在大容积等离子体室中使用低功率脉冲等离子体来涂布聚合物层的制作方法

专利名称：在大容积等离子体室中使用低功率脉冲等离子体来涂布聚合物层的制作方法
技术领域：
本发明涉及表面的涂布，特别是防油表面和防水表面的制造，以及由此得到的涂布品。
用于多种表面的防油和防水处理已得到广泛应用。例如，优选将所述性质赋予诸如金属、玻璃、陶瓷、纸、聚合物等固体表面以改善保存性质，或者防止或抑制沾污。
需要该类涂层的一种特殊基体是织物，特别是用于户外服装应用、运动装、休闲装和军事用途的织物。它们的处理通常需要掺入含氟聚合物，或更具体地，将含氟聚合物固定在服装织物的表面上。防油和防水的程度与能够与可用空间匹配的碳氟化合物基团或其部分的个数与长度有密切关系。该部分的浓度越大，涂层的防护性越强。
然而，除此之外，高分子化合物还必须能够与基体形成持久结合。防油防水纺织品处理通常是基于以水性乳液形式涂布于织物的含氟聚合物。由于该处理简单地使用非常薄的防液体膜覆盖织物，因此该织物可保留透气性。为使这些涂层具有耐久性，有时将它们与交联性树脂共用，交联树脂可将含氟聚合物处理物与纤维结合。尽管这样能够获得关于浆洗和干洗的良好的耐久性，但交联性树脂会严重损坏纤维素纤维并降低材料的机械强度。例如在WO 97/13024和英国专利No.1,102,903或M.Lewin等的《Handbook of Fibre Science and Technology》(Marcel andDekker Inc.，纽约，(1984年)第2卷，B部分第二章)中披露了制造防油防水纺织品的化学方法。
等离子体沉积技术已经相当广泛地应用于在各种表面上沉积聚合物涂层。与传统的湿式化学法相比，该技术被认为是几乎不生成废物的清洁的干法技术。使用该方法时，等离子体由被施加了电场的有机分子产生。当在基体的存在下产生等离子体时，等离子体中的化合物的基团和分子在气相中聚合并在基体上与生长的聚合物膜发生反应。传统的聚合物合成倾向于生成包含与单体种类极为相似的重复单元的结构，而使用等离子体生成的聚合物网络有可能极为复杂。
WO 98/58117描述了使用单体不饱和有机化合物，特别是不饱和卤代烃在表面上形成防油或防水涂层，所述化合物利用等离子体沉积技术在表面上聚合。该方法形成良好的防油防水涂层，并使用470cm3的小型装置进行说明。
对于大多数工业应用来说需要更大型化的生产装置。然而，初期试验表明在大型等离子体室中重复小型装置中所用的条件并不能产生令人满意的结果。
根据本发明，提供一种在基体上沉积聚合材料的方法，所述方法包括将气态单体材料引入等离子体沉积室中，在所述等离子体沉积室中引发辉光放电，并以0.001w/m3～500w/m3的功率，用足够长的时间施加作为脉冲场的电压，以在所述基体的表面上形成聚合物层。
在本文使用的表述“气态”是指气体或蒸汽，或者是单独一种或者是混合物，以及气溶胶。
这些条件特别适合于在大型等离子体室中沉积厚度均匀的质量良好的防油防水表面，所述等离子体室为例如其中的等离子体区的容积大于500cm3的等离子体室，例如大于或等于0.5m3，如0.5m3～10m3，并适当地为约1m3。这样形成的层经过传统洗涤过程仍具有良好的机械强度并基本上保持原状。
提供最佳结果的所述功率水平，特别是功率密度低于在该类型的方法中传统所用的值。这是相当意外的。特别地，施加的功率为0.001w/m3～100w/m3，适宜为0.01w/m3～10w/m3。
所选择的等离子体室的大小应能容纳待处理的特定基体，但通常为适度大的尺寸，以容纳具有上述容积的等离子体区。例如，大致呈立方形的等离子体室可适合于各种用途，但如果需要，也可以构造细长的等离子体室或长方形等离子体室，例如在基体通常具有诸如木头、织物卷等轮廓的情况中。片材可以使用“卷装进出(roll to roll)”排列方式进行处理。
等离子体室可为可密封容器，以便可用于分批法，或可以包括用于基体的进口和出口，以便可用于连续法。特别在后一种情况中，在等离子体室中产生等离子体放电所必需的压力条件用高容量泵维持，如在例如具有“鸣笛排气(whistling leak)”的装置中常见的那样。
特别地，单体材料是如WO 98/58117中描述的材料。具体地，所述材料包含具有碳原子链的有机化合物，优选至少一部分碳原子具有卤素取代基。
特别地，所述化合物是不饱和的，并因此包含能够反应以形成高分子化合物的至少一个双键或三键。该化合物优选包含至少一个双键。
“链”是指碳原子形成直链或支化链。适宜地，链不为环状。在本发明的方法中使用的化合物包含至少一个这样的链。适宜的链具有3～20个碳原子，更适宜地为6～12个碳原子。
在所述方法中使用的单体化合物可在链中包含双键或三键，因此可分别包括烯烃或炔烃。作为选择，该化合物可以包含可具有卤素取代基的烷基链作为与不饱和部分连接的取代基，该烷基链与不饱和部分可直接或者通过诸如酯基或氨磺酰基等官能团连接。
本文使用的术语“卤代”或“卤素”是指氟、氯、溴和碘。特别优选的卤代基团是氟代基团。术语“芳基”是指诸如苯基和萘基等芳香族环状基团，特别是苯基。术语“烷基”是指碳原子的直链或支化链，长度适宜为至多20个碳原子。术语“烯基”是指适宜具有2～20个碳原子的直链或支化的不饱和链。
其链包含不饱和烷基或烯基的单体化合物适宜制造防水涂层。通过用至少一些卤素原子取代这些链中的至少一部分氢原子，该涂层也可以提供防油性。
因此在一个的优选方面中，所述单体化合物包含卤代烷基部分或包含卤代烯基。因此，在本发明的方法中使用的等离子体将优选包含含有不饱和卤代烷基的单体有机化合物。
在本发明的方法中使用的单体有机化合物的例子是式(I)的化合物
其中R1、R2和R3独立地选自氢、烷基、卤代烷基或可具有卤素取代基的芳基；而且R1、R2或R3中的至少一个是氢，R4是基团X-R5，其中R5是烷基或卤代烷基，X是键；式-C(O)O(CH2)nY-基团，其中n是1～10的整数，Y是键或氨磺酰基；或基团-(O)pR6(O)q(CH2)t-，其中R6是可具有卤素取代基的芳基，p是0或1，q是0或1，t是0或1～10的整数，而且如果q是1，则t是0之外的数。
对于R1、R2、R3和R5，适宜的卤代烷基是氟代烷基。烷基链为直链或支化链并可包含环状部分。
对于R5，烷基链适宜包含大于或等于2个碳原子，适宜2～20个碳原子并优选6～12个碳原子。
对于R1、R2和R3，烷基链通常优选具有1～6个碳原子。
R5优选是卤代烷基，更优选是全卤烷基，特别优选是式CmF2m+1的全氟代烷基，其中m是大于或等于1的整数，适宜为1～20，优选6～12，诸如8或10。
对于R1、R2和R3，适宜的烷基具有1～6个碳原子。
然而优选R1、R2和R3中的至少一个是氢并优选R1、R2、R3都是氢。
其中X是基团-C(O)O(CH2)nY-，n是提供适宜间隔基的整数。特别地，n是1～5，优选约2。
对于Y，适宜的氨磺酰基包括式-N(R7)SO2-的基团，其中R7是氢或诸如C1-4烷基等烷基，特别是甲基或乙基。
在一个实施方式中，式(I)化合物是式(II)化合物CH2＝CH-R5(II)其中R5如以上与式(I)有关的部分所述。
在式(II)化合物中，式(I)中的X是键。
然而在一个优选实施方式中，式(I)化合物是式(III)丙烯酸酯CH2＝CR7C(O)O(CH2)nR5(III)其中n和R5如以上与式(I)有关的部分所述，R7是氢、C1-10烷基或C1-10卤代烷基。特别地，R7是氢或诸如甲基等C1-6烷基。式(III)化合物的具体实例是式(IV)化合物 其中R7如上所述，并特别为氢并且x是1～9的整数，例如4～9，优选7。在该情况中，式(IV)化合物是1H，1H，2H，2H-十七氟癸基丙烯酸酯。
在本发明的方法中使用这些化合物时，可以获得具有良好疏水值和疏油值的涂层。这些性质可以通过使用诸如3M防油测试I(3M测试法，1988年10月1日)和防水测试(3M防水测试II，水/乙醇滴落测试，3M测试1，3M测试法，1998年10月1日)等“3M测试法”进行测试。通过测定下列性质设计这些测试以检测所有类型的织物上的含氟化合物涂层(a)使用水和异丙醇的混合物测定防水沾污性。
(b)通过选择的一系列具有不同表面张力的烃类液体测定织物的耐润湿性。
由于诸如织物结构、纤维类型、染料、其他修饰剂等其他因素也影响防沾污性，因此这些测试的意图并不在于提供织物对由水性或油性材料引起的沾污的耐受性的绝对量。然而，这些测试能够用来对各种涂层进行比较。防水测试包括将3滴由特定比例(体积比)的水和异丙醇构成的标准测试液滴在经等离子体聚合的表面上，如果10秒钟之后3滴液体中的2滴未润湿织物，则可以认为该表面排斥该液体。鉴于此，该防水性的等级被定义为通过测试的测试液中的异丙醇比例最高的测试液所处的等级。在防油测试的情况中，将3滴烃类液体放置在涂布表面上。如果30秒钟后在液体-织物界面处没有出现对织物的渗透或润湿并且3滴中的2滴的周围没有出现明显的芯吸，则通过该测试。
该防油性的等级被定义为不会润湿织物表面的测试液的最高等级(其中，等级的升高与烃链的缩短和表面张力的下降相对应)。
使用这些测试得到的结果因基体的性质特别是基体的粗糙度而异，但是，通过大规模生产，用本发明的方法得到的某些产物实现了高达10的疏水值和高达8的疏油值。事实上，一些涂布材料显示了对庚烷和戊烷的排斥性，该排斥性代表了疏油性偏离常规3M等级的程度。
式(I)的其他化合物是在聚合领域中已知的苯乙烯衍生物。
适于在本发明的方法中使用的等离子体包括诸如通过射频(RF)、微波或直流电(DC)产生的非平衡等离子体。如本领域中已知的那样，它们可以在大气压或低于大气压的条件下操作。然而特别地，它们由射频(RF)产生。
供应至等离子体室的气体可以仅包含单体化合物的蒸气，但优选与载气，特别是诸如氦气或氩气等惰性气体组合。特别地，由于氦气可使单体的分裂减少至最小因此其是优选的载气。
单体气体与载气的比率适宜为100∶1～1∶100，例如10∶1～1∶100，特别为约1∶1～1∶10，如约为1∶5。这有助于获得本发明的方法所需要的高流速。气体或气体混合物适宜以至少1标准立方厘米/分钟(sccm)并优选1sccm～100sccm的速率供应。
适宜通过抽空泵使处理室内压力降低而将气体抽入室内，或可以用泵把气体送入处理室内。
聚合适宜在压力维持在0.01mbar～300mbar、适宜约80mbar～100mbar的处理室中使用式(I)化合物的蒸气而实施。
然后通过施加高频电压(例如13.56MHz的高频电压)来引发辉光放电。适宜使用电极从内部或外部对处理室施加电压，但在大型处理室的情况中优选从内部施加电压。
所施加的电场适宜为至多500W的功率的脉冲场，适宜约为40W的功率。所施加的该脉冲所使用的序列产生非常低的平均功率，例如该序列中的接通时间断开时间的比率为1∶500～1∶1000。该序列的具体实例是其中电源接通为20μs，电源断开为1000μs～20000μs的序列。如此获得的典型平均功率为0.04W。
根据式(I)化合物和基体的特性等的不同，所述电场适宜施加30秒～90分钟，优选5分钟～60分钟。
即使当大规模制造时，已经发现式(I)化合物特别是在远低于以前使用的平均功率下的等离子体聚合产生了显示高疏水度和疏油度水平的高度氟化涂层的沉积。另外，在涂层中出现了式(I)化合物的高度结构保持性，这可归功于诸如氟代烯烃单体等烯烃单体经其高反应性的双键而发生的直接聚合。
应当注意，特别是在上述式(III)化合物的聚合的情况中，低功率脉冲等离子体聚合生成了展示出优异的防水防油性的、粘结性良好的涂层。此外，该涂层具有良好的均匀厚度。
更高程度的结构保持性可归因于在工作循环中的断开时发生的自由基聚合和在接通时较少的分裂。
气体适宜沿温度梯度供应至等离子体室中。例如，将气体沿着从气体源导出的加热管泵入等离子体室中。根据所用单体的特性，适宜对管进行加热以使进入室中的气体温度为30℃～60℃。特别地，进入室中的气体温度比离开气体源的气体温度更高，优选高约10℃。此外，根据所涉及的单体的特性，气体源适宜保持在室温，或稍高的温度如30℃。
通过这样加热供应管和等离子体室，发明人已经发现单体蒸气能够被高效地输送至等离子体室中，并且一旦进入等离子体室，可保持流动。这导致单体高效的沉积和聚合，并使得可能在管道体系的“冷点”出现的任何气体冷凝降至最低。尽管以往在等离子体蚀刻法中采用对等离子体室进行加热的方式以保持蚀刻产物流动，从而使其能够从室中排出，但在本发明中该方法不是必要的，因此预计加热并不是优选的。
在上述方法中使用的新型装置构成了本发明的另一方面。具体地，所述装置包括等离子体沉积室、经布置可将气态单体供应至等离子体沉积室中的泵系统、经布置可在等离子体沉积室中引燃等离子体的至少两个电极和经程序设置可对供应至电极的电源进行脉冲调制从而在等离子体沉积室中的等离子体区内以0.001w/m3～500w/m3的功率产生等离子体的功率控制单元。
泵系统适宜是以下所述的系统该系统能够将大量蒸气供应至等离子体室中，并且确保其在该室中保留且足以实现预期效果的最短的滞留时间。它可以包括一系列泵和大型导管。根据需要，也可以安排泵系统将气体从等离子体室中抽出以排空空气，和/或降低压力。
在一个
具体实施例方式
中，所述泵系统包括两个泵。第一泵或罗茨泵(适宜是高容量泵)经布置可从等离子体室中抽出包括水蒸汽或其他污染物的任何蒸汽。为高效地在合理的时间范围内完成此项工作，考虑等离子体室的大小，适宜将泵布置在等离子体室的附近，并且经由具有尽可能大的直径的单一直管与该室连通。在管中设置阀门，以便一旦该等离子体室被抽空，能够将该室密封。
第二泵适宜是小容量泵，诸如干式旋转泵。该泵适宜经由与第一泵相同的开口与等离子体室连通。该泵经布置后，可将单体连同任何载气一起以适宜的速率吸入等离子体室中，并在该室中保持气体的预期压力和滞留时间。
该泵单元适宜具有通向炉子的开口，因此在该炉中将任何残留单体或碎片焚化，然后使气体安全地进入大气。
所述装置优选进一步包括用于等离子体室的加热单元。它们可以与室壁一体化，或存在于环绕该室的壳体中。它们可包括电气元件或装有再循环加热油的元件，适宜在温度控制器的控制下确保该室中可维持所需的温度。
该装置还优选包括通过适宜的管和阀门布置方式与等离子体室连通的用于单体的容器。该容器优选具有加热器，如果需要，该加热器可将单体加热至室温以上，再将单体引入室中。优选对所述容器、从容器导出而通往等离子体室的管子和等离子体室本身都进行加热，并将加热单元布置成可产生沿单体通道逐渐增大的温度梯度的形式。
如果需要，载气的供应源可以与所述容器连通，并且如果需要，可以使来自该供应源的气体进入该容器中，以便产生进入等离子体室的足以得到所需结果的气流。
在使用时，在分批法中，可将待涂布的制品放入等离子体室中。在一个具体实施方式
中，它们是需要用防水和/或防油涂层涂布的预制衣服。通过使聚合物沉积在成品衣服上，而不是沉积在生产时使用的织物上，可获得包括诸如拉链、扣件或缝合的接缝处等原本未被涂布的区域的“全身(all over)”涂层。
然后例如使用整个泵组(但特别是其中设置的大罗茨泵)将该室抽空。一旦将该室抽空，经适当加热的单体蒸气可由容器进入该室中。例如可以通过使用第二泵将其从容纳液态单体源的容器中抽出得以实现。适宜将该容器加热至足够导致所述单体汽化的温度。
同样优选由该容器通往该室的管子和导管也是可加热的。这意味着可确保在进料管中单体不会经冷凝而损失。
如果需要，将载气(可以是诸如氩气或氦气等惰性气体，并优选氦气)通入室中以提供足以在该室中获得单体的预期浓度和体积均匀性的气流。
作为选择，也可以将单体蒸气从容器中抽出随后与载气混合。优选在混合前，使单体蒸气流经液体/蒸气流量控制器。该布置方式能够进行可控性更好的混合以获得载气与单体的理想比率。另外，单体的环境，特别是温度，将受到控制，而与流动必要条件无关。此外，反应性单体可在诸如氮气氛等惰性气氛下适当地储存在容器中。可适当对容器加压，以使氮气高于大气压，从而有助于使单体蒸气从容器流入压力较低的等离子体室中。
然后在该室中例如通过施加诸如高频电压(例如13.56MHz的高频电压)来引发辉光放电。之后，如上所述对电源进行脉冲调制，从而产生很低的平均功率。结果，单体被活化，并附着于基体表面，在其上形成聚合物层。在本发明的方法中所使用的低功率下，不饱和单体形成了具有高结构完整性的均匀层。其效果取决于所用单体的特性，但以上提供的具体例可给出优异的疏水性和/或疏油性。
下面将参考所附示意图通过实施例对本发明进行具体说明，其中

图1图解了能够在本发明的实施方式中使用的单体供应系统；图2图解了能够在本发明的实施方式中使用的泵系统；和图3图解了能够在本发明的实施方式中使用的可供选择的装置。
图1中描述的装置显示了包括等离子体室1的处理系统。装有再循环加热油的加热元件与等离子体室1的外壁形成一体。室中的温度可通过热电偶(未示出)测定，并将该信息提供给加热器用控制器，以便在等离子体室1中维持所需温度。同样在等离子体室中，设置一对相对的电极，电极之间形成了约为1m3的等离子体区。电极与可控和可程式化的适宜电源连接。
结合了阀5的单体输送管3插入等离子体室1中。在管3的一端设置用于单体的可密封室7。在室7中布置其上放置了用于单体13的开口容器11的支架9。室7装有可控加热器，例如围绕室7而延伸的带式加热器15。
另外，诸如氩气或氦气等惰性气体源17通过管19与室7连通，该管19中设置有与质量流控制器25一起的阀21和手动阀23。气体源是可控的并且能够利用显示器27进行观察。
等离子体室1装有图2中示意的泵系统。该泵系统包括布置用以抽空等离子体室的罗茨泵与旋转泵的组合。罗茨泵29通过优选为直管并具有尽可能大的直径的管31与等离子体室连通。在该情况中管的直径为160mm。通过确保管31中没有弯曲，能够使热传导损失降至最低。在管31中设置隔离阀33从而将泵29与等离子体室隔离。
还设置了低容量旋转泵35，该旋转泵35可通过例如63mm直径的较小的管37与在阀33的下游侧的管31连通，管37配有自动压力控制(APC)阀39和隔离阀41。也装有阀45的柔性旁通管43将罗茨泵29与旋转泵35直接连通。
最后，在旋转泵35的下游侧设置炉47，从而能够焚化从该系统排出的任何气体。
所示的罗茨泵与旋转泵的组合提供了总共约为350m3/小时的泵速，使得能够快速将等离子体室抽空。
图3中图解了作为选择的装置。在该图中，显示了室1中的电极2。该电极通过RF匹配单元6与RF发生器4电连接。RF发生器4由经设定而在上述RF场中产生脉冲的函数发生器8控制。RF匹配单元确保室1中的脉冲调制与发生器4中产生的脉冲调制一致。
在该情况中，泵系统略有不同，其区别在于罗茨泵29与旋转泵35通过单独的3路处理/粗加工选择器阀40互相连通，3路处理/粗加工选择器阀40代替了图2的实施方式的阀41和45。包括处理压力控制阀39的管37也与该阀连通。结果，罗茨泵与旋转泵的组合可采用与关于上述有关图1和图2的部分大致相似的方式将气体从处理室1中抽出并将它们排至炉47中。对于将气体从室中快速抽出，可通过打开阀33和40并操作泵29以及必要时的泵35来进行。然而，罗茨泵29可以通过以下方式与该系统隔离关闭阀33和调节阀40，以及由使用泵35引起的穿过该室的更多可控气流，其中当阀39打开时，泵35能够经管37将气体抽出。
同样在该装置中，也对单体给料装置进行改造以使其更可控。具体地，设置单独的单体处理单元10。它包括单体储罐12，单体可以在可控的环境条件下保存在单体储罐12中。例如，单体可以在由适宜的气体源14供应的诸如氮气等惰性气体的气氛下保存在暗处。这些条件使单体过早聚合的机率减至最小。
单体能够通过从单体容器11(在该情况中未示出)向下导出的管16，从储罐12中向外供给。使储罐内的惰性气体的压力维持在略高于大气压的压力下，从而产生压差，以此协助该流动。在该系统中还设置了氮气放气阀32。
管16适当地将单体带入温控气体单元20中所包括的液体/蒸气流量控制器18中。监测并控制该控制器18内的温度，以确保任何冷凝的单体挥发，并使得所需浓度的蒸气经由阀22离开该控制器，进入气体喷射单元24中。
在该单元中，将单体蒸气与所需量的载气如氦气混合，所述载气来自适宜的来源17，并通过氦气质量流量控制器26进入喷射单元24。如果需要，可使用阀28和30来隔离氦气源17。可对控制器26的温度进行独立的控制，以便将具有适宜获得所需混合物的压力的气体供应至喷射单元24中。将喷射单元24中产生的混合物经由管3送入室1中，其中管3可由阀5以与上述关于图1的部分相似的方式关闭。
实施例1在图1和图2的装置的等离子体室中的电极之间(因此也是等离子体区内)悬挂枕套。另外，将样品1H，1H，2H，2H-十七氟癸基丙烯酸酯(10g)放入单体室7中的容器11中。此时关闭阀5、21、23和33。
然后通过打开阀33和45，并操作泵29和35将空气从该等离子体室中抽出，快速(5分钟内)地将等离子体室抽空至压力为2×10-3巴。然后通过关闭阀33和45使旋转泵35与该系统隔离。
然后用处理室1的室壁内的加热器对等离子体室进行加热，并维持温度为40℃～50℃，特别是50℃。
相似地，操作带式加热器15以加热单体室7至温度为45℃，并维持该温度。
然后打开阀39和41，如阀21和23一样，并通过以60sccm的速率操作旋转泵35，将来自来源17的氦气抽入室7中。经过单体时，氦气作为载体将单体蒸气带入等离子体室中。
2分钟后(在这段时间内任何残留的空气都已从该系统中清除)，在等离子体室中达到所需压力，在电极间引燃RF等离子体。对电源进行脉冲调制，以便使电源接通为20μs，断开为20000μs。
将从等离子体室中抽出的气体通过管37和泵35排出，并送入保持在300℃的炉47中。
30分钟后，关闭阀39和41以将泵35隔离，并对该系统用干燥氮气通风。移去枕套，用3M防油测试I(3M测试法，1988年10月1日)和防水测试(3M防水测试II，水/乙醇滴落测试，3M测试1，3M测试法，1998年10月1日)测试防油性和防水性。即使在以传统洗衣机洗涤后，疏水值的结果为10，疏油值的结果为8。
相反，在相似的条件下但是采用以13.56MHz连续施加的200瓦的RF功率处理的枕套产生容易磨损的涂层。
权利要求
1.一种在基体上沉积聚合材料的方法，所述方法包括将气态单体材料引入等离子体沉积室中，在所述等离子体沉积室中引发辉光放电，并以0.001w/m3～500w/m3的功率，用足够长的时间施加作为脉冲场的电压，以在所述基体的表面上形成聚合物层。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体沉积室中的等离子体区的容积大于或等于0.5m3。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所施加的功率为0.001w/m3～100w/m3。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所施加的功率为0.04w/m3～100w/m3。
5.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述单体材料是包含具有卤素取代基或不具有卤素取代基的碳原子链的不饱和有机化合物。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述单体材料是式(I)化合物 其中，R1、R2和R3独立地选自氢、烷基、卤代烷基或者具有卤素取代基或不具有卤素取代基的芳基；而且R1、R2或R3中的至少一个是氢，R4是基团X-R5，其中R5是烷基或卤代烷基，X是键；式-C(O)O(CH2)nY-基团，其中n是1～10的整数，Y是键或氨磺酰基；或基团-(O)pR6(O)q(CH2)t-，其中R6是具有卤素取代基或不具有卤素取代基的芳基，p是0或1，q是0或1，t是0或1～10的整数，而且如果q是1，则t是0之外的数。
7.如权利要求6所述的方法，其中，式(I)化合物是式(III)丙烯酸酯CH2＝CR7C(O)O(CH2)nR5(III)其中，n和R5如上述权利要求6所定义，R7是氢或C1-6烷基。
8.如权利要求7所述的方法，其中，式(III)丙烯酸酯是1H，1H，2H，2H-十七氟癸基丙烯酸酯。
9.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，将所述气态单体化合物与载气一同供应至所述等离子体沉积室中。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述载气是氦气。
11.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，将气态材料以至少1标准立方厘米/分钟(sccm)的速率供应至所述等离子体沉积室中。
12.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述等离子体沉积室中的式(I)化合物的蒸气维持在0.01毫巴～300毫巴的压力下。
13.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，按以下序列对所述电源进行脉冲调制该序列中，电源接通为20μs，断开为1000μs～20000μs。
14.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，将气体沿温度梯度供应至所述等离子体沉积室中。
15.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，在所述沉积工序中加热所述等离子体沉积室。
16.用于将聚合材料沉积在基体上的装置，所述装置包括等离子体沉积室、经布置可在该等离子体沉积室中引燃等离子体的至少两个电极、经布置可将单体气体供应至该等离子体沉积室中的泵系统和经程序设置可对供应至所述电极的电源进行脉冲调制从而在所述等离子体沉积室中的等离子体区内以0.001w/m3～500w/m3的功率产生等离子体的功率控制单元。
17.如权利要求167所述的装置，其中，所述装置还包括用于所述等离子体沉积室的加热单元。
18.如权利要求16或17所述的装置，所述装置进一步包括与所述等离子体沉积室连通的用于单体的容器。
19.如权利要求18所述的装置，其中，所述加热单元经布置后，在所述容器和所述等离子体沉积室之间产生逐渐增大的温度梯度。
20.如权利要求16所述的装置，所述装置参考附图基本如上所述。
21.一种在基体上沉积聚合材料的方法，所述方法参考实施例基本如上所述。
全文摘要
本发明提供了一种在大容积等离子体室中使用低功率脉冲等离子体来涂布聚合物层的方法，其为在基体上沉积聚合材料的方法，所述方法包括将气态有机单体材料引入等离子体沉积室中，在所述室中引发辉光放电，并以0.001w/m
文档编号B05D7/24GK1946488SQ200580013040
公开日2007年4月11日 申请日期2005年3月18日 优先权日2004年3月18日
发明者斯蒂芬·理查德·库尔森, 伊恩·伯内特, 约翰·桑贝尔 申请人:英国国防部