一種抗指紋化納米涂層的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明是關于一種用于3C電子產品的外殼表面抗指紋化的納米涂層，特別是關于一種不含鉻，環保的表面抗指紋化納米涂層。
【背景技術】
[0002]近年來，消費者對于手機、計算機、筆記本電腦、個人數字助理等各種3C電子產品要求越來越高。除具有更多、更強功能以外，還對產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)的技術要求。
[0003]傳統技術中，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。經此處理之后，該鍍鋅鋼材具有較強的抗腐蝕性及優良抗指紋化性能能。詳細請參見“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，其對環境污染嚴重。因此，為避免對環境產生污染，人們開始研究各種替代產品。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生裂紋，經長時間使用之后防腐、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號提出一種金屬表面處理液，其含有特殊有機樹酯，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，無環境污染問題。但是，所述金屬表面處理液含有特殊有機樹酯，該有機樹酯成分、結構復雜，制備不易；且該處理液是針對金屬表面進行處理，而手機計算機外殼常用非金屬材料制備，所以，對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電子產品外殼表面處理實現防指紋化、并且對環境無污染的處理涂層實為必要。
【發明內容】
[0007]為解決現有技術的防指紋涂層含有嚴重污染環境的金屬鉻、需經酸或堿處理、或者不適用于金屬表面等問題，本發明的目的在于提供一種防指紋涂層，其不含鉻，不需經酸或堿處理，對環境及人體健康有利；且可適于金屬或非金屬表面。
[0008]為實現本發明的目的，本發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。該有機硅納米涂料包括含氟硅烷、含硫硅烷或有機硅聚合物納米材料。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。
[0012]相對于現有技術，本發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，當使用者手指皮膚沾有水漬或油漬，并與該物體表面接觸時，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，這種物體表面易于清潔，對防塵、防細菌亦有一定效果。另外，本發明不含重金屬鉻、不需經酸或堿液處理，從而對環境保護和人體健康有利。
[0013]【【附圖說明】】
圖1是現有技術的鍍鋅不銹鋼表面防指紋涂層的示意圖；
圖2是本發明第一實施例防指紋涂層應用于非金屬表面示意圖；
圖3是本發明第二實施例防指紋涂層應用于鍍鋅不銹鋼表面的示意圖。
[0014]【具體實施方法】
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、汗漬、水漬等污物，所以，使用者或操作者與物體表面接觸時常留下指紋印或手指圖案。本發明采用一種疏油性、疏水性涂層應用于物體表面，可從根本上解決物體表面指紋化問題，且不含有對環境有害的重金屬鉻、酸或堿等物質。
[0015]下面將結合附圖對本發明實施例作具體說明。
[0016]請參閱圖2，本發明第一實施例是將防指紋涂層23直接應用于金屬基底21形成抗指紋涂層結構。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、計算機、數碼相機、PDA、等電子產品的外殼。防指紋涂層23的厚度一般為小于1微米，優選為0.1-0.5微米。
[0017]請參閱圖3，本發明第二實施例是將防指紋涂層應用于鍍鋅鋼材基底，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；有機硅納米涂料，包括含氟娃燒、含硫娃燒或有機娃聚合物等，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娃納米涂料是屬于一般疏水性材料。當水與疏水性材料表面接觸時，由于交界處附近水分子存在，同時受有內聚力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組成的表面能決定，其化學組成表面能越低，對水附著力越小。由于聚合物納米纖維及有機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方法，可以于特定表面上建造納米尺寸幾何形狀互補的(如凸與凹相間)界面結構。由于在納米尺寸低凹的表面可使吸附氣體分于穩定存在，所以在宏觀表面上相當于有一層穩定的氣體薄膜，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超常的雙疏性。這時水滴或油滴與界面的接觸角趨于最大值。
【主權項】
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，有機娃納米涂料及超疏水材料。3.如權利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，該有機娃納米涂料包括含氟硅烷、含硫硅烷或有機硅聚合物納米材料。5.如權利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，有機硅納米涂料及超疏水性材料，優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。本發明不含重金屬鉻、不需經酸或堿處理，對保護環境以及人體健康有利，另外，本發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】CN105255301
【申請號】CN201510550726
【發明人】郭景康, 王鍵
【申請人】上海大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月1日