包含具有低摩擦系數(shù)表面的聚合物的制品和其制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本專利申請要求提交于2013年3月25日的日本專利申請JP2013-062559的優(yōu)先 權(quán)，其公開內(nèi)容全文以引用方式并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開涉及一種制品，該制品包含聚合物，該聚合物的表面具有優(yōu)異的耐熱性、耐 候性等并且具有低摩擦系數(shù)；以及這種制品的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 近年來，發(fā)光二極管（LED)和相關(guān)產(chǎn)品已被使用在各種類型的應(yīng)用中而不僅是常 規(guī)光源。一種這樣的應(yīng)用為利用發(fā)光二極管的廣告顯示器。在部分廣告顯示器中，用于增 加視覺識別的透射型漫射面板被附接到廣告顯示器的最外表面。
[0005] 作為用于透射型漫射面板的材料的示例，專利文件1(日本未經(jīng)審查的專利申請 公布號2007-112935)提到"一種光漫射樹脂組合物，該樹脂組合物包含從99重量％至 99. 999重量％的環(huán)烯烴樹脂（A)、從0.001重量％至1重量％的中空粒子（B)(其中（A) + (B) =100重量％);前述環(huán)烯烴樹脂（A)的折射率nA與前述中空粒子（B)的折射率nB之間的 差的絕對值InB-nAl大于或等于0.04,并且前述中空粒子（B)的平均粒徑大于或等于2.0 微米（y m) "。
[0006] 通過將有機(jī)硅樹脂用作具有諸如耐熱性、耐候性、防水性等特性的透射型漫射面 板的基質(zhì)，制造耐LED產(chǎn)生的熱量的且尤其適合戶外應(yīng)用的透射型漫射面板被認(rèn)為是可能 的。然而，由于有機(jī)硅樹脂的表面不具有足夠低的摩擦系數(shù)，粉塵可能附著至表面或者去除 粉塵可能是困難的。
[0007] -種聚合物絕緣體被引用以與透射型漫射面板相同的方式作為戶外使用應(yīng)用。一 種聚合物絕緣體由FRP核、附接至FRP核的兩邊緣的金屬配件以及用于覆蓋FRP核外周邊 的傘形夾套材料構(gòu)造而成。具有優(yōu)異的絕緣能力、耐熱性、耐候性等的有機(jī)硅橡膠主要用作 夾套材料。
[0008] 例如，專利文件2 (日本未經(jīng)審查的專利申請公布2007-180044)提到"一種用于 通過在由熱塑性樹脂形成的核的外周邊上涂布有機(jī)硅橡膠組合物并且接著固化組件來改 善模制為絕緣體或襯套形狀的聚合物絕緣體的高壓電絕緣特征的方法；該方法使用一種用 于高壓電絕緣體的有機(jī)硅橡膠組合物作為前述有機(jī)硅橡膠組合物，該有機(jī)硅橡膠組合物包 含：(a) 100重量份的有機(jī)過氧化物的固化型或加成固化型有機(jī)聚硅氧烷組合物；(b) 1至 100重量份的二氧化硅細(xì)粉；以及（c) 30至500重量份的具有小于或等于0. 01重量％的水 溶性Na離子的氫氧化鋁，其中對于30重量％的含水漿料來說pH值大于或等于6. 5且小于 或等于8. 0,并且導(dǎo)電性小于或等于50 y s/cm。"
[0009] 有機(jī)硅橡膠為防水劑，并且一旦這種防水性已經(jīng)缺失，已知通過將有機(jī)硅橡膠內(nèi) 含有的低分子量硅氧烷滲出到表面可恢復(fù)防水性。然而，粉塵等由于此類低分子量硅氧烷 的粘度而易于附著，并且由于低分子量硅氧烷的防水性，一旦粉塵附著，粉塵可能難以通過 雨和風(fēng)脫離。存在這樣的擔(dān)憂：粉塵附著在絕緣體表面可能導(dǎo)致表面電阻降低、泄漏電流增 加、局部放電和漏電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 用于戶外應(yīng)用諸如LED廣告顯示器透射型漫射面板、聚合物絕緣體等的產(chǎn)品優(yōu)選 地具有優(yōu)異的防污特性。通過降低產(chǎn)品表面的摩擦系數(shù)來預(yù)防或抑制粉塵等附著于表面被 引用為一種用于實(shí)現(xiàn)防污特性的手段。
[0011] 因此，本公開的一個(gè)目的是提供一種制品，以及提供用于這種制品的制造方法，該 制品包含聚合物，該聚合物的表面具有優(yōu)異的耐熱性、耐候性等并且具有低摩擦系數(shù)。
[0012] 根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供了一種制品，該制品包含聚合物，該聚合物具有在流 動氣體中等離子體處理過的表面，該流動氣體包含選自以下物質(zhì)中的至少一種類型的含硅 氣體：四甲基硅烷、六甲基二硅氧烷和六甲基二硅氮烷；聚合物選自有機(jī)硅和氟碳聚合物。
[0013] 根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供了一種用于制造具有低摩擦系數(shù)表面的制品的方 法；該方法包括以下步驟：在包含選自四甲基硅烷、六甲基二硅氧烷和六甲基二硅氮烷中 的至少一種類型的含硅氣體的流動氣體中等離子體處理包含選自有機(jī)硅和氟碳聚合物聚 合物的制品。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供了一種制品，該制品包含聚合物，該聚合物的表面具 有優(yōu)異的耐熱性、耐候性等并且具有低摩擦系數(shù)。由于此制品具有低摩擦系數(shù)表面，所以防 污特性優(yōu)異，并且例如可以特別有利地用于戶外應(yīng)用，諸如裝備有LED的戶外廣告顯示器、 聚合物絕緣體等。另外，根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，可以通過在進(jìn)行等離子體處理時(shí)改變電 功率密度、流動氣體的成分、流動氣體的流量比等來控制等離子體處理的制品的光學(xué)透射 特征和摩擦特征。
[0015] 應(yīng)注意上文的描述不應(yīng)視為全面揭示本發(fā)明的所有實(shí)施例或與本發(fā)明有關(guān)的所 有優(yōu)點(diǎn)。
[0016] 以下給出用于說明本發(fā)明的代表性實(shí)施例的目的的詳細(xì)解釋，但這些實(shí)施例不應(yīng) 理解為限制本發(fā)明。
[0017] 本公開的方面的制品包含聚合物，該聚合物具有在流動氣體中等離子體處理過的 表面，該流動氣體包含選自以下物質(zhì)中的至少一種類型的含硅氣體：四甲基硅烷、六甲基二 硅氧烷和六甲基二娃氮燒；聚合物選自有機(jī)娃和氟碳聚合物。另外，本公開的另一個(gè)方面的 用于制造具有低摩擦系數(shù)表面的制品的方法包括以下步驟：在包含選自四甲基硅烷、六甲 基二硅氧烷和六甲基二硅氮烷中的至少一種類型的含硅氣體的流動氣體中等離子體處理 包含選自有機(jī)硅和氟碳聚合物的聚合物的制品。
[0018] 本公開的制品中所包含的聚合物限定了制品表面的至少一部分，并且此聚合物在 室溫下一般為固體或半固體。聚合物可能具有各種形狀，如膜、片、桿、纖維、布、涂層、模塑 制品等。此形狀可能為制品本身的形狀或可能為結(jié)合到制品的一部分中的形狀。本公開的 等離子體處理過的制品可以用于目標(biāo)在于該制品與其它部件的組裝的應(yīng)用。
[0019] 作為選自有機(jī)硅和氟碳聚合物的聚合物，可以使用具有不同特性類型的聚合物， 諸如熱塑性樹脂、熱固性樹脂、凝膠等。盡管彈性體由于彈性體的粘彈性而具有相對高的摩 擦系數(shù)，但通過根據(jù)本公開在包含含硅氣體的流動氣體中等離子體處理彈性體，可以顯著 降低摩擦系數(shù)，并且因此可以在某些實(shí)施例中有利地使用為彈性體的聚合物?？梢蕴砑尤?何任選組分到聚合物中，例如填料諸如二氧化硅、碳、氫氧化鈣、氧化鎂等，抗氧化劑、紫外 線輻射吸收劑、阻燃劑等。
[0020] 可使用不同類型的有機(jī)硅，諸如有機(jī)硅油、有機(jī)硅橡膠、有機(jī)硅凝膠等，有機(jī)硅可 以為縮合型的、加成型的、交聯(lián)型的或類似的有機(jī)硅。例如，硅油可以用作用于另一個(gè)部件 的至少一部分的固化涂層。有機(jī)硅橡膠和有機(jī)硅凝膠可以不經(jīng)改性或在固化后進(jìn)行等離子 體處理。在非固化的或半固化的有機(jī)硅橡膠等的等離子體處理后，有機(jī)硅橡膠等可以進(jìn)一 步固化。有機(jī)硅可以選自在聚硅氧烷的末端和/或側(cè)鏈處具有氫原子、甲基基團(tuán)、苯基基團(tuán) 或它們的組合的有機(jī)硅?？梢允褂迷谟袡C(jī)硅末端和/或側(cè)鏈處具有官能團(tuán)的改性有機(jī)硅， 該官能團(tuán)選自：氨基基團(tuán)、環(huán)氧基基團(tuán)、烷氧基基團(tuán)、羥基基團(tuán)、巰基基團(tuán)、羧基基團(tuán)、聚醚基 團(tuán)、芳烷基基團(tuán)等。
[0021] 氟碳聚合物例示為至少一種類型的氟碳聚合物、共聚物、三元共聚物和包含這些 化合物的交聯(lián)產(chǎn)物的材料，并且主要由至少一種類型的氟化單體諸如四氟乙烯（TFE)、氟乙 烯、偏二氟乙烯（VDF)、六氟丙烯（HFP)、五氟丙烯、三氟乙烯、氯三氟乙烯（CTFE)、全氟甲基 乙烯基醚（PMVE)、全氟丙基乙烯基醚（PPVE)等構(gòu)成。氟碳聚合物可以包含衍生自無氟單 體諸如乙烯、丙烯、丁烯等的聚合單元。在某些實(shí)施例中，具有優(yōu)異的模制性能的偏二氟乙 烯-四氟乙烯-六氟丙烯三元共聚物和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物可有利地用作氟碳聚 合物。
[0022] 在某些實(shí)施例中，含氟彈性體共聚物和三元共聚物可有利地用作氟碳聚合物。此 類含氟彈性體共聚物和三元共聚物例示為偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-四 氟乙烯-六氟丙烯三元共聚物等。在3M公司生產(chǎn)的泰良（Dyneon)(注冊商標(biāo)）產(chǎn)品中， FE 5522X、FE 5730、FE 5830Q、FE 5840Q、FLS 2530、FLS 2650、FP0 3740、FP0 3741、FT 2320、FT 2350、FT 24