ES2245948T3 - Procedimiento de recubrimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el recubrimiento hidrófobo y/u oleófobo de un objeto, en el cual, para la formación de una capa mediante evaporación, se calienta un material que contiene al menos una sustancia fluorada organosilícica, la cual posee una presión de vapor mesurable a elevada temperatura y se crea una capa sobre el objeto, caracterizado porque el material organosilícico fluorado calentado se deposita sobre el objeto con un grado de oligomerización de entre 3 y 25 monómeros y, así, se induce la formación de la capa.

Description

Procedimiento de recubrimiento.

La presente invención se ocupa del recubrimiento de objetos.

El recubrimiento de objetos por sí mismo se ha utilizado desde hace tiempo para conseguir determinadas y deseadas propiedades de superficie, aproximadamente una hidrofobicidad y/u oleofobicidad y/o repulsión de la suciedad y/o propiedades de antiadherencia. De este modo, es conocida la preparación de capas finas de un compuesto organosilícico fluorado, especialmente para conseguir una superficie fácil de limpiar. Este tipo de capas se utiliza, por ejemplo, en el sector sanitario.

Para aplicar dichas capas según el estado de la técnica, se disuelven en un disolvente las sustancias organosilícicas fluoradas que deben formar el compuesto.

Se utilizan típicamente sustancias organosilícicas fluoradas, las cuales pueden unirse al objeto para crear una capa resistente al desgaste y estable.

Este disolvente fluorado se aplica entonces sobre el objeto a recubrir mediante inmersión o similar. Después de la evaporación del disolvente, las sustancias fluoradas pueden calentarse entonces junto con el objeto para producir la unión de las sustancias fluoradas al compuesto fluorado que forma el recubrimiento.

Este procedimiento es desfavorable por determinadas razones. Así, por ejemplo, la utilización de un disolvente es desfavorable y/o no deseada. Además, las sustancias fluoradas son, al menos parcialmente, autófobas, ya que se repelen entre si.

Esto conduce a que las sustancias fluoradas que permanecen después de la evaporación del disolvente se repelen entre si, lo cual dificulta la formación de una capa homogénea y/o gruesa.

El documento US 4.836.136 A describe un procedimiento de plasma-CVD, en el cual un silano fluorado puede ser aplicar sobre una superficie y a continuación plasma-polimerizado.

El documento EP 0845301 A1 describe un procedimiento, en el cual clorosilanos sustituidos con grupos fluoroalquilo son aplicados como capa protectora sobre dispositivos micromecánicos (dispositivos micromecánicos = MEMS) con un procedimiento de evaporación.

El documento US 4.842.989 A describe una capa fotorresistente para aplicaciones en la litografía y un procedimiento para su preparación, la cual se consigue con ayuda de la plasma-polimerización de metacrilato fluorado y acrilato fluorado.

El objeto de la presente invención consiste en poner a disosición un procedimiento de recubrimiento mediante el cual el material de recubrimiento es más fácil de manejar.

La solución de este objetivo se reivindica independientemente; se indican formas de realización preferidas en las reivindicaciones subordinadas.

En una primera forma de realización se soluciona este objetivo mediante un procedimiento de recubrimiento hidrófobo y/u oleófobo de un objeto, en el cual, para la formación de la capa mediante evaporación, se calienta un material que contiene al menos una sustancia organosilícica fluorada, la cual posee una presión de vapor mesurable a elevada temperatura, y se forma sobre el objeto una capa caracterizado porque el material organosilícico fluorado calentado se almacena en el objeto con un grado de oligomerización de entre 3 y 25 monómeros, y de esta forma se produce la formación de la capa. De esta forma se puede alcanzar especialmente una hidrofobia y/u oleofobia.

La utilización de un material formado por una o con al menos una sustancia que contiene un organofluorado unido, con presión de vapor mesurable es durante la formación del recubrimiento en este caso, independientemente del tipo de aplicación, ya por esto ventajosa, porque ésta, durante la unión que tiene lugar típicamente en el estado calentado, conduce a la formación de una capa independientemente del tipo de aplicación, y así impide que se pueda originar un recubrimiento defectuoso y/o poroso por efectos de autofobia.

Es preferida una presión de vapor por debajo de una temperatura de descomposición de 0,1 mbar, preferentemente superior, para garantizar una evaporación rápida y suficiente.

Además, es preferido que el material, a diferencia de lo anteriormente conocido, no se aplique a temperatura ambiente junto con el disolvente, sino que se realice a una temperatura elevada de entre 200ºC y 300ºC. La utilización de una elevada temperatura de entre 200ºC y 300ºC es especialmente ventajosa. Muchas sustancias organosilícicas fluoradas y/o perfluoradas, las cuales se utilizan para la preparación del recubrimiento, comienzan, ya a 260ºC hasta 270ºC, a descomponerse muy lentamente y, en todo caso, gradualmente, pero una descomposición apreciable de la sustancia, la cual frustra la medición de una presión de vapor, tiene lugar en una típica representación del mencionado grupo de sustancias en primer lugar a aproximadamente 300ºC. En casos especiales se emplean aún temperaturas de alrededor de 150ºC para recubrimientos de acuerdo con la invención.

El propio material puede volatilizarse, o bien evaporarse a estas temperaturas. Con ello, el material puede volatilizarse, o bien evaporarse, desde un recipiente, el cual está calentado en sí mismo y/o aplicado sobre el objeto mediante una tobera caliente. Como alternativa, el recipiente puede encontrarse sobre algunos de los objetos calentados conjuntamente en elevado número junto con el objeto calentado o sobre una superficie parcial del mismo. La tobera puede ser calentada eléctricamente para este fin, por ejemplo a una temperatura de 260ºC hasta 300ºC. Esto es especialmente preferido cuando tienen que ser recubiertas piezas de forma muy complicada, en las cuales una inmersión conduce a que una gran cantidad de liquido permanece en surcos y similares. Por otro lado, también es posible recubrir objetos planos grandes como, por ejemplo, lunas de ventanas o parabrisas, con una disposición de toberas.

Se elige una temperatura del material respecto a la tobera preferiblemente superior a la correspondiente al objeto. Esto presenta la ventaja de que el material, o bien la sustancia organosilícica fluorada, condensa, o bien se almacena, sobre el objeto frío y así se produce la formación de la capa. Es preferido cuando la temperatura de la sustancia es superior a la del objeto y la temperatura del objeto es tan alta que la sustancia se une sin más al objeto.

De acuerdo con la invención se eligen compuestos de flúor y silicio, especialmente silanos perfluoroalquilados. En este caso están previstos en la molécula grupos separadores entre los átomos de Si y los de flúor, que presentan al menos una longitud -(CH_{2})_{2}. Partiendo de monómeros de fluorosilano y/o monómeros de perfluoroalquilsilano, se utilizan preferentemente condensados oligómeros para la sustancia, los cuales son oligomerizados de tal forma que exista una presión de vapor todavía mesurable. La oligomerización es ventajosa porque estas sustancias oligómeras son más manejables que los monómeros y, sin embargo, aún presentan una presión de vapor mesurable, no se descomponen a temperaturas elevadas ni se unen a bajas temperaturas. El grado de oligomerización se elige de tal forma que se oligomerizan entre 3 y 25, especialmente entre 15 y 20 monómeros.

Los oligómeros se unen, en este caso, entre sí.

Además, puede ser preferible conseguir una elevada reactividad del material de recubrimiento de tal forma que, mediante la descomposición de un oligómero volatilizado en la fase vapor durante la preparación del oligómero, se puedan separar las moléculas estabilizantes utilizadas.

Junto con el condensado oligómero pueden utilizarse también monómeros reactivos. Estos pueden poseer su reactividad especialmente debida a la existencia de los grupos OH reactivos. Es deseada una reactividad porque ésta contribuye a una mejor unión con el fondo. Una elevada reactividad puede alcanzarse especialmente también de tal forma que el monómero en la fase gas, o en vapor, se hidroliza y/o termoliza con eventuales restos de humedad
existentes.

Es de tomar en consideración que el procedimiento es utilizable también en mezclas de materiales, en los cuales una parte del material volatilizado, o bien evaporado, se forma mediante sustancias organosilícicas no fluoradas. Con ello puede mejorarse especialmente la reticulación.

La invención se describe a continuación, solamente a modo de ejemplo: como monómero de fluorosilano se condensa tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahidrooctil-1- trimetoxisilano de tal forma que se forma una mezcla de oligómeros con una proporción de esencial hasta preponderante de oligómeros de 3 hasta 20.

Esta mezcla se lleva a un contenedor con presión de aire el cual se halla conectado con una tobera calentada, sobre la cual se coloca una placa de vidrio. La placa de vidrio se encuentra en un horno, el cual se calienta a 200ºC, estando dispuesta la tobera igualmente en el horno, pero se calienta mediante calentamiento separado a una temperatura de 260ºC.

Tan pronto como se alcanzan las temperaturas, se introduce presión en el contenedor. Como consecuencia de ello accede la mezcla de oligómero a la tobera y se evapora allí con presión de vapor considerable y sin descomposición esencialmente perturbadora. El vapor se deposita sobre la placa de vidrio y se reticula allí. Después de su extracción de la estufa, se obtiene un recubrimiento estable, el cual posibilita una limpieza fácil de la placa de vidrio.

Claims (11)

1. Procedimiento para el recubrimiento hidrófobo y/u oleófobo de un objeto, en el cual, para la formación de una capa mediante evaporación, se calienta un material que contiene al menos una sustancia fluorada organosilícica, la cual posee una presión de vapor mesurable a elevada temperatura y se crea una capa sobre el objeto, caracterizado porque el material organosilícico fluorado calentado se deposita sobre el objeto con un grado de oligomerización de entre 3 y 25 monómeros y, así, se induce la formación de la capa.

2. Procedimiento según la anterior reivindicación, caracterizado porque el material se deposita a una temperatura entre 200ºC y 300ºC.

3. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque el material se aplica a una temperatura elevada entre 250ºC y 300ºC.

4. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque el material se evapora.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material se evapora y/o se volatiliza a partir de un recipiente calentado y/o una tobera calentada.

6. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque se elige una temperatura del material mayor que la del objeto.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material contiene una sustancia y/o se forma mediante una sustancia la cual contiene tanto flúor como silicio, en donde el flúor unido orgánicamente está separado del siguiente átomo de silicio en la molécula por al menos un espaciador con dos grupos CH_{2}.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material se elige entre una o varias sustancias que posean perfluoralquilsilanos.

9. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque el grado de oligomerización se elige de tal forma que se oligomerizan entre 15 y 20 monómeros.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque mediante el recubrimiento se inducen propiedades oleófobas y/o hidrófobas.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se emplea una mezcla, la cual contiene también silanos no fluorados.