TW202132237A - 疏水性表面塗層及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一疏水性表面塗層及其製備方法，其中所述疏水性表面塗層以一種或多種氟化醇化合物為反應氣體原料，通過等離子體增強化學氣相沉積方法在一基體表面形成，所述氟化醇化合物具有結構式：OH-C_nH_mF_2n+1-m，其中n>m+1，以改善所述基體表面的疏水性能，所述疏水性表面塗層更適於玻璃基板。

Description

疏水性表面塗層及其製備方法

本發明涉及表面塗層領域，更進一步，涉及一通過等離子體增強化學氣相沉積方法形成疏水性表面塗層。

隨著科技水準的提高，市場規模的擴大，防水處理可應用於不同的表面，例如：金屬、印刷電路板(PCB板)、織物、電子器件等，賦予其性能以防止表面免受水、液體、雨淋等破壞，延長使用壽命，減少額外成本。

能達到此類防水效果所用的單體材料最多是氟碳材料。氟碳材料由於低表面能、牢固的共價鍵、鋸齒形碳鏈結構以及螺旋形構象，在介面可形成一種負電荷保護，常被應用於在紡織、軍工、電子等領域。目前應用最多的氟碳材料是長Rf(氟碳鏈長數

8)的全氟丙烯酸酯類，中國專利CN101370975A公開了一種新型產品，選擇全氟丙烯酸酯類單體在衣服等織物表面形成聚合物塗層，優選的是丙烯酸1 H,1 H,2H,2H-十七氟癸酯。

雖然長Rf的全氟丙烯酸酯類材料可以賦予不同表面優異的性能，但由於原材料的限制，全氟丙烯酸酯類氟碳材料主要集中於少數地區，同時其主要通過氟化醇與丙烯酸等經過一系列合成而得，過程繁瑣，使得生產成本較高。

另一方面，相比全氟丙烯酸酯類氟碳材料，螢石儲量較為豐 富，其次是製冷劑行業特別是四氟乙烯、六氟丙烯裂解技術和HFC-134a合成技術的發展，從而使氟化醇的原料成本迅速降低，生產方法得到優化，增強了氟化醇產品在世界市場的競爭力，形成了較為完整的氟化醇產業鏈。這將可以解決一定的經濟成本問題。

等離子體化學氣相沉積技術已廣泛用於在不同表面形成聚合物塗層以保護表面免受損壞。該技術利用等離子體啟動反應氣體，在基材存在時進行此步驟，等離子區化合物基團在基材表面或近表面聚合。該技術被認為是相對濕化學法而言是幹式成膜工藝，沉積的薄膜與基材粘結性好，塗層結構設計容易，普適性好。形成的聚合物塗層性質與單體性質、基材以及鍍膜條件有關。

進一步，表面塗層的性能不僅與塗層本身的材料以及形成方式有關，而且與基體本身的性質相關。同樣的表面塗層附著於不同基材可能會體現出不同的性能，而對於同一種基材，可能存在更適合的表面塗層。

玻璃基板是目前被廣泛應用的一種材料，比如智慧手機、平板電腦等各種電子設備顯示幕幕，而為了改善玻璃本身的性能，通常都需要在加工過程中在表面形成塗層，但是在目前的塗層材料中，大部分塗層材料都是能夠被應用於多種基材的材料，比較少針對特別基材，如玻璃基板的塗層，從而使得塗層材料本身的性能表現存在一定的限制，且玻璃基板的性能的優化也存在局限。

本發明的一個優勢在於提供一疏水性表面塗層及其製備方法，其以氟化醇化合物代替全氟丙烯酸酯類氟碳材料，減少經濟成本。

本發明的另一個優勢在於提供一疏水性表面塗層及其製備方法，其由一種或多種氟化醇化合物通過等離子體增強化學氣相沉積方法形成，製造過程簡化。

本發明的另一個優勢在於提供一疏水性表面塗層及其製備方法，其中由氟化醇化合物在基體表面形成的表面塗層具有良好的疏水性能。

本發明的另一個優勢在於提供一疏水性表面塗層及其製備方法，其中所述疏水性表面塗層更適於被沉積於玻璃基體的表面，改善玻璃基體的表面性能。

本發明的另一個優勢在於提供一疏水性表面塗層及其製備方法，其利用所述疏水性表面塗層的材料特徵與玻璃基板的材料特徵相配合，從而使得所述疏水性表面塗層與玻璃基板結合時整體性能更優。

本發明的另一個優勢在於提供一疏水性表面塗層及其製備方法，其通過加入交聯劑，使得氣體原料直接在聚合沉積過程中交聯，緻密性高，力學性能較好，節省了大規模生產過程中的熱退火處理工序以及由此產生的費用。

本發明的另一個優勢在於提供一疏水性表面塗層及其製備方法，其中疏水性表面塗層具有優良的疏水性、透光率和耐磨性能。

本發明的另一個優勢在於提供一疏水性表面塗層及其製備方法，其通過氟化醇化合物與一交聯劑結合沉積於基體的表面，使得疏水性表面塗層與基體的結合性能更強，更牢固。

為了實現以上至少一個優勢，本發明提供一疏水性表面塗 層，其以一種或多種氟化醇化合物為反應氣體原料，通過等離子體增強化學氣相沉積方法在一基體表面形成，所述氟化醇化合物具有結構式：OH-C_nH_mF_2n+1-m，其中n>m+1。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層，其中所述氟化醇化合物選自組合：全氟己基乙醇、全氟丁基乙醇、全氟丁基丙醇、全氟己基丙醇、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一碳氟-己-1-醇、3-(二氟甲基)-2,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-丁-1-醇中的一種或多種中的一種或多種。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層，其中所述反應氣體原料中還包括一交聯劑，所述交聯劑具有如下結構式：

其中R₁、R₂、R₃、R₅、R₆、R₇選自氫、烷基、芳基、鹵素、鹵代烷基、鹵代芳基；j、k為0-10的整數且不能同時為0；R₄是鍵、-CO-、-COO-、芳亞基、脂環烷亞基、羥基取代的脂肪烷基亞基。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層，其中所述反應氣體原料中還包括一交聯劑，所述交聯劑是含有酯基、醚、環氧基、氰基的多官能團化合物。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層，其中所述反應氣體原料中還包括一交聯劑，所述交聯劑選自組合：甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷、3-(2,3-環氧丙氧)丙基乙烯基二甲氧基矽烷、恩布酯中的一種或多種。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層，其中在製 備所述疏水性表面塗層時，先通入一等離子體源氣體，用於啟動所述反應氣體原料的化學沉積反應。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層，其中所述等離子體源氣體選自：惰性氣體中的一種或多種。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層，其中所述基體是玻璃基板。

本發明的另一方面提供一疏水性表面塗層的製備方法，其包括步驟：向一等離子體裝置的反應腔室中通入一種或多種氟化醇化合物反應氣體原料，在所述等離子體裝置中的一基體表面進行等離子體增強化學氣相沉積形成疏水性表面塗層，所述氟化醇化合物具有結構式：OH-C_nH_mF_2n+1-m，其中n>m+1。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中所述氟化醇化合物選自組合：全氟己基乙醇、全氟丁基乙醇、全氟丁基丙醇、全氟己基丙醇、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一碳氟-己-1-醇、3-(二氟甲基)-2,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-丁-1-醇中的一種或多種。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中還包括步驟：在所述等離子體裝置中通入一交聯劑，以沉積形成所述疏水性表面塗層，所述交聯劑具有如下結構式：

其中R₁、R₂、R₃、R₅、R₆、R₇選自氫、烷基、芳基、鹵素、鹵代烷基、鹵代芳基；j、k為0-10的整數且不能同時為0；R₄是鍵、-CO-、-COO-、 芳亞基、脂環烷亞基、羥基取代的脂肪烷基亞基。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中還包括步驟：在所述等離子體裝置中通入一交聯劑，以沉積形成所述疏水性表面塗層，所述交聯劑是含有酯基、醚、環氧基、氰基的多官能團化合物。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中還包括步驟：在所述等離子體裝置中通入一交聯劑，以沉積形成所述疏水性表面塗層，所述交聯劑選自組合：甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷、3-(2,3-環氧丙氧)丙基乙烯基二甲氧基矽烷、恩布酯中的一種或多種。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中包括步驟：在通入所述反應氣體原料之前，先通入一等離子體源氣體，用於啟動所述反應氣體原料的化學沉積反應。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中所述等離子體源氣體選自：惰性氣體中的一種或多種。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中所述等離子體裝置的工作功率範圍為1~500w。

根據本發明的一個實施例所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中所述基體是玻璃基板。

本發明的另一方面提供一疏水性表面塗層，所述疏水性表面塗層以一種或多種氟化醇化合物為反應氣體原料，通過等離子體增強化學氣相沉積方法在一基板表面形成，所述氟化醇化合物具有結構式： OH-C_nH_mF_2n+1-m，其中n>m+1，其中在等離子作用下，所述基板的表面形成矽羥基。

以下描述用於揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發明的基本原理可以應用於其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本發明的精神和範圍的其他技術方案。

本發明提供一疏水性表面塗層，所述疏水性表面塗層由一種或多種氟化醇為原材料形成。進一步，所述疏水性表面塗層由一種或多種氟化醇為原材料通過等離子體增強化學氣相沉積的方式在一基體的表面形成。

更進一步，所述疏水性表面塗層適於被沉積於玻璃基體的表面，改善玻璃基體的表面性能。

所述疏水性表面塗層具有良好的疏水性、透光率和耐磨性能。進一步，所述疏水性表面塗層具有良好的疏水疏油性，當水附著於所述防水納米膜時，水的靜態接觸角大於100°，舉例地，靜態接觸角的範圍為：100°~105°、105°~110°、110°~115°、115°~120°。舉例地，水的靜態接觸角為：107°、109°、110°、114°、115°、116°、120°。所述疏水性表面塗層具有良好的防腐性，比如，當所述疏水性表面塗層沉積於基體表面後，基體具有較好 的耐磨性，如後續具體實施例所示。

所述疏水性表面塗層具有較小的厚度，不會影響基體的表面使用，其厚度範圍舉例地但不限於10~1000nm。舉例地，所述疏水性表面塗層的厚度範圍選自：150nm~170nm、170nm~190nm、190nm~210nm、210nm~230nm或230nm~250nm。舉例地，所述疏水性表面塗層的厚度為：170nm、185nm、190nm、195nm、200nm、220nm、235nm。

根據本發明的實施例，所述疏水性表面塗層通過等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝形成於所述基體表面。也就是說，在製備過程中，所述基體表面被暴露於一等離子體裝置的反應裝置的反應腔室中，在該腔室中形成等離子體，並且通過反應原料氟化醇和/或其它反應物沉積反應形成所述疏水性表面塗層於所述基體的表面。

等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝相較于現有的其它沉積工藝具有很多優點：(1)幹式成膜不需要使用有機溶劑；(2)等離子體對基體表面的刻蝕作用，使所沉積上的薄膜與基體粘結性好；(3)可以對不規則基體表面均勻沉積鍍膜，氣相滲透性極強；(4)塗層可設計性好，相比於液相法微米級控制精度，化學氣相法可在納米級尺度進行塗層厚度的控制；(5)塗層結構設計容易，化學氣相法使用等離子體啟動，對不同材料的複合塗層不需要設計特定的引發劑進行引發，通過輸入能量的調控即可將多種原材料複合在一起；(6)緻密性好，化學氣相沉積法在等離子體引發過程中往往會對多個活性位點進行啟動，類似於溶液反應中一個分子上有多個官能團，分子鏈之間通過多個官能團形成交聯結構；(7)作為一種鍍膜處理技術手段，其普適性極好，鍍膜的物件、鍍膜使用的原 材料選擇的範圍都很廣。

所述等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝通過輝光放電產生等離子體，放電的方法包括射頻放電、微波放電、中頻放電、電火花放電等。

進一步，根據本發明的實施例，作為反應原料的所述氟化醇化合物具有通式結構OH-C_nH_mF_2n+1-m，其中n>m+1。

值得一提的是，具有通式結構OH-C_nH_mF_2n+1-m，n>m+1的氟化醇其更適於通過等離子增強化學氣相沉積的方式被沉積應用於玻璃基板的表面，在沉積過程中，等離子體作用玻璃表面，使其表面形成矽羥基，易與原料氟化醇中的羥基產生作用，使得所述疏水性表面塗層與基體表面結合更加牢固，從而體現出更加優異的表面性能。另一方面，當所述基體的材料結構在經過處理之後表現出羥基的性質，所述氟化醇的且符合上述通式的化合物與所述基體易於形成更加優異的所述疏水性表面塗層。

舉例地，所述氟化醇化合物反應原料選自：全氟己基乙醇、全氟丁基乙醇、全氟丁基丙醇、全氟己基丙醇、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一碳氟-己-1-醇、3-(二氟甲基)-2,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-丁-1-醇中的一種或多種。

在一些實施例中，所述氟化醇化合物反應氣體原料和一交聯劑氣相沉積反應形成所述疏水性表面塗層。也就是說，氟化醇化合物和交聯劑都是反應氣體原料，共同沉積於基體的表面形成所述疏水性表面塗層。

所述交聯劑化合物具有如下式結構：

R₁、R₂、R₃、R₅、R₆、R₇為獨立地選自氫、烷基、芳基、鹵素、鹵代烷基、鹵代芳基。j、k為0-10的整數且不能同時為0。R₄可以是鍵、-CO-、-COO-、芳亞基、脂環烷亞基、羥基取代的脂肪烷基亞基。交聯劑還可以是含有酯基、醚、環氧基、氰基的多官能團化合物。

根據一個實施例所述疏水性表面塗層，其中所述交聯劑來自於組合：甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷、3-(2,3-環氧丙氧)丙基乙烯基二甲氧基矽烷、恩布酯。

進一步，根據本發明的一些實施例，在製備所述疏水性表面塗層時，在反應裝置中通入一等離子體源氣體，其用於啟動所述反應氣體原料的化學沉積反應。所述等離子體源氣體舉例地但限於惰性氣體，其中惰性氣體舉例地但不限於He、Ar。所述等離子體源氣體是可以單一氣體，也可以是兩種或者兩種以上的氣體的混合物。所述等離子源氣體可以與所述反應氣體同時通入，也可以先後通入。優選地，先通入所述等離子體源氣體，而後再通入所述反應氣體原料。當然，在本發明的一個實施例中，也可以沒有所述等離體子源氣體，也就是說，直接由所述反應氣體原料氟化醇化合物和/或其它反應氣體原料沉積於所述基體表面，此時需要的反應氣體原料的量增加，以及在一定程度上會影響反應速度。

進一步，根據本發明的實施例，所述疏水性表面塗層的製備過程可以是：利用PECVD工藝在基體表面製備疏水納米塗層，將基體放置於真空或者說低壓的反應腔中，先引入等離子體源氣體，如惰性氣體，利 用輝光放電產生等離子體，後引入反應氣體原料如所述氟化醇化合物，啟動反應氣體原料在基體表面發生化學氣相沉積反應。這種反應性原料可以是常溫常壓下為氣體的化學物質，也可以是常壓下沸點低於350℃的液態物質經過減壓、加熱等方式形成的蒸汽。

根據本發明的實施例，所述疏水性納米塗層通過所述等離子體裝置製備的過程包括如下步驟：

1)基體準備

在對基體進行化學氣相沉積之前，需先對基體進行潔淨處理。基體表面的灰塵、水分、油脂等會對沉積效果產生不利影響。先用丙酮或者異丙醇對基體進行清洗，然後放到乾燥箱乾燥。

2)對基體進行化學氣相沉積製備納米塗層。

(1)將表面潔淨的基體置於所述等離子體裝置或設備的反應腔室內，然後對反應腔室連續抽真空，將反應腔室內的真空度抽到1~2000毫托；

(2)通入等離子源氣體，在腔體中採用射頻放電或者微波、紫外輻照等手段，使腔體內產生等離子體，對基體進行預處理。

值得一提的是，所述等離子體源氣體是惰性氣體，或者不易產生反應的氣體時，所述等離子體源氣體並不會沉積形成所述疏水性表面塗層，也就是說，所述等離子體源氣體不會成為所述疏水性表面塗層的組成部分，但是通過所述等離子體源在表面的相互作用，產生微小的蝕刻等現象，因此能夠很好的清理所述基體的表面，以及為所述反應氣體原料的沉積提供良好的沉積條件，使得沉積的所述疏水性表面塗層更加牢固地結 合於所述基體的表面。

(3)設定真空反應腔體壓力、溫度，通入反應氣體原料和/交聯劑，反應氣體原料和交聯劑可以同時通入，也可以先後通入。將等離子體產生功率調到1~500W，腔體溫度調到10~100℃，進行等離子體化學氣相沉積，反應完成後，停止通入單體，恢復腔體壓力到常壓。

反應氣體原料可與等離子體源同時通入，也可以在等離子體源通入後先對基體進行1~1200s的預處理，再根據工藝參數要求通入反應氣體原料以及交聯劑或反應氣體原料。

優選地，等離子體源氣體選擇惰性氣體，如氦氣、氬氣。

所述反應氣體原料為一種或多種氟化醇化合物。

被處理的所述基體優選為玻璃基板。

進一步，優選地，所述等離子體裝置的工作功率範圍為1~500w，壓強範圍為：10毫托~500毫托，溫度範圍為：30℃~60℃。

實施例1

本發明中一種應用於玻璃基板的疏水性表面塗層及製備方法，經過如下步驟：

先用丙酮或者異丙醇對玻璃基板進行清洗，用無塵布擦乾，然後放到乾燥箱乾燥24h。

將乾燥好的玻璃基板放置於1000L等離子體真空反應腔體內，對反應腔體連續抽真空使真空度達到80毫托。

通入等離體子源氣體氬氣，流量為20sccm，開啟射頻放電對玻璃基板進行預處理，預處理階段放電功率50W，放電時間為300s。

將反應氣體原料全氟丁基乙醇汽化後導入反應腔體，在基材表面進行化學氣相沉積製備疏水性表面塗層。塗層製備過程中單體蒸汽流量為260μL/min，放電時間3300s，放電時脈寬為3ms，放電功率100W。

塗層製備結束後，通入壓縮空氣，使反應腔體恢復至常壓，打開腔體，取出玻璃基板。即在玻璃基板鍍了一層疏水性表面塗層。

對比實施例1

在實施例1的相同條件下，將玻璃基板替換為PCB板，進行鍍膜過程。

實施例2

本發明中一種應用於玻璃基板的疏水性表面塗層及製備方法，經過如下步驟：

先用丙酮或者異丙醇對玻璃基板進行清洗，用無塵布擦乾，然後放到乾燥箱乾燥24h。

將乾燥好的玻璃基板放置於1000L等離子體真空反應腔體內，對反應腔體連續抽真空使真空度達到100毫托。

通入等離體子源氣體氬氣，流量為20sccm，開啟射頻放電對玻璃基板進行預處理，預處理階段放電功率為200W，持續放電600s。

將反應氣體原料全氟己基乙醇汽化後導入反應腔體，在玻璃基板表面進行化學氣相沉積製備納米塗層。塗層製備過程中單體蒸汽流量為500μL/min，放電功率為300W，放電時間2500s，放電時脈寬為100us。

塗層製備結束後，通入壓縮空氣，使反應腔體恢復至常壓，打開腔體，取出銅片。即在玻璃基板鍍了一層疏水性表面塗層。

對比實施例2

在實施例2的相同條件下，將玻璃基板替換為PCB板，進行鍍膜過程。

實施例3

本發明中一種應用於玻璃基板的疏水性表面塗層及製備方法，經過如下步驟：

先用丙酮或者異丙醇對玻璃基板進行清洗，用無塵布擦乾，然後放到乾燥箱乾燥24h。

將乾燥好的玻璃基板放置於1000L等離子體真空反應腔體內，對反應腔體連續抽真空使真空度達到40毫托。

通入等離體子源氣體氦氣，流量為40sccm，開啟微波放電對玻璃基板進行預處理，預處理階段放電功率500W，放電時間為600s。

將反應氣體原料全氟丁基丙醇汽化後導入反應腔體，在基材表面進行化學氣相沉積製備納米塗層。塗層製備過程中單體蒸汽流量分別為400μL/min，微波放電功率500W，放電時間為1200s。

塗層製備結束後，通入壓縮空氣，使反應腔體恢復至常壓，打開腔體，取出織物。即在玻璃基板鍍了一層疏水性表面塗層。

對比實施例3

在實施例3的相同條件下，將玻璃基板替換為PCB板，進行鍍膜過程。

實施例4

本發明中一種應用於玻璃基板的疏水納米塗層及製備方 法，經過如下步驟：

先用丙酮或者異丙醇對玻璃基板進行清洗，用無塵布擦乾，然後放到乾燥箱乾燥24h。

將乾燥好的玻璃基板放置於1000L等離子體真空反應腔體內，對反應腔體連續抽真空使真空度達到40毫托。

通入等離體子源氣體氦氣，流量為40sccm，開啟微波放電對玻璃基板進行預處理，預處理階段放電功率500W，放電時間為600s。

將反應氣體原料全氟己基丙醇汽化後同時導入反應腔體，在基材表面進行化學氣相沉積製備疏水性表面塗層。塗層製備過程中單體蒸汽流量分別為350μL/min，微波放電功率500W，放電時間為1200s。

塗層製備結束後，通入壓縮空氣，使反應腔體恢復至常壓，打開腔體，取出玻璃基板。即在玻璃基板鍍了一層疏水性表面塗層。

對比實施例4

在實施例4的相同條件下，將玻璃基板替換為PCB板，進行鍍膜過程。

實施例5

本發明中一種應用於玻璃基板的疏水納米塗層及製備方法，經過如下步驟：

先用丙酮或者異丙醇對玻璃基板進行清洗，用無塵布擦乾，然後放到乾燥箱乾燥24h。

將乾燥好的玻璃基板放置於1000L等離子體真空反應腔體內，對反應腔體連續抽真空使真空度達到300毫托。

通入等離體子源氣體氬氣，流量為80sccm，開啟射頻放電對玻璃基板進行預處理，預處理階段放電功率500W，放電時間為3000s。

將反應氣體原料1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一碳氟-己-1-醇汽化後導入反應腔體，在基材表面進行化學氣相沉積製備疏水性表面塗層。塗層製備過程中單體蒸汽流量分別為1000μL/min，持續放電時間為3000s，放電功率為500W。

塗層製備結束後，通入壓縮空氣，使反應腔體恢復至常壓，打開腔體，取出玻璃基板。即在玻璃基板鍍了一層疏水性表面塗層。

對比實施例5

在實施例5的相同條件下，將玻璃基板替換為PCB板，進行鍍膜過程。

實施例6

本發明中一種應用於玻璃基板的疏水納米塗層及製備方法，經過如下步驟：

先用丙酮或者異丙醇對玻璃基板進行清洗，用無塵布擦乾，然後放到乾燥箱乾燥24h。

將乾燥好的玻璃基板放置於1000L等離子體真空反應腔體內，對反應腔體連續抽真空使真空度達到80毫托。

通入等離體子源氣體氦氣，流量為300sccm，開啟射頻放電對玻璃基板進行預處理，預處理階段放電功率500W，放電時間為3000s。

將反應氣體原料3-(二氟甲基)-2,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-丁-1-醇汽化後同時導入反應腔體，在基材表面進行化學氣相沉積製備疏水 性表面塗層。塗層製備過程中單體蒸汽流量分別為1000μL/min，持續放電時間3000s，放電功率為500W。

塗層製備結束後，通入壓縮空氣，使反應腔體恢復至常壓，打開腔體，取出玻璃基板。即在玻璃基板鍍了一層疏水納米塗層。

對比實施例6

在實施例6的相同條件下，將玻璃基板替換為PCB板，進行鍍膜過程。

實施例7

在實施例6相同的條件下，在反應氣體原料中加入交聯劑3-(2,3-環氧丙氧)丙基乙烯基二甲氧基矽烷，進行鍍膜過程。

實施例8

在實施例6相同的條件下，在反應氣體原料中加入交聯劑甲基丙烯酸縮水甘油酯，進行鍍膜過程。

進一步，對上述實施例的參數進行檢測。

疏水性表面塗層厚度，使用美國Filmetrics F20-UV-薄膜厚度測量儀進行檢測。

疏水性表面塗層水接觸角，根據GB/T 30447-2013標準進行測試。

疏水性表面塗層耐磨性，使用XM-860耐磨試驗機進行檢測。

疏水性表面塗層透光率，使用英國Lambda950紫外分光光度計進行檢測。

附表1：實施例1-8以及對比實施例1-6各性能參數

上述實施例1-6分別以優選的不同氟化醇類氟碳化合物為反應氣體原料，通過等離子體增強化學沉積方法，在預定的條件下，在玻璃基板表面沉積所述疏水性表面塗層，通過檢測結果可以看到，各實施例中在玻璃基體表面形成的所述疏水性表面塗層整體上檢測結果顯示水的靜態接觸角較大，即具有較好的疏水性能，具有良好的耐磨性。

對比實施例1-6與對應的實施例1-6在條件一致的情況下，分 別以PCB板為基體進行沉積形成疏水性表面塗層，與對應的實施例比較，可以看到，同樣的反應氣體原料，基本一致的條件，在選用PCB基材時，其疏水性和耐磨性能都有所減弱，即說明該反應氣體原料更適於沉積於玻璃基板，或者說，其與玻璃基板配合時性能更佳。

實施例7和8分別是在與實施例6一致的條件下，加入不同的交聯劑，而通過實施例6、7和8的比較可以看到，交聯劑的加入，在一定程度上可以進一步優化所述疏水性表面塗層的性能。

在本發明的技術方案中，通過等離子體增強化學氣相沉積方法，由符合預定通式的氟化醇類作為反應氣體原料，在玻璃基板的表面沉積形成所述疏水性表面塗層，藉由氟化醇類的特性與玻璃基板相互配合，形成性能更加優越的表面塗層，相比於其他的沉積材料或者其它的基體具有更優的表面改性作用，且在一些實施例中，加入交聯劑可以進一步改善塗層的性能。

本領域的技術人員應理解，上述描述所示的本發明的實施例只作為舉例而並不限制本發明。本發明的優勢已經完整並有效地實現。本發明的功能及結構原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發明的實施方式可以有任何變形或修改。

Claims (18)

1. 一疏水性表面塗層，其特徵在於，其以一種或多種氟化醇化合物為反應氣體原料，通過等離子體增強化學氣相沉積方法在一基體表面形成，所述氟化醇化合物具有結構式：OH-C_nH_mF_2n+1-m，其中n>m+1。
2. 如請求項1所述的疏水性表面塗層，其中所述氟化醇化合物選自組合：全氟己基乙醇、全氟丁基乙醇、全氟丁基丙醇、全氟己基丙醇、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一碳氟-己-1-醇、3-(二氟甲基)-2,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-丁-1-醇中的一種或多種中的一種或多種。
3. 如請求項1至2任一所述的疏水性表面塗層，其中所述反應氣體原料中還包括一交聯劑，所述交聯劑具有如下結構式：

   

   其中R₁、R₂、R₃、R₅、R₆、R₇選自氫、烷基、芳基、鹵素、鹵代烷基、鹵代芳基；j、k為0-10的整數且不能同時為0；R₄是鍵、-CO-、-COO-、芳亞基、脂環烷亞基、羥基取代的脂肪烷基亞基。
4. 如請求項1至2任一所述的疏水性表面塗層，其中所述反應氣體原料中還包括一交聯劑，所述交聯劑是含有酯基、醚、環氧基、氰基的多官能團化合物。
5. 如請求項1至2任一所述的疏水性表面塗層，其中所述反應氣體原料中還包括一交聯劑，所述交聯劑選自組合：甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷、3-(2,3-環氧丙氧)丙基乙烯基二甲氧基矽烷、恩布酯中的一種或多種。
6. 如請求項1至2任一所述的疏水性表面塗層，其中在製備所述疏水性表面塗層時，先通入一等離子體源氣體，用於啟動所述反應氣體原料的化學沉積反應。
7. 如請求項6所述的疏水性表面塗層，其中所述等離子體源氣體選自：惰性氣體中的一種或多種。
8. 如請求項1至2任一所述的疏水性表面塗層，其中所述基體是玻璃基板。
9. 一疏水性表面塗層的製備方法，其特徵在於，包括步驟：向一等離子體裝置的反應腔室中通入一種或多種氟化醇化合物反應氣體原料，在所述等離子體裝置中的一基體表面進行等離子體增強化學氣相沉積形成疏水性表面塗層，所述氟化醇化合物具有結構式：OH-C_nH_mF_2n+1-m，其中n>m+1。
10. 如請求項9所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中所述氟化醇化合物選自組合：全氟己基乙醇、全氟丁基乙醇、全氟丁基丙醇、全氟己基丙醇、1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一碳氟-己-1-醇、3-(二氟甲基)-2,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-丁-1-醇中的一種或多種。
11. 如請求項9至10任一所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中還包括步驟：在所述等離子體裝置中通入一交聯劑，以沉積形成所述疏水性表面塗層，所述交聯劑具有如下結構式：

    

    其中R₁、R₂、R₃、R₅、R₆、R₇選自氫、烷基、芳基、鹵素、鹵代烷基、鹵代 芳基；j、k為0-10的整數且不能同時為0；R₄是鍵、-CO-、-COO-、芳亞基、脂環烷亞基、羥基取代的脂肪烷基亞基。
12. 如請求項9至10任一所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中還包括步驟：在所述等離子體裝置中通入一交聯劑，以沉積形成所述疏水性表面塗層，所述交聯劑是含有酯基、醚、環氧基、氰基的多官能團化合物。
13. 如請求項9至10任一所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中還包括步驟：在所述等離子體裝置中通入一交聯劑，以沉積形成所述疏水性表面塗層，所述交聯劑選自組合：甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷、3-(2,3-環氧丙氧)丙基乙烯基二甲氧基矽烷、恩布酯中的一種或多種。
14. 如請求項9至10任一所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中包括步驟：在通入所述反應氣體原料之前，先通入一等離子體源氣體，用於啟動所述反應氣體原料的化學沉積反應。
15. 如請求項14所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中所述等離子體源氣體選自：惰性氣體中的一種或多種。
16. 如請求項9至10任一所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中所述等離子體裝置的工作功率範圍為1~500w。
17. 如請求項9至10任一所述的疏水性表面塗層的製備方法，其中所述基體是玻璃基板。
18. 一疏水性表面塗層，其特徵在於，所述疏水性表面塗層以一種或多種氟化醇化合物為反應氣體原料，通過等離子體增強化學氣 相沉積方法在一基板表面形成，所述氟化醇化合物具有結構式：OH-C_nH_mF_2n+1-m，其中n>m+1，其中在等離子作用下，所述基板的表面形成矽羥基。