一种防腐蚀纳米涂层及其等离子体制备方法技术

本发明专利技术涉及一种防腐蚀纳米涂层及其等离子体制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)低温处理基材，随后将其置于介质阻挡放电等离子体产生区域，通入第一路气体作为放电气体；(2)以第二路路气体为载气，将单体通入，开启等离子体放电，放电方式为丝状放电；所述的单体的成分至少包括一种含氟或有机硅的液体化合物。本发明专利技术克服技术偏见，利用不稳定的丝状放电等离子体来将单体雾化沉积在基体表面，而且由于基体低温和丝状放电高温存在较大的温差，更使得纳米涂层分散雾化，从而形成具有高雾度的防腐蚀涂层。本发明专利技术制备过程绿色环保、无废水和废化学试剂产生，且制备方法简单易行。

【技术实现步骤摘要】
一种防腐蚀纳米涂层及其等离子体制备方法
本专利技术属于表面防护领域，特别涉及一种防腐蚀纳米涂层及其等离子体制备方法。
技术介绍
材料或器件在特殊或极端环境中极易受到酸、碱、盐等的腐蚀，破坏材料原有的性能。为了提高材料及器件的可靠性，常常在材料表面沉积或涂覆纳米涂层。近年来，已有众多技术来实现对材料的腐蚀防护。特别地，利用等离子体技术来进行纳米涂层的制备，更是得到重点发展。随着电子信息产业的快速发展，光学基础材料特别是高分子基薄膜材料得到了广泛应用。在实际应用中，对这类材料也需要进行防腐蚀保护。与此同时，这类材料需要保持高透光率的同时具有较高的雾度。中国专利CN201810445739.1公开了一种高透光率高雾度的液体有机硅涂层及其制备方法，涂层的组分包括：甲基乙烯基硅油、硅油、Pt催化剂、抑制剂、纳米二氧化硅、棒状纳米材料、硅烷偶联剂等。但这种涂层组分复杂，且涂覆较厚，不适合柔性基底材料。针对现有技术存在的问题，若能利用等离子体技术来制备出兼具防腐蚀和高雾度的纳米涂层，则会有力推动实质的技术进步。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种高雾度防腐蚀纳米涂层及其等离子体制备方法，在常压条件下既可以提升透明基材的光扩散性，又保证其抗腐蚀性能。本专利技术公开了一种高雾度等离子体防腐蚀纳米涂层及其制备方法，是在常压条件下利用等离子体放电的丝状特性，将以雾状的形式沉积在基材表面，而不是等离子体化学气相沉积形成的连续薄膜状。本专利技术一个方面提供了一种防腐蚀纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)低温处理基材，随后将其置于介质阻挡放电等离子体产生区域，通入第一路气体作为放电气体；(2)以第二路路气体为载气，将液态单体通入，开启等离子体放电，放电方式为丝状放电。在本专利技术的技术方案中，步骤(2)中放电的功率为500W-2000W。在本专利技术的技术方案中，步骤(2)中放电时间为1min-8min，优选为2min-5min。在本专利技术的技术方案中，步骤(1)中低温处理的温度为0℃以下。优选为-5℃以下，更优选为-10℃以下。在本专利技术的技术方案中，所述介质阻挡放电的结构选自平板型、管线式。在本专利技术的技术方案中，所述介质阻挡放电采用高频电源，优选为射频电源。在本专利技术的技术方案中，所述放电气体的流量为1-5slm。在本专利技术的技术方案中，所述液态单体的流量为1-5mL/min。在本专利技术的技术方案中，所述的放电气体选自空气、氧气、氩气、氮气，优选为空气。在本专利技术的技术方案中，所述的载气选自空气、氧气、氩气、氮气，优选为空气。在本专利技术的技术方案中，所述的液态单体的成分至少包括一种含氟或有机硅的液体化合物，优选地，有机硅为双键、Si-Cl、Si-O-C、Si-N-Si、Si-O-Si结构或环状结构的液体有机硅单体，优选地，有机硅为四甲氧基硅氧烷、四乙氧基硅氧烷、六甲基二硅氧烷、四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、六甲基二硅氨烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、六甲基二硅氧烷、正辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、三甲氧基氢硅氧烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、三乙基乙烯基硅烷、六乙基环三硅氧烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、苯基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、三苯基氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、三氟丙基三氯硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷、二甲基苯基氯硅烷、三丁基氯硅烷、苄基二甲基氯硅烷、六甲基二硅烷基胺、六甲基环三硅烷氨基、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅醚。优选地，含氟的液体化合物为氟硅烷化合物、含氟丙烯酸酯类单体。更优选为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、4-甲基-(全氟己基乙基)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十三氟辛酯。在本专利技术的技术方案中，基材选自无机基材或有机基材，优选为有机高分子聚合物薄膜。本专利技术另一个方面提供了一种所述的方法制备获得的防腐蚀纳米涂层。在本专利技术的技术方案中，纳米涂层厚度为800nm以下，优选为200-500nm。在本专利技术的技术方案中，雾度高于50％，优选地，高于70％，更优选为70％-90％本专利技术另一个方面提供了一种本专利技术所述方法获得的具有防腐蚀纳米涂层的基材。本专利技术的方法首次采用等离子体丝状放电的方法来实现基材表面形成高雾度的纳米涂层，虽然在现有技术中存在以等离子体技术进行表面纳米涂层沉积制备的方案，但是，由于通常认为丝状放电不稳定，制备的纳米涂层不均匀，而避免选择丝状放电方式。但是本专利技术意外地发现以丝状放电处理，可以利用其不稳定态实现纳米涂层的雾状沉积，从而可以在高分子薄膜材料等光学材料表面实现高雾度涂层的制备。同时，本专利技术还在等离子体处理前将基材进行低温处理，从而增加温度差，进一步增强纳米涂层的分散雾化效果。更重要的是，雾度的增加可以显著提升涂层的防腐蚀效果。有益效果：本专利技术克服技术偏见，利用不稳定的丝状放电等离子体来将液态单体雾化沉积在基体表面，而且由于基体低温和丝状放电高温存在较大的温差，更使得纳米涂层分散雾化，从而形成具有高雾度的防腐蚀涂层。本专利技术制备过程绿色环保、无废水和废化学试剂产生，且制备方法简单易行。本专利技术方法新颖独特，简单高效，通过对等离子体放电和纳米涂层制备过程的设计，实现高雾度防腐蚀纳米涂层的制备。具体实施方式为了使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。实施例1选取聚碳酸酯薄膜为基材，放入-10℃环境储存30min，随后置于平板型介质阻挡放电等离子体区域中，以1slm流速通入空气，四甲氧基硅烷以2mL/min通入，打开射频电源，调节放电功率1000W，放电时间2min，即可获得300nm厚度的纳米涂层。经测试，薄膜的雾度为80.5％，且耐盐腐蚀70h。实施例2选取聚酯薄膜为基材，放入-15℃环境储存20min，随后置于管线型介质阻挡放电等离子体区域中，以2slm流速通入空气，四乙氧基硅烷以5mL/min通入，打开射频电源，调节放电功率1200W，放电时间3min，即可获得600nm厚度的纳米涂层。经测试，薄膜的雾度为90.6％，且耐酸腐蚀12h。实施例3选取聚甲基丙烯酸甲酯薄膜为基材，放入-20℃环境储存12min，随后置于介质阻挡放电等离子体射流区域中，以3slm流速通入空气，四甲氧基硅烷以5mL/min通入，打开射频电源，调节放电功率800W，放电时间5min，即可获得500nm厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防腐蚀纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：/n(1)低温处理基材，随后将其置于介质阻挡放电等离子体产生区域，通入第一路气体作为放电气体；/n(2)以第二路路气体为载气，将液态单体通入，开启等离子体放电，放电方式为丝状放电；/n所述的液态单体的成分至少包括一种含氟或有机硅的液体化合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种防腐蚀纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)低温处理基材，随后将其置于介质阻挡放电等离子体产生区域，通入第一路气体作为放电气体；
(2)以第二路路气体为载气，将液态单体通入，开启等离子体放电，放电方式为丝状放电；
所述的液态单体的成分至少包括一种含氟或有机硅的液体化合物。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中低温处理的温度为0℃以下，优选为-5℃以下。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，放电气体选自空气、氧气、氩气、氮气，优选所述放电气体的流量为1-5slm。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液态单体的流量为1000-5000μL/min。


5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中放电的功率为500W-2000W。


6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介质阻挡放电采用高频电源，优选为射频电源。


7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，有机硅的液体化合物为双键、Si-Cl、Si-O-C、Si-N-Si、Si-O-Si结构或环状结构的液体有机硅单体，
优选为四甲氧基硅氧烷、四乙氧基硅氧烷、六甲基二硅氧烷、四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、六甲基二硅氨烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄逸凡，王裕，高明，张永亮，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44