一種抗指紋化納米涂層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種用于3C電子產(chǎn)品的外殼表面抗指紋化的納米涂層，特別是關(guān)于一種不含鉻，環(huán)保的表面抗指紋化納米涂層。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，消費(fèi)者對(duì)于手機(jī)、計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理等各種3C電子產(chǎn)品要求越來越高。除具有更多、更強(qiáng)功能以外，還對(duì)產(chǎn)品外殼提出更高要求。例如，外殼防腐蝕、防銹蝕、防塵，最近還提出防指紋化(ant1-fingerprint)的技術(shù)要求。
[0003]傳統(tǒng)技術(shù)中，早期防指紋化一般是采用在鍍鋅層上形成鉻酸鹽層及特殊樹酯層。如圖1所示，是由Akira Mastsuda等人提出，一種RZ-F鍍鋅鋼材，其是在不銹鋼11表面清洗并完成鍍鋅步驟之后，形成厚度hi約為3微米的鍍鋅層12，再施以絡(luò)酸鹽(chromate)處理，最后以滾壓方式鍍上樹酯，獲得厚度h2為0.01-0.1微米的鉻酸鹽層13以及厚度h3為0.3-1.0微米的樹酯層14。經(jīng)此處理之后，該鍍鋅鋼材具有較強(qiáng)的抗腐蝕性及優(yōu)良抗指紋化性能能。詳細(xì)請(qǐng)參見“Chromate Electrogalvanized Steel Sheet “RIVER ZINCF，，with Ant1-fingerprint Property and High Corros1n Resistance，，, Kawasaki SteelTechnical Reporty N0.12, July 1985。
[0004]但是，以上方法需使用鉻酸鹽處理，其對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，為避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，人們開始研究各種替代產(chǎn)品。例如，在不銹鋼表面鍍鋅步驟之后，采用磷酸鹽處理，再施以特殊防指紋樹酯層。但是，這處理方法獲得的金屬表面易產(chǎn)生裂紋，經(jīng)長時(shí)間使用之后防腐、防銹蝕性能下降。
[0005]2004年5月18日公告的美國專利第6，736，908號(hào)提出一種金屬表面處理液，其含有特殊有機(jī)樹酯，可溶性釩化合物，以及可溶性金屬化合物，其含有Zr，Ti，Mo, ff, Μη,及Ce中至少一種金屬元素。經(jīng)此處理液處理的金屬表面具有良好的抗腐蝕性、抗堿性及抗指紋化性能，并且不含鉻金屬，無環(huán)境污染問題。但是，所述金屬表面處理液含有特殊有機(jī)樹酯，該有機(jī)樹酯成分、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制備不易；且該處理液是針對(duì)金屬表面進(jìn)行處理，而手機(jī)計(jì)算機(jī)外殼常用非金屬材料制備，所以，對(duì)于此類材料的外殼表面仍未有適合的處理方法。
[0006]有鑒于此，提供一種適用于3C電子產(chǎn)品外殼表面處理實(shí)現(xiàn)防指紋化、并且對(duì)環(huán)境無污染的處理涂層實(shí)為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)的防指紋涂層含有嚴(yán)重污染環(huán)境的金屬鉻、需經(jīng)酸或堿處理、或者不適用于金屬表面等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種防指紋涂層，其不含鉻，不需經(jīng)酸或堿處理，對(duì)環(huán)境及人體健康有利；且可適于金屬或非金屬表面。
[0008]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種表面抗指紋化涂層，其中包括:一形成于待涂覆基底表面的疏水性納米材料涂層、疏油性納米材料涂層或超雙疏納米材料涂層。
[0009]其中，該疏水性納米材料涂層包括聚合物納米纖維，有機(jī)娃納米涂料及超疏水材料。該聚合物納米纖維包括聚丙烯腈、聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇為原料的聚合物納米纖維。該有機(jī)硅納米涂料包括含氟硅烷、含硫硅烷或有機(jī)硅聚合物納米材料。該超疏水材料包括無氟超疏水納米纖維。
[0010]其中，該超雙疏納米材料涂層包括超雙疏陣列碳納米管膜。
[0011 ] 另外，該疏水性納米材料涂層、疏油性納米材料涂層或超雙疏納米材料涂層的厚度為1微米以下，最好為0.1-0.5微米范圍內(nèi)。
[0012]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的防指紋化涂層采用疏水性、疏油性涂層直接涂覆于物體表面，當(dāng)使用者手指皮膚沾有水漬或油漬，并與該物體表面接觸時(shí)，因物體表面防指紋化涂層的特性，使得水漬或油漬無法附著于物體表面，從而可防止于物體表面留下指紋或污漬。同時(shí)，這種物體表面易于清潔，對(duì)防塵、防細(xì)菌亦有一定效果。另外，本發(fā)明不含重金屬鉻、不需經(jīng)酸或堿液處理，從而對(duì)環(huán)境保護(hù)和人體健康有利。
[0013]【【附圖說明】】
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鍍鋅不銹鋼表面防指紋涂層的示意圖；
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例防指紋涂層應(yīng)用于非金屬表面示意圖；
圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例防指紋涂層應(yīng)用于鍍鋅不銹鋼表面的示意圖。
[0014]【具體實(shí)施方法】
物體表面留下指紋，究其原因在于人們手指皮膚表面粘附帶有油污、汗?jié)n、水漬等污物，所以，使用者或操作者與物體表面接觸時(shí)常留下指紋印或手指圖案。本發(fā)明采用一種疏油性、疏水性涂層應(yīng)用于物體表面，可從根本上解決物體表面指紋化問題，且不含有對(duì)環(huán)境有害的重金屬鉻、酸或堿等物質(zhì)。
[0015]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作具體說明。
[0016]請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明第一實(shí)施例是將防指紋涂層23直接應(yīng)用于金屬基底21形成抗指紋涂層結(jié)構(gòu)。非金屬基底21可包括塑料、玻璃、陶瓷、聚合物等制品，這些制品常用于制造手機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、PDA、等電子產(chǎn)品的外殼。防指紋涂層23的厚度一般為小于1微米，優(yōu)選為0.1-0.5微米。
[0017]請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明第二實(shí)施例是將防指紋涂層應(yīng)用于鍍鋅鋼材基底，包括不銹鋼基底31、鍍鋅層32及防指紋涂層33包括疏油性、疏水性納米材料涂層以及超雙疏納米材料涂層。防指紋涂層33的厚度一般為小于1微米，優(yōu)選為0.1-0.5微米。
[0018]所述疏油性、疏水性納米材料涂層的材料包括:聚合物納米纖維，例如以聚丙烯腈、聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇為原料的聚合物納米纖維；有機(jī)硅納米涂料，包括含氟娃燒、含硫娃燒或有機(jī)娃聚合物等，是以一■甲基娃氧燒、甲基氣娃燒、苯基氣娃燒等為原料制備；超疏水涂層材料，包括無氟超疏水性納米纖維。所述超雙疏納米材料涂層是同時(shí)具有超疏水性及超疏油性的納米材料涂層，例如超雙疏陣列碳納米管膜。
[0019]聚合物納米纖維及有機(jī)娃納米涂料是屬于一般疏水性材料。當(dāng)水與疏水性材料表面接觸時(shí)，由于交界處附近水分子存在，同時(shí)受有內(nèi)聚力F1及附著力F2作用，而水與疏水材料表面間接觸角與F1/F2成正比。由于水分子內(nèi)聚力一定，所以疏水性材料與水分子之間附著力越小，接觸角越大。而材料與水之間附著力由該材料化學(xué)組成的表面能決定，其化學(xué)組成表面能越低，對(duì)水附著力越小。由于聚合物納米纖維及有機(jī)硅納米涂料的表面能很低，所以，該材料疏水性能較好。
[0020]超疏水性材料，是指水與其表面間接接觸角大于150 °的材料。
[0021]超雙疏納米材料是一種同時(shí)具有疏水性及疏油性的納米材料。利用由下到上、由原子到分子、主分子到聚集體的外延生長納米化學(xué)方法，可以于特定表面上建造納米尺寸幾何形狀互補(bǔ)的(如凸與凹相間)界面結(jié)構(gòu)。由于在納米尺寸低凹的表面可使吸附氣體分于穩(wěn)定存在，所以在宏觀表面上相當(dāng)于有一層穩(wěn)定的氣體薄膜，使油或水無法與材料的表面直接接觸，從而使材料的表面呈現(xiàn)超常的雙疏性。這時(shí)水滴或油滴與界面的接觸角趨于最大值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種表面抗指紋化納米涂層，其包括:一形成于待涂覆基底表面的疏水性納米材料涂層、疏油性納米材料涂層或超雙疏納米材料涂層。2.如權(quán)利要求1所述的表面抗指紋化納米涂層，其特征在于，疏水性納米材料涂層包括聚合物納米纖維，有機(jī)娃納米涂料及超疏水材料。3.如權(quán)利2所述的表面抗指紋化納米涂層，其特征在于，該聚合物納米纖維包括聚丙烯腈、聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇為原料的聚合物納米纖維。4.如權(quán)利要求2所述的表面抗指紋化納米涂層，其特征在于，該有機(jī)娃納米涂料包括含氟硅烷、含硫硅烷或有機(jī)硅聚合物納米材料。5.如權(quán)利2要求所述的表面抗指紋化納米涂層，其特征在于，該超疏水材料包括無氟超疏水納米纖維。6.如權(quán)利要求1所述的表面抗指紋化納米涂層，其特征在于，該超雙疏納米材料涂層包括超雙疏陣列碳納米管膜。7.如權(quán)利要求1所述的表面抗指紋化納米涂層，其特性在于，該疏水性納米材料涂層、疏油性納米材料涂層或超雙疏納米材料涂層的厚度為1微米以下。8.如權(quán)利要求7所述的表面抗指紋化納米涂層，其特征在于，該疏水性納米材料涂層、疏油性納米材料涂層或超雙疏納米材料涂層的厚度為0.1-0.5微米。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種表面抗指紋化納米涂層，其包括：一形成于待涂覆基底表面的疏水性納米材料涂層、疏油性納米材料涂層或超雙疏納米材料涂層。其中，該疏水性納米材料涂層包括聚合物納米纖維，有機(jī)硅納米涂料及超疏水性材料，優(yōu)選采用超雙疏納米材料。另外，該疏水性納米材料涂層、疏油性納米材料涂層或超雙疏納米材料涂層的厚度為1微米以下，最好為0.1~0.5微米范圍內(nèi)。本發(fā)明不含重金屬鉻、不需經(jīng)酸或堿處理，對(duì)保護(hù)環(huán)境以及人體健康有利，另外，本發(fā)明使用范圍包括金屬及非金屬基底。
【IPC分類】C09D129/04, C09D167/00, C09D133/20, C09D5/14, C09D183/04, C09D5/16, C09D123/00
【公開號(hào)】CN105255301
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510550726
【發(fā)明人】郭景康, 王鍵
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月1日