅氧烷为约5:1至约50:1、约5:1至约40:1或约5:1至约20:1。在一些实施例中，比率烷基硅烷：硅氧烷为约10:1。如果硅氧烷为三烷氧基甲硅烷基聚二甲基硅氧烷，则这些说明性比率同样适用。
在一些实施例中，用于耐指纹涂料的制剂包括溶剂。在一些实施例中，该溶剂包括水、醇或其混合物。在一些实施例中，醇为C1-C6烷基-OH。在一些实施例中，该溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇或其组合。
在一些实施例中，溶剂处于酸性pH。在一些实施例中，溶剂的pH为约1至约7。在一些实施例中，pH为约1、约2、约3、约4、约5、约6或约7。在一些实施例中，pH为约1至约6、约2至约6、或约2至约5。说明性地，溶剂可以用酸酸化。在一些实施例中，酸为硝酸，尽管可以使用能够实现所需pH的其他酸。
说明性地，用于耐指纹表面的制剂可以通过特定的方法施加到基材上以形成耐指纹表面。在一些实施例中，用于在基材上形成耐指纹涂料的方法包括施加的步骤。在一些实施例中，该方法包括固化步骤。在一些实施例中，该方法包括施加步骤和固化步骤。
在一些实施例中，施加步骤可通过将用于耐指纹涂料的制剂浸涂、擦拭或喷涂到基材表面上来进行。
在一些实施例中，施加步骤通过将用于耐指纹涂料的制剂浸涂、擦拭、喷涂到基材表面上、化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)来进行。
在一些实施例中，用于在基材上形成耐指纹涂料的方法包括通过PVD将耐指纹涂料的制剂施加到基材的表面。说明性地，施加步骤可通过热蒸发进行。在一些实施例中，该方法包括固化基材表面上的制剂。在一些实施例中，该方法包括清洁基材表面的步骤。在一些实施例中，清洁步骤在施加步骤之前进行。在一些实施例中，该制剂为丸粒形式。在一些实施例中，该方法包括形成制剂的丸粒的步骤。在一些说明性实施例中，形成丸粒的步骤包括使钢丝棉或铜泡沫与水解产物接触。
说明性地，固化步骤可以在升高的温度下或在室温下进行。在一些实施例中，固化步骤在室温下进行。在一些实施例中，固化步骤在至少约70℃、至少约80℃、至少约90℃或至少约100℃下进行。
在一些实施例中，固化步骤进行一段时间以使制剂固化，并且可以取决于用于固化步骤的温度。在一些实施例中，固化步骤进行过夜。在一些实施例中，固化步骤进行至少约5分钟、至少约10分钟或至少约30分钟。在一些实施例中，固化步骤进行约10分钟、约1小时、约2小时、约3小时、约4小时或约6小时。在一些实施例中，固化步骤在约120℃的温度下进行约10分钟。在一些实施例中，固化步骤在约80℃的温度下进行约1小时。在一些实施例中，固化步骤在室温下进行过夜。
在一些实施例中，该方法包括通过将基材的表面暴露于至少一种气体的等离子体来活化该表面的步骤，该至少一种气体选自由惰性气体、N2、O2和前述气体中的至少两种的混合物组成的组。
光学透明的基材和涂料的更显著的问题之一为机械磨损，其会降低、磨损掉或减小涂料厚度、透明性或有效性。在由使用者处理基材的过程中，或多或少会发生磨损，诸如通过用布擦拭以去除指纹和污垢，这对于通过透明基材恢复令人满意的可见性是周期性必需的。暴露于紫外线辐射、热、冷、化学物质、盐或其他腐蚀材料、污垢、其他研磨材料或其他环境因素、条件或材料也会引起降解。
这种自修复和耐磨损性能通常使得基材在耐磨性、耐UV性和耐盐腐蚀性方面能够更有效地满足目前由电子工业施加的规格。
在示例性实施例中，合适的涂料可具有70至90度或75至85度的水接触角。在示例性实施方式中，合适的涂料可具有30至40度的二碘甲烷接触角。
根据一个示例性实施例，公开了一种用于在基材(诸如由玻璃材料、陶瓷或金属氧化物形成的基材)上提供涂料的示例性方法，该方法包含以下步骤。
首先，通过将基材表面暴露于气体的等离子体来活化该基材，该气体选自Ar或He类型的惰性气体、气体N2、O2或H2O，或前述两种或更多种的混合物。根据一个示例性实施例，该活化步骤通过将基材暴露于含有H2O的气体混合物的等离子体来进行。该活化步骤增加基材表面上的羟基密度，从而增加SAM的键合密度。
第二，形成包括至少一个烷基单层和T8羟基多面体低聚倍半硅氧烷(羟基-POSS)的疏水性涂料。在示例性实施例中，烷基单层为烷基硅烷(AS)或烷基硫醇(AT)。在其他示例性实施例中，烷基单层包括双官能硅烷。然后将其与含有碱或酸的水溶液的质子或非质子溶剂混合。
第三，在基材上沉积任选的疏水性涂料。
第四，在含有碱或酸的水溶液的质子或非质子溶剂中制备包括烷基硅烷、POSS或其混合物的耐指纹涂料的制剂。
通常，在能够获得5-100nm的RMS(均方根)表面粗糙度的条件下，通过浸涂、喷涂和热CVD(化学气相沉积)来沉积耐指纹涂料的制剂。在示例性实施例中，可以获得5至10nm的RMS(均方根)表面粗糙度。
由此获得的装配玻璃基材是光学透明的、耐机械磨损和其他机械冲击影响，并且是自修复的。为了本公开的目的，“光学透明的”意指与基材(例如，玻璃)光学中性，即，预处理的玻璃的透射率或雾度没有实质性改变。
根据一种示例性方法，沉积涂料的步骤使用由下式的烷基硅烷(AS)、羟基封端的T8多面体低聚倍半硅氧烷以及酸的水溶液或碱的水溶液的混合物获得的溶液进行。在一些实施例中，烷基硅烷具有下式：
H3C-(CH2)n-Si(X)3-p(R)p
其中n＝0至15，优选n＝3至5；或n＝10至20；其中p＝0或2；或p＝0或1；在另一个示例性实施例中，p＝0。在一些实施例中，R为烷基或氢原子；以及，X为可水解基团，诸如但不限于卤化物基团或烷氧基基团。在一些实施例中，POSS具有以下结构：
其中R为OH-(CH2)n，n＝0至5，优选n＝1。
本公开的组合物的示例性实施例的特征在于烷基硅烷和OH-POSS的相对量的平衡。传统的烷基硅烷将提供疏水性和疏油性太强而无法充分地用作隐形指纹涂料的材料。纯玻璃是亲水性的和疏油性的(WCA在约30度，而二碘甲烷在约40-45度)。对于POSS结构上的取代，通常，存在的羟基化越多，结构将越亲水。具有适当的羟基化水平以避免WCA过高或过低是重要的，这将导致不充分的特性以提供隐形指纹功能性。太多的OH-POSS和材料变得亲水，并且不能显示出所需的性能。太少的OH-POSS导致材料太疏水/疏油而无法工作。因此，需要针对特定的OH-POSS组合物和预期用途(例如，基材)调节可湿性，以充分提供隐形指纹特性。具有75-85度范围内的水接触角和30-40度范围内的二碘甲烷接触角的涂覆表面表现出优异的隐形特性。
在替代的示例性实施例中，可使用其他非氟化疏水性材料代替OH-POSS。也可使用其他亲水性POSS材料，诸如，但不限于，PEG化的POSS、胺取代的POSS、羧酸取代的POSS等。
在另一个示例性实施例中，根据本文公开的方法制备的涂料具有80度的水接触角和30度的二碘甲烷接触角，并且显示出优异的隐形指纹特性。
本公开还涉及一种包括如本文所述的基材或由如本文所述的基材形成的全憎涂料，该涂料特别地用作各种车辆表面或建筑物的装配玻璃。
可能需要酸或碱的水溶液来帮助烷基硅烷的亲核反应。在示例性实施例中，酸可具有1-3范围内的pH。在示例性实施例中，酸可为组合物，诸如，但不限于，抗坏血酸、柠檬酸、水杨酸、乙酸、盐酸、草酸、磷酸、硫酸等。在示例性实施例中，碱可具有11-14范围内的pH。在示例性实施例中，碱可为组合物，诸如，但不限于，氢氧化铵、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾等。使用如上所述的低pH酸或高pH碱，因为OH的去质子化发生在基材(例如，玻璃)表面上以变成O-，其作为亲核体比OH更具反应性，从而增加了具有离去基团的SAM的键合密度。
根据示例性实施例，包括烷基硅烷、OH-POSS或其混合物以及碱的水溶液的耐指纹涂料的制剂可通过本领域技术人员已知的任何合适的沉积技术来沉积，如上文所述。
本公开还提供了一种玻璃、陶瓷或金属氧化物基材，其具有隐形指纹涂料，该隐形指纹涂料可以通过根据上述示例性实施例之一的方法获得，其包括：在碱或酸的水溶液中的烷基硅烷和OH-POSS材料，即，基本上或仅由隐形指纹层组成，其表面的表面粗糙度大于5nm，并已通过选自Ar或He型稀有气体、气体N2或O2的气体的等离子体或通过前述气体中至少两种的混合物的等离子体处理活化，优选在不改变或基本上不改变表面粗糙度的条件下；以及烷基硅烷和OH-POSS，其包括隐形指纹涂料，借助碱或酸的水溶液结合在基材上。
在示例性实施例中，通过进行活化步骤来获得基材，该活化步骤通过气体混合物的等离子体来活化，该气体混合物含有H2O以及选自由Ar、He和N2组成的组中的至少一种气体。
在示例性实施例中，隐形指纹层的厚度在10至500nm之间。在其他示例性实施例中，隐形指纹层的厚度在20至100nm之间。
在示例性实施例中，全憎层的RMS粗糙度小于10nm。在其他示例性实施例中，全憎层的RMS粗糙度在5至10nm之间。
在示例性实施例中公开的涂料材料的特征为在表面上形成涂料的能力，并具有70-90度或75-85度之间的水接触角和30-40度之间的二碘甲烷接触角。
在一些实施例中，接触步骤还含有烷氧基硅氧烷。在一些实施例中，烷氧基硅烷为三烷氧基甲硅烷基硅氧烷。在一些实施例中，二烷基硅氧烷通过使乙烯基封端的二烷基硅氧烷与式(RCO)3SiH的化合物接触来形成，其中RC为烷基。在一些实施例中，硅氧烷为烷基硅氧烷。在一些实施例中，烷氧基硅氧烷为烷氧基聚二甲基硅氧烷。在一些实施例中，烷氧基硅氧烷为三烷氧基甲硅烷基聚二甲基硅氧烷。
在说明性实施例中，三烷氧基甲硅烷基硅氧烷通过使三烷氧基硅烷与市售硅氧烷在催化剂存在下反应而形成。示例性的硅氧烷包含聚二甲基硅氧烷，其可获自Gelest。在一些实施例中，催化剂为铂催化剂。
尽管以上仅详细描述了多个示例性实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在实质上不脱离新颖教导和优点的情况下，可对示例性实施例进行多种修改。以下编号的条款包含预期的和非限制性的实施例：
条款1.一种耐指纹基材，其通过包括以下的方法制备：
将用于耐指纹涂料的制剂施加到基材的表面上，
其中所述耐指纹表面具有小于2的ΔE。
条款2.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹表面具有小于约40°的初始油角°和大于约65°的初始水角。
条款3.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述用于耐指纹涂料的制剂包括下式的烷基硅烷：
(RA)3SiRB，
其中每个RA独立地为-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基；
RB为C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基；其中-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基、-OC2-C6炔基、C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-C(O)OR1、-C(O)OC1-C20-PO3H2、-C(O)NH2、-C(O)NH(C1-C6烷基)、-C(O)N(C1-C6烷基)2、-SC1-C6烷基、-S(O)C1-C6烷基、-S(O)2C1-C6烷基、-S(O)NH(C1-C6烷基)、-S(O)2NH(C1-C6烷基)、-S(O)N(C1-C6烷基)2、-S(O)2N(C1-C6烷基)2、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(H)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(R1)C1-C6烷基-N(R1)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-OC1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-N(H)C1-C6烷基-NH2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2或-Si(-OC1-C6烷基)3取代；并且其中-N(H)C1-C6烷基-O-C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3的C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代；以及
R1独立地为氘、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基，其中C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代。
条款4.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中RA为-OC1-C6烷基。
条款5.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中RB为C6-C20烷基或C10-C20烷基。
条款6.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中RB为C6-C20烷基或C10-C20烷基，并且C6-C20烷基或C10-C20中的每个氢原子独立地任选地被卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2或-PO3H2取代，其中R1独立地为氘或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。
条款7.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述烷基硅烷选自由以下组成的组：(氯十一烷基)(三乙氧基)硅烷、(氯十一烷基)(三甲氧基)硅烷、(氯己基)(三乙氧基)硅烷、(氯己基)(三甲氧基)硅烷、11-(2-甲氧基乙氧基)十一烷基三甲氧基硅烷、(氨基十一烷基)(三乙氧基)硅烷、(氨基十一烷基)(三甲氧基)硅烷、(羟基癸基)(三乙氧基)硅烷、(羟基癸基)(三甲氧基)硅烷、(11-十一碳烯酸)(三乙氧基)硅烷、(羟基庚基)(三乙氧基)硅烷、(羟基十一烷基)(三乙氧基)硅烷以及(11-磷酸基十一烷基)(三乙氧基)硅烷。
条款8.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述烷基硅烷不包含氟。
条款9.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述用于耐指纹涂料的制剂包括下式的POSS：
其中R为-C1-C6烷基、-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3，其中A为C1-C6烷基，B为-C1-C6烷基-O-，C为C1-C6烷基，D为C1-C6烷基，O为氧，E、G和H中的每一个至少为1，并且F为5至12的整数，并且其中-C1-C6烷基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR2、-OC1-C6烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2或-OPO3H取代；以及
其中R2独立地为氘、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。
条款10.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中R为-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3。
条款11.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中R为-AE-O-BF-CG-O-DH。
条款12.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中R为-(CH2)3O(CH2CH2O)9CH2CH2OCH3。
条款13.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有小于约0.2的摩擦系数。
条款14.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有小于约0.13的摩擦系数。
条款15.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述基材包括选自由玻璃、金属氧化物和丙烯酸类聚合物组成的组中的至少一种材料。
条款16.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有至少小于约50°的初始油角。
条款17.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有至少小于约45°的初始油角。
条款18.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有至少小于约35°的初始油角。
条款19.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有大于约65°的初始水角。
条款20.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有约70°至约90°的初始水角。
条款21.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材基本上不含氟化物。
条款22.根据前述条款中任一项或条款的组合所述的耐指纹基材，其中所述ΔE小于约0.7。
条款23.一种用于耐指纹涂料的制剂，所述制剂包括：
烷基硅烷，
POSS，以及
溶剂。
条款24.根据条款23中所述的制剂，其中所述烷基硅烷具有下式：
(RA)3SiRB，
其中每个RA独立地为-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基；
RB为C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基；其中-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基、-OC2-C6炔基、C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-C(O)OR1、-C(O)OC1-C20-PO3H2、-C(O)NH2、-C(O)NH(C1-C6烷基)、-C(O)N(C1-C6烷基)2、-SC1-C6烷基、-S(O)C1-C6烷基、-S(O)2C1-C6烷基、-S(O)NH(C1-C6烷基)、-S(O)2NH(C1-C6烷基)、-S(O)N(C1-C6烷基)2、-S(O)2N(C1-C6烷基)2、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(H)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(R1)C1-C6烷基-N(R1)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-OC1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-N(H)C1-C6烷基-NH2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2或-Si(-OC1-C6烷基)3取代；并且其中-N(H)C1-C6烷基-O-C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3的C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代；以及
R1独立地为氘、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基，其中C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代。
条款25.根据条款23-24中任一项或组合所述的制剂，其中RA为-OC1-C6烷基。
条款26.根据条款23-25中任一项或组合所述的制剂，其中RB为C6-C20烷基或C10-C20烷基。
条款27.根据条款23-26中任一项或组合所述的制剂，其中RB为C6-C20烷基或C10-C20烷基，并且C6-C20烷基或C10-C20中的每个氢原子独立地任选地被卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2取代，其中R1独立地为氘或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。
条款28.根据条款23-27中任一项或组合所述的制剂，其中所述烷基硅烷选自由以下组成的组：(氯十一烷基)(三乙氧基)硅烷、(氯十一烷基)(三甲氧基)硅烷、(氯己基)(三乙氧基)硅烷、(氯己基)(三甲氧基)硅烷、11-(2-甲氧基乙氧基)十一烷基三甲氧基硅烷、(氨基十一烷基)(三乙氧基)硅烷、(氨基十一烷基)(三甲氧基)硅烷、(羟基癸基)(三乙氧基)硅烷、(羟基癸基)(三甲氧基)硅烷、(11-十一碳烯酸)(三乙氧基)硅烷、(羟基庚基)(三乙氧基)硅烷、(羟基十一烷基)(三乙氧基)硅烷以及(11-磷酸基十一烷基)(三乙氧基)硅烷。
条款29.根据条款23-28中任一项或组合所述的制剂，其中所述POSS具有下式：
其中R为-C1-C6烷基、-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3，其中A为C1-C6烷基，B为-C1-C6烷基-O-，C为C1-C6烷基，D为C1-C6烷基，O为氧，E、G和H中的每一个至少为1，并且F为5至12的整数，并且其中-C1-C6烷基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR2、-OC1-C6烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2或-OPO3H取代；以及
其中R2独立地为氘、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。
条款30.根据条款23-29中任一项或组合所述的制剂，其中R为-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3。
条款31.根据条款23-30中任一项或组合所述的制剂，其中R为-AE-O-BF-CG-O-DH。
条款32.根据条款23-31中任一项或组合所述的剂型，其中R为-(CH2)3O(CH2CH2O)9CH2CH2OCH3。
条款33.根据条款23-32中任一项或组合所述的制剂，其中所述烷基硅烷的浓度为约1g/l至约6g/l。
条款34.根据条款23-34中任一项或组合所述的制剂，其中所述烷基硅烷的浓度为约2g/l至约5g/l。
条款35.根据条款23-34中任一项或组合所述的制剂，其中所述POSS的浓度为约50mg/l至约500mg/l。
条款36.根据条款23-35中任一项或组合所述的制剂，其中所述POSS的浓度为约50mg/l至约250mg/l。
条款37.根据条款23-36中任一项或组合所述的制剂，其中所述溶剂包括水、醇或其混合物。
条款38.根据条款23-37中任一项或组合所述的制剂，其中所述溶剂的pH为约1至7。
条款39.根据条款23-38中任一项或组合所述的制剂，其中所述制剂包括PDMS。
条款40.根据条款23-39中任一项或组合所述的制剂，其中所述PDMS用三烷氧基硅烷封端。
条款41.根据条款23-40中任一项或组合所述的制剂，其中所述PDMS的分子量小于约10000Da。
条款42.根据条款23-41中任一项或组合所述的制剂，其中所述PDMS的分子量为至少2000Da。
条款43.一种用于在基材上形成耐指纹涂料的方法，所述方法包括：
将用于耐指纹涂料的制剂施加到所述基材的表面上，以及
在所述基材的表面上将所述用于耐指纹涂料的制剂固化，以形成所述耐指纹涂料。
条款44.根据条款43所述的方法，其中所述用于耐指纹涂料的制剂包括具有下式的烷基硅烷：
(RA)3SiRB，
其中每个RA独立地为-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基；
RB为C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基；其中-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基、-OC2-C6炔基、C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-C(O)OR1、-C(O)OC1-C20-PO3H2、-C(O)NH2、-C(O)NH(C1-C6烷基)、-C(O)N(C1-C6烷基)2、-SC1-C6烷基、-S(O)C1-C6烷基、-S(O)2C1-C6烷基、-S(O)NH(C1-C6烷基)、-S(O)2NH(C1-C6烷基)、-S(O)N(C1-C6烷基)2、-S(O)2N(C1-C6烷基)2、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(H)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(R1)C1-C6烷基-N(R1)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-OC1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-N(H)C1-C6烷基-NH2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2或-Si(-OC1-C6烷基)3取代；并且其中-N(H)C1-C6烷基-O-C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3的C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代；以及
R1独立地为氘、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基，其中C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代。
条款45.根据条款43-44中任一项或组合所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有至少小于约50°的初始油角。
条款46.根据条款43-45中任一项或组合所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有至少小于约45°的初始油角。
条款47.根据条款43-46中任一项或组合所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有大于约65°的初始水角。
条款48.根据条款43-47中任一项或组合所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有约70°至约90°的初始水角。
条款49.根据条款43-48中任一项或组合所述的方法，其包括通过将所述基材的表面暴露于至少一种气体的等离子体来活化所述表面，所述至少一种气体选自由惰性气体、N2、O2和前述气体中的至少两种的混合物组成的组。
条款50.根据条款43-49中任一项或组合所述的方法，其中所述施加步骤通过将所述用于耐指纹涂料的制剂浸涂、擦拭或喷涂到所述基材的表面上来进行。
条款51.根据条款43-50中任一项或组合所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有小于约0.2的摩擦系数。
条款52.根据条款43-52中任一项或组合所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有小于约0.13的摩擦系数。
条款53.根据前述条款中任一项或前述条款的任何组合所述的基材、制剂或方法，其中RB不是卤素取代的正辛基三乙氧基硅烷或卤素取代的C1-C6烷基。
条款54.根据前述条款中任一项或前述条款的任何组合所述的基材、制剂或方法，其中RB为C1-C20烷基、C6-C20烷基或C10-C20烷基，其中C1-C20烷基、C6-C20烷基或C10-C20烷基中的每个氢原子被任选地取代。在一些实施例中，每个氢原子可独立地任选地被卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2取代，其中R1独立地为氘或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。
条款55.根据前述条款中任一项或前述条款的任何组合所述的基材、制剂或方法，其中所述烷基硅烷包括卤素但不包括氟，所述烷基硅烷不包括PEG基团，或两者。
条款56.根据前述条款中任一项或前述条款的任何组合所述的基材、制剂或方法，其中所述POSS具有下式：
其中R为-C1-C6烷基或-O-Si(C1-C6烷基)3并且至少一个C1-C6烷基被至少一个羟基取代。
条款57.根据前述条款中任一项或前述条款的任何组合所述的基材、制剂或方法，其中POSS不存在于所述用于耐指纹涂料的制剂中。
条款58.一种用于耐指纹涂料的制剂，所述制剂包括烷基硅烷和PDMS。
条款59.根据条款58中所述的制剂，其中所述PDMS用三烷氧基硅烷封端。
条款60.根据条款58-59中任一项或组合所述的制剂，其中所述PDMS的分子量小于约10000Da。
条款61.根据条款58-60中任一项或组合所述的制剂，其中所述PDMS的分子量为至少2000Da。
条款62.根据条款58-61中任一项或组合所述的制剂，其中所述烷基硅烷具有下式：
(RA)3SiRB，
其中每个RA独立地为-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基；
RB为C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基；其中-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基、-OC2-C6炔基、C1-C20烷基、C2-C20烯基或C2-C20炔基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-C(O)OR1、-C(O)OC1-C20-PO3H2、-C(O)NH2、-C(O)NH(C1-C6烷基)、-C(O)N(C1-C6烷基)2、-SC1-C6烷基、-S(O)C1-C6烷基、-S(O)2C1-C6烷基、-S(O)NH(C1-C6烷基)、-S(O)2NH(C1-C6烷基)、-S(O)N(C1-C6烷基)2、-S(O)2N(C1-C6烷基)2、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(H)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(R1)C1-C6烷基-N(R1)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-OC1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-N(H)C1-C6烷基-NH2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2或-Si(-OC1-C6烷基)3取代；并且其中-N(H)C1-C6烷基-O-C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3的C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代；以及
R1独立地为氘、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基，其中C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代。
条款63.根据条款58-63中任一项或组合所述的制剂，其中RB为C6-C20烷基或C10-C20烷基，并且C6-C20烷基或C10-C20中的每个氢原子独立地任选地被卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2取代，其中R1独立地为氘或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。
示例
以下示例仅用于说明目的。除非另有规定，否则在这些示例中出现的份数和百分比以重量计。OH-POSS购自Sigma Aldrich。
示例1
活化等离子体条件：
根据示例性实施例，基材用等离子体形式的活化气体处理。该步骤可在各种真空或大气压力室中进行。例如，可使用平行板RF反应器。该处理导致基材的化学改性，但没有物理改变，诸如形态。所使用的气体优选选自Ar、He、N2或O2或这些气体中的两种或更多种的混合物。通常将工作压力调节在50至500mTorr之间，功率调节在10至200W之间，活化时间调节在约1分钟至约5分钟之间，通常在1分钟内。
示例2
测试和分析
对于测试，对照未进行表面处理，而样品是在等离子体活化的玻璃样品上的隐形指纹涂料。根据以下测试方法对如上所述制备的样品进行评估。
初始接触角测量是用水和二碘甲烷进行的，其提供接枝基材的全憎性的参考指示。
该透射率测试是根据ASTM D1003测量的光的辐照度的百分比。
耐磨性，通过在用CS10硬度的磨盘在250g的载荷下在测量1.5cm2的面积上，以50个循环/分钟的平移速率和6rpm的旋转速度在样品上根据ASTM D4060磨损接枝涂料之后测量在样品上的水的残余接触角而获得。如果1500个循环后接触角保持大于80°，则样品在测试中是令人满意的。
耐化学性测试在强酸(pH 2)和碱(氢氧化钠，pH 11)环境中在室温下进行。如果水接触角在8小时后保持大于90度，则认为样品在测试中是令人满意的。
示例3
接触角测量
通过与诸如水和二碘甲烷的不同流体的接触角测量来预估隐形指纹涂料。根据上述程序制备的试样获得的结果示于下表1中。
表1
1 2 3 4 5 平均
水 81 80 78 82 77 80
二碘甲烷 40 39 41 40 38 40
下表2显示了在无OH-POSS涂料的情况下对烷基硅烷(AS)的接触角测量。
表2
1 2 3 4 5 平均
水 115 108 113 110 104 110
二碘甲烷 40 39 41 40 38 40
示例4
耐指纹性和隐形性
通过将指纹放置在两个基材之间来测量指纹特性，在之间放置指纹的两片钢化玻璃的图1A和1B中每张照片上涂覆(左)和未涂覆(右)。左侧的涂覆基材未显示出指纹，而右侧的未涂覆基材则有明显的指纹污迹。
示例5
耐化学性
通常，疏水性涂料在暴露于苛刻的溶剂条件之后易于水解和涂料失效。该测试的目的为测量具有根据本公开的示例性方法形成的隐形指纹涂料的基材的耐化学性。该测试包含用浸泡在异丙醇(IPA)中的布擦拭样品十次。如图2的图表中所示，在IPA擦拭之前和之后的耐化学性测试的测试结果显示涂料的水接触角和二碘甲烷接触角不受溶剂暴露的影响。
示例6
耐磨性
根据ASTM D4060测量获得的全憎基材的耐磨性。用CS-10硬度磨盘在250g载荷下在测量1.5cm2面积上，以50个循环/分钟的平移速率和6rpm的旋转速度进行测试。如果在1500个循环之后水接触角保持大于70度，则认为样品在测试中是令人满意的。测试进行1500个循环、3000个循环或4500个循环。可以看出，样品的耐磨性是足够的，并且水接触角未出现轻微的退化，如图3所示，该图为示出机械磨损(ASTM D4060 Taber)测试的结果的图表：对于1500个循环(CS-10轮)，500g重量载荷。
将500g重物加载到CS-10硬度的磨盘上。样品的耐磨性显示出轻微的退化。在1500个循环后，水接触角保持在水和二碘甲烷的截止极限以上(70度和30度)。
示例7
三乙氧基十一碳烯酸硅烷的合成
将在3ml无水甲苯中的十一碳烯酸(1.0g，5.4mmol，1当量)和三乙氧基硅烷(1.07g，6.5mmol，1.2当量)加入配备有搅拌棒的25ml圆底烧瓶中。将反应混合物在氩气下吹扫30min。将0.01ml的Pt(dvs)(二甲苯中约2％Pt，获自Aldrich)滴加到反应混合物中。将反应混合物缓慢加热至80℃，并在80℃下搅拌过夜。通过旋转蒸发仪蒸发甲苯和过量的三乙氧基硅烷。将得到的有机油通过硅藻土过滤，得到油状物。产量：1.1g。％产率：58％。
示例8
三乙氧基十一烷基羟基硅烷的合成
将在30ml无水甲苯中的10-十一碳烯-1-醇(10g，0.059mol，1当量)和三乙氧基硅烷(11.6g，0.07mol，1.2当量)加入配备有搅拌棒的100ml圆底烧瓶中。将反应混合物在氩气下吹扫30min。将0.1ml的Pt(dvs)(二甲苯中约2％Pt，获自Aldrich)滴加到反应混合物中。将反应混合物缓慢加热至80℃，并在80℃下搅拌过夜。通过旋转蒸发仪蒸发甲苯和过量的三乙氧基硅烷。将得到的有机油通过硅藻土过滤，得到棕色油状物。产量：6.8g。％产率：34％。
示例9
三乙氧基己基羟基硅烷的合成
将在15ml无水甲苯中的5-己烯-1-醇(5g，0.05mol，1当量)和三乙氧基硅烷(9.84g，0.06mol，1.2当量)加入配备有搅拌棒的100ml圆底烧瓶中。将反应混合物在氩气下吹扫30min。将0.05ml的Pt(dvs)(二甲苯中约2％Pt，获自Aldrich)滴加到反应混合物中。将反应混合物缓慢加热至80℃，并在80℃下搅拌过夜。通过旋转蒸发仪蒸发甲苯和过量的三乙氧基硅烷。将得到的有机油通过硅藻土过滤，得到无色油状物，其随着时间推移变成有光泽的固体。产量：6.15g。％产率：44％。
示例10
膦酰基十一烷基三乙氧基硅烷的合成
将在2ml无水甲苯中的11-膦酰基十一烷基丙烯酸酯(0.75g，2.45mmol，1当量)和三乙氧基硅烷(0.48g，2.9mmol，1.2当量)加入配备有搅拌棒的25ml圆底烧瓶中。将反应混合物在氩气下吹扫30min。将5μl的Pt(dvs)(二甲苯中约2％Pt，购自Aldrich)滴加到反应混合物中。将反应混合物缓慢加热至80℃，并在80℃下搅拌过夜。通过旋转蒸发仪蒸发甲苯和过量的三乙氧基硅烷。将得到的有机油通过硅藻土过滤，得到无色油状物。产量：0.6g。％产率：52％。
示例11
制剂
用于耐指纹涂料的制剂通过在溶剂中混合烷基硅烷和POSS来制备。烷基硅烷描述于下表3中。OH-POSS如美国专利申请公开号2017/0349785的示例1中所述来制备(该专利申请的全部内容通过引用并入本文)或购自Sigma Aldrich(分类号594180)。溶剂为20％乙醇、70％水和10％5M NH4OH水溶液的混合物。该制剂通过在溶剂中将3.75g/l硅烷与100mg/l的POSS组合来制备。氯十一烷基三乙氧基硅烷(CAS#120876315)购自Gelest；氯十一烷基三甲氧基硅烷(CAS#17948-05-9)购自Gelest；氯己基三甲氧基硅烷(CAS#1145666-63-2)购自Gelest；N-(2-氨基乙基)-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷(CAS#121772-92-7)购自Gelest；11-氨基十一烷基三乙氧基硅烷(CAS#116821-45-5)购自Gelest；PEG硅烷(CAS#1384163-86-3)购自Gelest，羟基癸基三乙氧基硅烷根据示例12制备；N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷(CAS#15129-36-9)购自Gelest。
将制剂喷涂到电晕/等离子体处理的表面上以完全润湿表面。擦掉过量的制剂。将处理过的表面在120℃的烘箱中固化约10分钟。如上述示例2所述测定初始油角。根据示例6测量耐磨性。耐磨性结果示于表4中。
表3初始油角
表4耐磨性
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示例12
耐磨性
如上述示例15所述，用于涂料的制剂通过在溶剂中混合硅烷和POSS来制备。硅烷为氯十一烷基三乙氧基硅烷(CAS#120876315)，购自Gelest。Mono-OH POSS根据美国专利申请公开号2017/0349785的示例1制备，其全部内容通过引用并入本文。Mono-PEG POSS(CAS#1838163-04-4)购自Hybrid Plastics。Sigma OH-POSS(CAS#288290-32-4)购自SigmaAldrich。
表5耐磨性
示例13
ΔE
为了测量指纹特性，使用Konica Minolta色度计(理想地使用黑色卡片纸料或黑色OLED显示器)测量在黑色背景上的未用过的玻璃的L A B值。然后操作者必须用全部四个手指在其鼻子或前额上(这是身体最油部分)擦拭他们的优势手2-3次。然后，他们将立即用所有四个手指以中等力轻按玻璃10次，这将在表面上产生40个指纹。然后，他们将使用色度计测量L A B值，并将使用那些值来基于未用过的和经指纹化的玻璃计算ΔE。ΔE越低，指纹越隐形。然后操作者将取一片牛仔布材料，理想地为标准化的LEVIS401牛仔布材料，并沿同一区域擦拭玻璃两次以试图擦掉指纹。然后操作者将计算与未用过的玻璃相比的ΔE，以测量涂料的清洁性。值越接近0，指纹越隐形。
该测试在如示例12所述制备的表面上进行。结果示于表7中。
表7ΔE值
示例14
PDMS-TEOS的合成
将单乙烯基封端的PDMS(5k)(10g，0.002mol，1当量；可获自Gelest)和三乙氧基硅烷(0.5g，0.003mol，1.5当量)溶解在5ml无水甲苯中，并在Ar下吹扫30min。将0.1mL的Pt(dvs)(二甲苯中约2％Pt，可获自Aldrich)加入到反应混合物中，并使其达到90℃。将反应混合物在90℃下搅拌约60小时。将反应混合物冷却至室温后直接通过硅藻土过滤。产量：7.9g。
示例15
PDMS-TEOS的合成
将3-异氰基丙基三乙氧基硅烷(0.197g，0.8mmol，2当量；可获自Gelest)与PDMS双氨基(1g，0.4mmol，1当量，可获自Sigma Aldrich，CAS号106214-84-0)混合。将混合物搅拌达4小时。产量1.1g。
示例16
制剂
将OH-POSS(终浓度100mg/mL)与氯十一烷基硅烷(终浓度3.75mg/mL)和示例15的PDMS-TEOS(终浓度0.375mg/mL)在乙醇中混合。将该溶液施加到如上所述的表面上。
使用MDX-02摩擦系数测试仪测量涂覆表面的摩擦系数。测得涂覆有包含PDMS-TEOS的制剂的表面的摩擦系数为约0.116。涂覆有不含PDMS-TEOS的制剂的表面的摩擦系数为约0.168。
虽然已经结合特定实施例描述了方法、设备和系统，但是并不旨在将范围限于所阐述的特定实施例，因为本文的实施例在所有方面都旨在是说明性的而非限制性的。
除非另有明确说明，否则绝不意图将本文阐述的任何方法解释为要求以特定顺序执行其步骤。因此，在方法权利要求未实际列举其步骤遵循的顺序或者在权利要求书或说明书中未另外具体说明步骤限于特定顺序的情况下，绝不意图在任何方面推断顺序。
如在说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包含复数指示物，除非上下文另有明确规定。
范围在本文中可表示为从“约”一个特定值和/或至“约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一个实施例包含从一个特定值和/或至另一个特定值。类似地，当值表示为近似值时，通过使用先行词“约”应理解为特定值形成另一实施例。将进一步理解的是，每个范围的端点相对于另一端点和独立于另一端点都是重要的。
“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生，并且该描述包含事件或情况发生的情况和事件或情况不发生的情况。
在本说明书的整个说明书和权利要求书中，词语“包括(comprise)”和该词语的变体，诸如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”意指“包含但不限于”，并且不旨在排除例如其他添加剂、组分、整数或步骤。“示例性的”意指“……的示例”，并不旨在表达优选的或理想的实施例的指示。“诸如”不是限制性的，而是用于解释的目的。
公开了可用于执行所公开的方法、设备和系统的要素。本文公开了这些和其他要素，并且应理解的是，当公开了这些要素的组合、子集、相互作用、分组等时，虽然可能没有明确公开每个不同的单独和集体组合以及这些的排列的具体参考，但是本文针对所有方法、设备和系统具体地设想和描述了每个。这适用于本申请的所有方面，包含但不限于所公开的方法中的步骤。因此，如果存在可进行的各种附加步骤，则应理解，这些附加步骤中的每一个可与所公开方法的任何特定实施例或实施例的组合来进行。
还应当注意的是，本文提及的任何专利、申请和出版物通过引用整体并入本文。
尽管以上仅详细描述了多个示例性实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在实质上不脱离新颖教导和优点的情况下，可以对示例性实施例进行多种修改。因此，所有这些修改旨在包含在如所附权利要求所限定的本公开的范围内。

Claims (50)

1.一种耐指纹基材，其通过包括以下的方法制备：
将用于耐指纹涂料的制剂施加到基材的表面上，
其中所述的制剂包括下式的烷基硅烷：
(RA)3SiRB，
其中每个RA独立地为-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基；
RB为卤素取代的C11烷基；
其中所述烷基硅烷不包括氟；以及
其中所述耐指纹基材具有的ΔE小于0.7，
其中所述耐指纹基材具有小于0.2的摩擦系数，并且
其中耐指纹层的厚度在20nm至100nm之间。
2.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有小于40°的初始油角以及大于65°的初始水角。
3.根据权利要求2所述的耐指纹基材，其中-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-C(O)OR1、-C(O)OC1-C20-PO3H2、-C(O)NH2、-C(O)NH(C1-C6烷基)、-C(O)N(C1-C6烷基)2、-SC1-C6烷基、-S(O)C1-C6烷基、-S(O)2C1-C6烷基、-S(O)NH(C1-C6烷基)、-S(O)2NH(C1-C6烷基)、-S(O)N(C1-C6烷基)2、-S(O)2N(C1-C6烷基)2、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(H)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(R1)C1-C6烷基-N(R1)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-OC1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-N(H)C1-C6烷基-NH2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2或-Si(-OC1-C6烷基)3取代；并且其中-N(H)C1-C6烷基-O-C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3的C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代；以及
R1独立地为氘、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基，其中C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代。
4.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中RA为-OC1-C6烷基。
5.根据权利要求4所述的耐指纹基材，其中所述烷基硅烷为(氯十一烷基)(三乙氧基)硅烷或(氯十一烷基)(三甲氧基)硅烷。
6.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述用于耐指纹涂料的制剂包括下式的POSS：
其中R为-C1-C6烷基、-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3，其中A为C1-C6烷基，B为-C1-C6烷基-O-，C为C1-C6烷基，D为C1-C6烷基，O为氧，E、G和H中的每一个至少为1，并且F为5至12的整数，并且其中-C1-C6烷基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR2、-OC1-C6烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2或-OPO3H取代；以及
其中R2独立地为氘、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。
7.根据权利要求6所述的耐指纹基材，其中R为-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3。
8.根据权利要求6所述的耐指纹基材，其中R为-AE-O-BF-CG-O-DH。
9.根据权利要求8所述的耐指纹基材，其中R为-(CH2)3O(CH2CH2O)9CH2CH2OCH3。
10.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有小于0.13的摩擦系数。
11.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材包括选自由玻璃、金属氧化物和丙烯酸类聚合物组成的组中的至少一种材料。
12.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有至少小于50°的初始油角。
13.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有至少小于45°的初始油角。
14.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有至少小于35°的初始油角。
15.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有大于65°的初始水角。
16.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材具有70°至90°的初始水角。
17.根据权利要求1所述的耐指纹基材，其中所述耐指纹基材基本上不含氟化物。
18.一种用于耐指纹涂料的制剂，所述制剂包括：
具有下式的烷基硅烷：
(RA)3SiRB，
其中每个RA独立地为-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基；
RB为卤素取代的C11烷基；
POSS，以及
溶剂；
其中所述烷基硅烷不包括氟。
19.根据权利要求18所述的制剂，其中-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基、或-OC2-C6炔基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-C(O)OR1、-C(O)OC1-C20-PO3H2、-C(O)NH2、-C(O)NH(C1-C6烷基)、-C(O)N(C1-C6烷基)2、-SC1-C6烷基、-S(O)C1-C6烷基、-S(O)2C1-C6烷基、-S(O)NH(C1-C6烷基)、-S(O)2NH(C1-C6烷基)、-S(O)N(C1-C6烷基)2、-S(O)2N(C1-C6烷基)2、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(H)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(R1)C1-C6烷基-N(R1)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-OC1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-N(H)C1-C6烷基-NH2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2或-Si(-OC1-C6烷基)3取代；并且其中-N(H)C1-C6烷基-O-C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3的C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代；以及
R1独立地为氘、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基，其中C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代。
20.根据权利要求18所述的制剂，其中RA为-OC1-C6烷基。
21.根据权利要求20所述的制剂，其中所述烷基硅烷为(氯十一烷基)(三乙氧基)硅烷或(氯十一烷基)(三甲氧基)硅烷。
22.根据权利要求18所述的制剂，其中所述POSS具有下式：
其中R为-C1-C6烷基、-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3，其中A为C1-C6烷基，B为-C1-C6烷基-O-，C为C1-C6烷基，D为C1-C6烷基，O为氧，E、G和H中的每一个至少为1，并且F为5至12的整数，并且其中-C1-C6烷基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR2、-OC1-C6烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(C1-C6烷基)2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2或-OPO3H取代；以及
其中R2独立地为氘、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基。
23.根据权利要求22所述的制剂，其中R为-AE-O-BF-CG-O-DH或-O-Si(C1-C6烷基)3。
24.根据权利要求23所述的制剂，其中R为-AE-O-BF-CG-O-DH。
25.根据权利要求24所述的制剂，其中R为-(CH2)3O(CH2CH2O)9CH2CH2OCH3。
26.根据权利要求18所述的制剂，其中所述烷基硅烷的浓度为1g/l至6g/l。
27.根据权利要求26所述的制剂，其中所述烷基硅烷的浓度为2g/l至5g/l。
28.根据权利要求26所述的制剂，其中所述POSS的浓度为50mg/l至500mg/l。
29.根据权利要求28所述的制剂，其中所述POSS的浓度为50mg/l至250mg/l。
30.根据权利要求18所述的制剂，其中所述溶剂包括水、醇或其混合物。
31.根据权利要求30所述的制剂，其中所述溶剂的pH为1至7。
32.根据权利要求30所述的制剂，其中所述制剂包括PDMS。
33.根据权利要求32所述的制剂，其中所述PDMS用三烷氧基硅烷封端。
34.根据权利要求32所述的制剂，其中所述PDMS的分子量小于10000Da。
35.根据权利要求34所述的制剂，其中所述PDMS的分子量为至少2000Da。
36.一种用于在基材上形成耐指纹涂料的方法，所述方法包括：
将用于耐指纹涂料的制剂施加到所述基材的表面上，所述用于耐指纹涂料的制剂包括具有下式的烷基硅烷：
(RA)3SiRB，
其中每个RA独立地为-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基；
RB为卤素取代的C11烷基；
以及
在所述基材的表面上将所述用于耐指纹涂料的制剂固化，以形成所述耐指纹涂料；
其中所述烷基硅烷不包括氟。
37.根据权利要求36所述的方法，其中-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基、或-OC2-C6炔基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-C(O)OR1、-C(O)OC1-C20-PO3H2、-C(O)NH2、-C(O)NH(C1-C6烷基)、-C(O)N(C1-C6烷基)2、-SC1-C6烷基、-S(O)C1-C6烷基、-S(O)2C1-C6烷基、-S(O)NH(C1-C6烷基)、-S(O)2NH(C1-C6烷基)、-S(O)N(C1-C6烷基)2、-S(O)2N(C1-C6烷基)2、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(H)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(R1)C1-C6烷基-N(R1)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-OC1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-N(H)C1-C6烷基-NH2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2或-Si(-OC1-C6烷基)3取代；并且其中-N(H)C1-C6烷基-O-C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3的C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代；以及
R1独立地为氘、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基，其中C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代。
38.根据权利要求36所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有至少小于50°的初始油角。
39.根据权利要求36所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有至少小于45°的初始油角。
40.根据权利要求36所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有大于65°的初始水角。
41.根据权利要求36所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有70°至90°的初始水角。
42.根据权利要求36所述的方法，其包括通过将所述基材的表面暴露于至少一种气体的等离子体来活化所述表面，所述至少一种气体选自由惰性气体、N2、O2和前述气体中的至少两种的混合物组成的组。
43.根据权利要求36所述的方法，其中所述施加步骤通过将所述用于耐指纹涂料的制剂浸涂、擦拭或喷涂到所述基材的表面上来进行。
44.根据权利要求36所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有小于0.2的摩擦系数。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述耐指纹涂料具有小于0.13的摩擦系数。
46.一种用于耐指纹涂料的制剂，所述制剂包括烷基硅烷，所述烷基硅烷具有下式：
(RA)3SiRB，
其中每个RA独立地为-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基或-OC2-C6炔基；
RB为卤素取代的C11烷基；
和PDMS；
其中所述烷基硅烷不包括氟。
47.根据权利要求46中所述的制剂，其中-OC1-C6烷基、-OC2-C6烯基、或-OC2-C6炔基中的每个氢原子独立地任选地被氘、卤素、-OH、-CN、-OR1、-CO2H、-C(O)OR1、-C(O)OC1-C20-PO3H2、-C(O)NH2、-C(O)NH(C1-C6烷基)、-C(O)N(C1-C6烷基)2、-SC1-C6烷基、-S(O)C1-C6烷基、-S(O)2C1-C6烷基、-S(O)NH(C1-C6烷基)、-S(O)2NH(C1-C6烷基)、-S(O)N(C1-C6烷基)2、-S(O)2N(C1-C6烷基)2、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(H)C1-C6烷基-NH2、-N(H)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(R1)C1-C6烷基-N(R1)C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-OC1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3、-N(H)C1-C6烷基-N(H)C1-C6烷基-NH2、-P(C1-C6烷基)2、-P(O)(C1-C6烷基)2、-PO3H2或-Si(-OC1-C6烷基)3取代；并且其中-N(H)C1-C6烷基-O-C1-C6烷基-Si(-OC1-C6烷基)3的C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代；以及
R1独立地为氘、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基或-C1-C6烷基-O-C1-C6烷基，其中C1-C6烷基中的每个氢原子任选地被羟基取代。
48.根据权利要求46中所述的制剂，其中所述PDMS用三烷氧基硅烷封端。
49.根据权利要求48所述的制剂，其中所述PDMS的分子量小于10000Da。
50.根据权利要求49所述的制剂，其中所述PDMS的分子量为至少2000Da。
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