一种抗指纹化纳米涂层的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种用于3C电子产品的外壳表面抗指纹化的纳米涂层，特别是关于一种不含铬，环保的表面抗指纹化纳米涂层。
【背景技术】
[0002]近年来，消费者对于手机、计算机、笔记本电脑、个人数字助理等各种3C电子产品要求越来越高。除具有更多、更强功能以外，还对产品外壳提出更高要求。例如，外壳防腐蚀、防锈蚀、防尘，最近还提出防指纹化(ant1-fingerprint)的技术要求。
[0003]传统技术中，早期防指纹化一般是采用在镀锌层上形成铬酸盐层及特殊树酯层。如图1所示，是由Akira Mastsuda等人提出，一种RZ-F镀锌钢材，其是在不锈钢11表面清洗并完成镀锌步骤之后，形成厚度hi约为3微米的镀锌层12，再施以络酸盐(chromate)处理，最后以滚压方式镀上树酯，获得厚度h2为0.01-0.1微米的铬酸盐层13以及厚度h3为0.3-1.0微米的树酯层14。经此处理之后，该镀锌钢材具有较强的抗腐蚀性及优良抗指纹化性能能。详细请参见“Chromate Electrogalvanized Steel Sheet “RIVER ZINCF，，with Ant1-fingerprint Property and High Corros1n Resistance，，, Kawasaki SteelTechnical Reporty N0.12, July 1985。
[0004]但是，以上方法需使用铬酸盐处理，其对环境污染严重。因此，为避免对环境产生污染，人们开始研究各种替代产品。例如，在不锈钢表面镀锌步骤之后，采用磷酸盐处理，再施以特殊防指纹树酯层。但是，这处理方法获得的金属表面易产生裂纹，经长时间使用之后防腐、防锈蚀性能下降。
[0005]2004年5月18日公告的美国专利第6，736，908号提出一种金属表面处理液，其含有特殊有机树酯，可溶性钒化合物，以及可溶性金属化合物，其含有Zr，Ti，Mo, ff, Μη,及Ce中至少一种金属元素。经此处理液处理的金属表面具有良好的抗腐蚀性、抗碱性及抗指纹化性能，并且不含铬金属，无环境污染问题。但是，所述金属表面处理液含有特殊有机树酯，该有机树酯成分、结构复杂，制备不易；且该处理液是针对金属表面进行处理，而手机计算机外壳常用非金属材料制备，所以，对于此类材料的外壳表面仍未有适合的处理方法。
[0006]有鉴于此，提供一种适用于3C电子产品外壳表面处理实现防指纹化、并且对环境无污染的处理涂层实为必要。
【发明内容】
[0007]为解决现有技术的防指纹涂层含有严重污染环境的金属铬、需经酸或碱处理、或者不适用于金属表面等问题，本发明的目的在于提供一种防指纹涂层，其不含铬，不需经酸或碱处理，对环境及人体健康有利；且可适于金属或非金属表面。
[0008]为实现本发明的目的，本发明提供一种表面抗指纹化涂层，其中包括:一形成于待涂覆基底表面的疏水性纳米材料涂层、疏油性纳米材料涂层或超双疏纳米材料涂层。
[0009]其中，该疏水性纳米材料涂层包括聚合物纳米纤维，有机娃纳米涂料及超疏水材料。该聚合物纳米纤维包括聚丙烯腈、聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇为原料的聚合物纳米纤维。该有机硅纳米涂料包括含氟硅烷、含硫硅烷或有机硅聚合物纳米材料。该超疏水材料包括无氟超疏水纳米纤维。
[0010]其中，该超双疏纳米材料涂层包括超双疏阵列碳纳米管膜。
[0011 ] 另外，该疏水性纳米材料涂层、疏油性纳米材料涂层或超双疏纳米材料涂层的厚度为1微米以下，最好为0.1-0.5微米范围内。
[0012]相对于现有技术，本发明的防指纹化涂层采用疏水性、疏油性涂层直接涂覆于物体表面，当使用者手指皮肤沾有水渍或油渍，并与该物体表面接触时，因物体表面防指纹化涂层的特性，使得水渍或油渍无法附着于物体表面，从而可防止于物体表面留下指纹或污渍。同时，这种物体表面易于清洁，对防尘、防细菌亦有一定效果。另外，本发明不含重金属铬、不需经酸或碱液处理，从而对环境保护和人体健康有利。
[0013]【【附图说明】】
图1是现有技术的镀锌不锈钢表面防指纹涂层的示意图；
图2是本发明第一实施例防指纹涂层应用于非金属表面示意图；
图3是本发明第二实施例防指纹涂层应用于镀锌不锈钢表面的示意图。
[0014]【具体实施方法】
物体表面留下指纹，究其原因在于人们手指皮肤表面粘附带有油污、汗渍、水渍等污物，所以，使用者或操作者与物体表面接触时常留下指纹印或手指图案。本发明采用一种疏油性、疏水性涂层应用于物体表面，可从根本上解决物体表面指纹化问题，且不含有对环境有害的重金属铬、酸或碱等物质。
[0015]下面将结合附图对本发明实施例作具体说明。
[0016]请参阅图2，本发明第一实施例是将防指纹涂层23直接应用于金属基底21形成抗指纹涂层结构。非金属基底21可包括塑料、玻璃、陶瓷、聚合物等制品，这些制品常用于制造手机、计算机、数码相机、PDA、等电子产品的外壳。防指纹涂层23的厚度一般为小于1微米，优选为0.1-0.5微米。
[0017]请参阅图3，本发明第二实施例是将防指纹涂层应用于镀锌钢材基底，包括不锈钢基底31、镀锌层32及防指纹涂层33包括疏油性、疏水性纳米材料涂层以及超双疏纳米材料涂层。防指纹涂层33的厚度一般为小于1微米，优选为0.1-0.5微米。
[0018]所述疏油性、疏水性纳米材料涂层的材料包括:聚合物纳米纤维，例如以聚丙烯腈、聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇为原料的聚合物纳米纤维；有机硅纳米涂料，包括含氟娃烧、含硫娃烧或有机娃聚合物等，是以一■甲基娃氧烧、甲基氣娃烧、苯基氣娃烧等为原料制备；超疏水涂层材料，包括无氟超疏水性纳米纤维。所述超双疏纳米材料涂层是同时具有超疏水性及超疏油性的纳米材料涂层，例如超双疏阵列碳纳米管膜。
[0019]聚合物纳米纤维及有机娃纳米涂料是属于一般疏水性材料。当水与疏水性材料表面接触时，由于交界处附近水分子存在，同时受有内聚力F1及附着力F2作用，而水与疏水材料表面间接触角与F1/F2成正比。由于水分子内聚力一定，所以疏水性材料与水分子之间附着力越小，接触角越大。而材料与水之间附着力由该材料化学组成的表面能决定，其化学组成表面能越低，对水附着力越小。由于聚合物纳米纤维及有机硅纳米涂料的表面能很低，所以，该材料疏水性能较好。
[0020]超疏水性材料，是指水与其表面间接接触角大于150 °的材料。
[0021]超双疏纳米材料是一种同时具有疏水性及疏油性的纳米材料。利用由下到上、由原子到分子、主分子到聚集体的外延生长纳米化学方法，可以于特定表面上建造纳米尺寸几何形状互补的(如凸与凹相间)界面结构。由于在纳米尺寸低凹的表面可使吸附气体分于稳定存在，所以在宏观表面上相当于有一层稳定的气体薄膜，使油或水无法与材料的表面直接接触，从而使材料的表面呈现超常的双疏性。这时水滴或油滴与界面的接触角趋于最大值。
【主权项】
1.一种表面抗指纹化纳米涂层，其包括:一形成于待涂覆基底表面的疏水性纳米材料涂层、疏油性纳米材料涂层或超双疏纳米材料涂层。2.如权利要求1所述的表面抗指纹化纳米涂层，其特征在于，疏水性纳米材料涂层包括聚合物纳米纤维，有机娃纳米涂料及超疏水材料。3.如权利2所述的表面抗指纹化纳米涂层，其特征在于，该聚合物纳米纤维包括聚丙烯腈、聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇为原料的聚合物纳米纤维。4.如权利要求2所述的表面抗指纹化纳米涂层，其特征在于，该有机娃纳米涂料包括含氟硅烷、含硫硅烷或有机硅聚合物纳米材料。5.如权利2要求所述的表面抗指纹化纳米涂层，其特征在于，该超疏水材料包括无氟超疏水纳米纤维。6.如权利要求1所述的表面抗指纹化纳米涂层，其特征在于，该超双疏纳米材料涂层包括超双疏阵列碳纳米管膜。7.如权利要求1所述的表面抗指纹化纳米涂层，其特性在于，该疏水性纳米材料涂层、疏油性纳米材料涂层或超双疏纳米材料涂层的厚度为1微米以下。8.如权利要求7所述的表面抗指纹化纳米涂层，其特征在于，该疏水性纳米材料涂层、疏油性纳米材料涂层或超双疏纳米材料涂层的厚度为0.1-0.5微米。
【专利摘要】本发明提供一种表面抗指纹化纳米涂层，其包括：一形成于待涂覆基底表面的疏水性纳米材料涂层、疏油性纳米材料涂层或超双疏纳米材料涂层。其中，该疏水性纳米材料涂层包括聚合物纳米纤维，有机硅纳米涂料及超疏水性材料，优选采用超双疏纳米材料。另外，该疏水性纳米材料涂层、疏油性纳米材料涂层或超双疏纳米材料涂层的厚度为1微米以下，最好为0.1~0.5微米范围内。本发明不含重金属铬、不需经酸或碱处理，对保护环境以及人体健康有利，另外，本发明使用范围包括金属及非金属基底。
【IPC分类】C09D129/04, C09D167/00, C09D133/20, C09D5/14, C09D183/04, C09D5/16, C09D123/00
【公开号】CN105255301
【申请号】CN201510550726
【发明人】郭景康, 王键
【申请人】上海大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月1日