RU2020104449A - Способ плазменной полимеризации в мягких условиях для механически устойчивого супергидрофобного наноструктурированного покрытия - Google Patents

Способ плазменной полимеризации в мягких условиях для механически устойчивого супергидрофобного наноструктурированного покрытия Download PDF

Info

Publication number
RU2020104449A
RU2020104449A RU2020104449A RU2020104449A RU2020104449A RU 2020104449 A RU2020104449 A RU 2020104449A RU 2020104449 A RU2020104449 A RU 2020104449A RU 2020104449 A RU2020104449 A RU 2020104449A RU 2020104449 A RU2020104449 A RU 2020104449A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aforementioned
starting material
monomers
coating
substrate
Prior art date
Application number
RU2020104449A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2020104449A3 (ru
RU2791710C2 (ru
Inventor
Регис ХЕЙБЕРГЕР (HEYBERGER, Rеgis)
Джилл ШЕЛТЬЕНС (SCHELTJENS, Gill)
Original Assignee
Молекулар Плазма Груп Са (Molecular Plasma Group Sa)
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 Молекулар Плазма Груп Са (Molecular Plasma Group Sa) filed Critical Молекулар Плазма Груп Са (Molecular Plasma Group Sa)
Publication of RU2020104449A publication Critical patent/RU2020104449A/ru
Publication of RU2020104449A3 publication Critical patent/RU2020104449A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2791710C2 publication Critical patent/RU2791710C2/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
    • B05D5/083Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface involving the use of fluoropolymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/34Applying different liquids or other fluent materials simultaneously
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/62Plasma-deposition of organic layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D133/00Coating 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
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C09D133/16Homopolymers or copolymers of esters containing halogen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4486Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by producing an aerosol and subsequent evaporation of the droplets or particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45512Premixing before introduction in the reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45574Nozzles for more than one gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45595Atmospheric CVD gas inlets with no enclosed reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/503Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using dc or ac discharges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2506/00Halogenated polymers
    • B05D2506/10Fluorinated polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Claims (19)

1. Способ осаждения супергидрофобного покрытия на подложке, включающий следующие стадии:
получение первого исходного вещества, содержащего фторакрилатные мономеры, фторалкилакрилатные мономеры, фторметакрилатные мономеры, фторалкилметакрилатные мономеры, фторсилановые мономеры, или их комбинации или производные;
получение второго исходного вещества, содержащего циклосилоксаны;
совместное впрыскивание вышеупомянутых первого и второго исходных веществ в область обработки; и
создание плазменного разряда при атмосферном давлении или пониженном давлении в вышеупомянутой области обработки для осаждения на вышеупомянутой подложке супергидрофобного покрытия, произведенного из вышеупомянутых совместно впрыскиваемых первого и второго исходных веществ, причем плазменный разряд имеет плотность мощности, составляющую по меньшей мере 0,05 Вт⋅см-2 и не более чем 100 Вт⋅см-2.
2. Способ по п. 1, в котором второе исходное вещество содержит циклополидизамещенный силоксан, представленный формулой [-(R1R2)SiO-]z, где каждая группа из R1 и R2 представляет собой, независимо от другой группы, алкильную группу, содержащую от 1 до 30 атомов углерода, арильную группу, содержащую от 6 до 60 атомов углерода, или замещенную алкильную группу или замещенную арильную группу, содержащую от приблизительно 1 до приблизительно 30 атомов углерода, и где z представляет собой целое число от 3 до 10.
3. Способ по п. 1, в котором подложка представляет собой лист, такой как фольга, пластинка, пленка, тканый материал или нетканый материал.
4. Способ по п. 1, в котором супергидрофобное покрытие имеет угол смачивания водой, составляющий по меньшей мере 150°.
5. Способ по п. 1, в котором плазменный разряд представляет собой диэлектрический барьерный разряд, в котором переменное напряжение приложено к области обработки, причем вышеупомянутое переменное напряжение предпочтительно имеет амплитуду, составляющую по меньшей мере 1 кВ и не более чем 20 кВ, и частоту, составляющую по меньшей мере 500 Гц и не более чем 100 кГц.
6. Способ по п. 1, в котором совместное впрыскивание вышеупомянутых первого и второго исходных веществ в вышеупомянутую область обработки включает стадии введения первого исходного вещества и второго исходного вещества в плазмообразующий газ и введения вышеупомянутого плазмообразующего газа, содержащего вышеупомянутые первое и второе исходные вещества, в вышеупомянутую область обработки, причем вышеупомянутый плазмообразующий газ предпочтительно содержит гелий, аргон, газообразный азот, воздух, кислород, аммиак, метан, ацетилен, диоксид углерода, газообразный водород или их смесь.
7. Способ по п. 6, в котором первое и второе исходные вещества вводят в вышеупомянутый плазмообразующий газ в форме аэрозоля.
8. Способ по п. 6, в котором каждое из первого и второго исходных веществ атомизируют со скоростью, составляющей по меньшей мере 0,1 стандартного литра в минуту и не более чем 5 стандартных литров в минуту.
9. Способ по п. 6, в котором вышеупомянутый плазмообразующий газ имеет скорость потока газа, составляющую по меньшей мере 1 стандартный литр в минуту и не более чем 100 стандартных литров в минуту.
10. Способ по п. 1, в котором первое исходное вещество содержит фторалкилакрилатный мономер, предпочтительно 1Н,1Н,2Н,2Н-перфтордецилакрилатный мономер.
11. Способ по п. 2, в котором второе исходное вещество содержит 2,4,6,8-тетраметил-2,4,6,8-тетравинилциклотетрасилоксановые мономеры.
12. Способ по п. 1, причем вышеупомянутый способ включает стадию совместного впрыскивания вышеупомянутого первого и второго исходных веществ в вышеупомянутую область обработки при практически постоянной скорости потока каждого из вышеупомянутого первого и вышеупомянутого второго исходных веществ с получением практически однородного покрытия.
13. Способ по п. 1, причем вышеупомянутый способ включает стадию совместного впрыскивания вышеупомянутых первого и второго исходных веществ в вышеупомянутую область обработки при уменьшении скорости потока вышеупомянутого второго исходного вещества и увеличении скорости потока вышеупомянутого первого исходного вещества с получением покрытия, имеющего градиент состава.
14. Супергидрофорбное покрытие подложки, содержащее чередующиеся многослойные наноструктуры; причем покрытие подложки образуется посредством сополимеризации первого исходного вещества и второго исходного вещества; вышеупомянутое первое исходное вещество содержит фторакрилатные мономеры, фторалкилакрилатные мономеры, фторметакрилатные мономеры, фторалкилметакрилатные мономеры, фторсилановые мономеры, или их комбинации или производные; вышеупомянутое второе исходное вещество содержит циклосилоксаны.
15. Супергидрофобное покрытие подложки по п. 14, причем вышеупомянутые чередующиеся многослойные наноструктуры вышеупомянутого покрытия подложки являются практически случайно ориентированными и практически гомогенно диспергированными.
RU2020104449A 2017-08-23 2018-08-23 Способ плазменной полимеризации в мягких условиях для механически устойчивого супергидрофобного наноструктурированного покрытия RU2791710C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17187416.7A EP3446793B1 (en) 2017-08-23 2017-08-23 Soft plasma polymerization process for a mechanically durable superhydrophobic nanostructured coating
EP17187416.7 2017-08-23
PCT/EP2018/072762 WO2019038378A1 (en) 2017-08-23 2018-08-23 FLEXIBLE PLASMA POLYMERIZATION PROCESS FOR MECHANICALLY SUSTAINABLE SUPERHYDROPHOBIC NANOSTRUCTURED COATING

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020104449A true RU2020104449A (ru) 2021-09-23
RU2020104449A3 RU2020104449A3 (ru) 2022-02-28
RU2791710C2 RU2791710C2 (ru) 2023-03-13

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020104449A3 (ru) 2022-02-28
AU2018321035A1 (en) 2020-03-05
CA3072686A1 (en) 2019-02-28
EP4289520A2 (en) 2023-12-13
JP7458976B2 (ja) 2024-04-01
CN110997163A (zh) 2020-04-10
EP3446793A1 (en) 2019-02-27
JP2020531698A (ja) 2020-11-05
WO2019038378A1 (en) 2019-02-28
US11845105B2 (en) 2023-12-19
US20210086226A1 (en) 2021-03-25
EP4289520A3 (en) 2024-03-13
EP3446793C0 (en) 2023-10-04
KR20200043994A (ko) 2020-04-28
EP3446793B1 (en) 2023-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7336019B2 (ja) 撥水ナノ膜及びその製造方法、応用、並びに製品
KR100946817B1 (ko) 다공성 물질의 플라즈마 플루오르화 처리
ES2214444T5 (es) Metodo y aparato para formar un recubrimiento.
EP3446793B1 (en) Soft plasma polymerization process for a mechanically durable superhydrophobic nanostructured coating
US7300859B2 (en) Atmospheric glow discharge with concurrent coating deposition
JP4921710B2 (ja) 大気圧グロー放電プラズマを発生させるための方法
ES2524667T3 (es) Uso de un recubrimiento polimérico para reducir la penetración de agua con el tiempo durante el uso en un artículo de calzado
JP4154604B2 (ja) 保護被覆用組成物
WO2014123201A1 (ja) ガスバリア性フィルム、およびその製造方法
US20050020038A1 (en) Atmospheric glow discharge with concurrent coating deposition
CN111570216A (zh) 具有硅烷过渡层的复合防护膜层及其制备方法和产品
KR20070072899A (ko) 향상된 증착 속도의 플라즈마 강화 화학 기상 방법
JP2017509137A5 (ru)
CN109267040B (zh) 一种丙烯酰胺纳米涂层及其制备方法
CN111690306B (zh) 防水膜层及其制备方法和产品
RU2015117760A (ru) Поверхностные покрытия
CN111621208B (zh) 防水膜层及其制备方法、应用和产品
EP2593245A1 (en) Method for polymer plasma deposition
Liu et al. Surface modification of materials by dielectric barrier discharge deposition of fluorocarbon films
KR101709339B1 (ko) 알킬 메타크릴레이트 단량체의 코로나 커플링 처리에 의해 계면접착력이 향상된 PVdF-PVC 필름의 제조 방법
Yu et al. Internal stress in plasma polymer films prepared by cascade arc torch polymerization
CN109675775A (zh) 在物体表面形成保护层的方法及表面形成有保护层的产品
WO2021232608A1 (zh) 防水膜层及其制备方法、应用和产品
Kim et al. Oxygen plasma treatment of SiOxCy (− H) films polymerized by atmospheric pressure dielectric barrier discharge using hexamethylcyclrotrisiloxane
KR20190054940A (ko) 가스 배리어 막, 가스 배리어 필름, 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 페이퍼, 그리고 가스 배리어 필름의 제조 방법