制备膜层的方法、膜层、以及器件与流程

本申请涉及表面处理领域，尤其涉及一种制备膜层的方法、膜层、以及器件。

背景技术：

1、当环境中饱和的水蒸气遇到温度低于露点的器件的时候，易于在器件表面形成粘附的雾，这通常引发生活中随处可见的起雾现象。例如汽车后视镜之类的汽车玻璃、浴室玻璃、眼镜、泳镜、摄像机镜头、监控球罩、照明类灯罩等器件起雾的时候，往往直接影响观察视野的清晰度。而一些精密设备，如电脑、手机、电视、电话、显示屏等电子产品，红外显微镜和手术内窥镜的应用也深受起雾现象的不良影响。此外，近些年，清洁能源发展迅速，其中太阳能电池板的光照透过率和发电效率密切相关，太阳能电池板的表面的起雾将直接影响光照透过率、进而影响发电效率。

2、为解决各种器件的起雾问题，人们进行了广泛的研究，其中一个方向是对基材进行表面处理、在其表面制备膜层，以得到表面具有膜层的器件。但是现有的制备膜层的方法往往不甚理想，比如需要较长的时间、工艺较为复杂，等等，因此需要改进。

技术实现思路

1、本申请的一个目的在于，提供改进的制备膜层的方法、膜层、以及器件。

2、针对以上目的，本申请实施例的一方面涉及一种制备膜层的方法，其包括以下步骤：将基材放置于反应腔体内；以及向所述反应腔体通入丙烯酸类材料和引发剂，在第一温度加热所述丙烯酸类材料和所述引发剂，以在第二温度的所述基材的表面形成膜层，所述第二温度低于所述第一温度。

3、一些实施例中，所述丙烯酸类材料包含丙烯酸，丙烯酸的同系物和/或丙烯酸的衍生物。

4、一些实施例中，所述丙烯酸的衍生物包括丙烯酸酯。

5、一些实施例中，所述丙烯酸类材料包括第一材料、或者所述第一材料与第二材料的组合，所述第二材料的亲水性能弱于所述第一材料。

6、一些实施例中，所述第一材料为亲水材料。

7、一些实施例中，所述第一材料具有以下结构式：

8、

9、其中，r1，r2分别独立地为氢原子、或者烷基；

10、r3为氢原子或者至少含有一个羟基或叔胺的脂肪族碳链。

11、一些实施例中，所述第一材料包括丙烯酸、甲基丙烯酸、3,3-二甲基丙烯酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸n,n-二乙基氨基乙酯、2-羟甲基丙烯酸乙酯、二甲基丙烯酸甘油酯中至少之一。

12、一些实施例中，所述丙烯酸类材料包括所述第一材料与所述第二材料的组合，所述第一材料与所述第二材料的质量比在1:1～10:1的范围。

13、一些实施例中，所述第二材料为疏水材料。

14、一些实施例中，所述第二材料具有以下结构式：

15、

16、其中，r4，r5分别独立地为氢原子、氟原子、烷基或者氟原子部分或全部取代氢的烷基；

17、r6为脂肪族碳链、芳基或者含有芳香族的碳链。

18、一些实施例中，所述第二材料包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸-2-甲氧乙基酯、2-氟丙烯酸甲酯、2-乙基丙烯酸乙酯、2-(三氟甲基)丙烯酸甲酯中至少之一。

19、一些实施例中，所述丙烯酸类材料包括丙烯酸、甲基丙烯酸、3,3-二甲基丙烯酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸n,n-二乙基氨基乙酯、2-羟甲基丙烯酸乙酯、二甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸-2-甲氧乙基酯、2-氟丙烯酸甲酯、2-乙基丙烯酸乙酯、2-(三氟甲基)丙烯酸甲酯中至少之一。

20、一些实施例中，所述丙烯酸类材料包括丙烯酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸羟乙酯、2-羟甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中至少之一。

21、一些实施例中，所述引发剂的质量为所述丙烯酸类材料的质量的3％～20％。

22、一些实施例中，所述引发剂包括叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、二烷基过氧化物、过硫酸钾、过硫酸铵中至少之一。

23、一些实施例中，所述引发剂包括叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢中至少之一。

24、一些实施例中，向所述反应腔体通入丙烯酸类材料和引发剂包括，分别气化所述丙烯酸类材料和所述引发剂之后，分别向所述反应腔体通入所述丙烯酸类材料和所述引发剂。

25、一些实施例中，所述第一温度在100-900℃的范围。

26、一些实施例中，所述第二温度在10-80℃的范围。

27、一些实施例中，在第一温度加热所述丙烯酸类材料和所述引发剂包括，使所述丙烯酸类材料和所述引发剂经加热装置加热。

28、一些实施例中，以在第二温度的所述基材的表面形成膜层包括，通过冷却装置控制所述基材的所述第二温度。

29、一些实施例中，将所述基材放置于所述反应腔体内之后，向所述反应腔体通入所述丙烯酸类材料和所述引发剂之前，等离子体放电，以对所述基材的所述表面进行清洗活化。

30、一些实施例中，所述基材包括玻璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂中至少之一。

31、本申请实施例的另一方面涉及一种膜层，其由本申请所述的方法制备而得。

32、一些实施例中，所述膜层为亲水膜层。

33、一些实施例中，所述膜层的水接触角小于、等于7°。

34、一些实施例中，所述膜层泡水后的水接触角小于20°。

35、一些实施例中，所述膜层在载重10牛顿、摩擦1000次后的水接触角小于、等于8°。

36、一些实施例中，所述膜层的可见光透过率大于、等于90％。

37、一些实施例中，所述膜层为防雾膜层。

38、本申请实施例的又一方面涉及一种器件，所述器件的至少部分表面包括如本申请所述的膜层。

39、一些实施例中，所述器件包括浴室玻璃、眼镜、泳镜、摄像机镜头、监控球罩、照明类灯罩、汽车玻璃、红外显微镜、手术内窥镜、太阳能电池板、电子产品中至少之一。

40、在技术条件允许的情况下，本申请中各实施例的技术特征可以任意结合、一起形成保护范围内的新的实施例。

41、下文将结合实施例对本申请进行进一步的描述。

技术特征：

1.一种制备膜层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述丙烯酸类材料包含丙烯酸，丙烯酸的同系物和/或丙烯酸的衍生物。

3.如权利要求2所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述丙烯酸的衍生物包括丙烯酸酯。

4.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述丙烯酸类材料包括第一材料、或者所述第一材料与第二材料的组合，所述第二材料的亲水性能弱于所述第一材料。

5.如权利要求4所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述第一材料为亲水材料。

6.如权利要求4所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述第一材料具有以下结构式：

7.如权利要求4所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述第一材料包括丙烯酸、甲基丙烯酸、3,3-二甲基丙烯酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸n,n-二乙基氨基乙酯、2-羟甲基丙烯酸乙酯、二甲基丙烯酸甘油酯中至少之一。

8.如权利要求4所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述丙烯酸类材料包括所述第一材料与所述第二材料的组合，所述第一材料与所述第二材料的质量比在1:1～10:1的范围。

9.如权利要求4所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述第二材料为疏水材料。

10.如权利要求4所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述第二材料具有以下结构式：

11.如权利要求4所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述第二材料包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸-2-甲氧乙基酯、2-氟丙烯酸甲酯、2-乙基丙烯酸乙酯、2-(三氟甲基)丙烯酸甲酯中至少之一。

12.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述丙烯酸类材料包括丙烯酸、甲基丙烯酸、3,3-二甲基丙烯酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸n,n-二乙基氨基乙酯、2-羟甲基丙烯酸乙酯、二甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸-2-甲氧乙基酯、2-氟丙烯酸甲酯、2-乙基丙烯酸乙酯、2-(三氟甲基)丙烯酸甲酯中至少之一。

13.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述丙烯酸类材料包括丙烯酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸羟乙酯、2-羟甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中至少之一。

14.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述引发剂的质量为所述丙烯酸类材料的质量的3％～20％。

15.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述引发剂包括叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、二烷基过氧化物、过硫酸钾、过硫酸铵中至少之一。

16.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述引发剂包括叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢中至少之一。

17.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，向所述反应腔体通入丙烯酸类材料和引发剂包括，分别气化所述丙烯酸类材料和所述引发剂之后，分别向所述反应腔体通入所述丙烯酸类材料和所述引发剂。

18.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述第一温度在100-900℃的范围。

19.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述第二温度在10-80℃的范围。

20.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，在第一温度加热所述丙烯酸类材料和所述引发剂包括，使所述丙烯酸类材料和所述引发剂经加热装置加热。

21.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，以在第二温度的所述基材的表面形成膜层包括，通过冷却装置控制所述基材的所述第二温度。

22.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，将所述基材放置于所述反应腔体内之后，向所述反应腔体通入所述丙烯酸类材料和所述引发剂之前，等离子体放电，以对所述基材的所述表面进行清洗活化。

23.如权利要求1所述的制备膜层的方法，其特征在于，所述基材包括玻璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂中至少之一。

24.一种膜层，其特征在于，由权利要求1-23中任一项所述的制备膜层的方法制备而得。

25.如权利要求24所述的膜层，其特征在于，所述膜层为亲水膜层。

26.如权利要求24所述的膜层，其特征在于，所述膜层的水接触角小于、等于7°。

27.如权利要求24所述的膜层，其特征在于，所述膜层泡水后的水接触角小于20°。

28.如权利要求24所述的膜层，其特征在于，所述膜层在载重10牛顿、摩擦1000次后的水接触角小于、等于8°。

29.如权利要求24所述的膜层，其特征在于，所述膜层的可见光透过率大于、等于90％。

30.如权利要求24所述的膜层，其特征在于，所述膜层为防雾膜层。

31.一种器件，其特征在于，所述器件的至少部分表面包括如权利要求24-30中任一项所述的膜层。

32.如权利要求31所述的器件，其特征在于，包括浴室玻璃、眼镜、泳镜、摄像机镜头、监控球罩、照明类灯罩、汽车玻璃、红外显微镜、手术内窥镜、太阳能电池板、电子产品中至少之一。

技术总结
本发明实施例涉及一种制备膜层的方法、膜层、以及器件。所述制备膜层的方法包括以下步骤：将基材放置于反应腔体内；以及向所述反应腔体通入丙烯酸类材料和引发剂，在第一温度加热所述丙烯酸类材料和所述引发剂，以在第二温度的所述基材的表面形成膜层，所述第二温度低于所述第一温度。本发明实施例可以有助于以较短的时间、较为简单的工艺制备膜层等。

技术研发人员：宗坚,齐美美
受保护的技术使用者：江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26