用于減少顆粒的涂層和方法

專利名稱：用于減少顆粒的涂層和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高純度設(shè)備，如磁性硬盤驅(qū)動器，更具體地，涉及用于減少這些設(shè)備中 的顆粒的涂層。
背景技術(shù)：
在磁盤驅(qū)動器和其它高純度應(yīng)用中，顆粒污染能夠引起大量的失效機(jī)制。在這些 應(yīng)用中，高度期望在制備中和涂敷期間減少顆粒存在。磁盤驅(qū)動器通常包含多個(gè)精確尺寸 的操作部件，如墊片、硬盤夾具、e-滑塊、蓋板、基板、致動器、音圈、音圈板等。這些元件全 部可能是潛在的顆粒源。在驅(qū)動器運(yùn)行期間，磁頭通常以大約100A的間隙掠過介質(zhì)。這個(gè) 間隙隨著面密度的增加而減小，使得減少和防止顆粒產(chǎn)生總是更加重要。磁頭磁盤界面上 的顆粒能夠引起熱粗糙、飛高寫入和磁頭碰撞；這些中的任何一個(gè)對磁盤驅(qū)動器的性能都 是不利的。美國專利公開No. 2003/0223154 (Yao)公開了通過用涂層的封裝來防止 顆粒產(chǎn)生，所述涂層“由柔軟堅(jiān)韌的材料，例如金、鉬、環(huán)氧樹脂等制備”。美國專 利公開No. 2002/0093766 (Wachtler)公開了使用背膠熱收縮保形薄膜防止顆粒產(chǎn) 生。美國專利No.6，671，132(Crane等人)公開了使用金屬或聚合物涂層。美國專利 No. 7，035, 055 (Kikkawa等人)公開了使用樹脂涂層。美國專利No. 6，903, 861 (Huha 等人)公開了使用某些聚合物涂層作為封殼以用于微致動器元件。PCT公開 No. W02006/074079 (Kehren等人)公開了使用包含反應(yīng)性側(cè)基的含氟聚合物作為抑制顆粒 的涂層。硬盤驅(qū)動器組件中的顆粒能夠?qū)е履Σ梁途植窟^熱點(diǎn)，也能夠?qū)е掠脖P驅(qū)動器的 失效以及通過它進(jìn)行磁性編碼的數(shù)據(jù)的丟失。這個(gè)問題的解決方法之一是在硬盤驅(qū)動器蓋 上使用電鍍鎳作為抑制顆粒的涂層。然而，鎳的價(jià)格在約2001至約2006之間增至三倍。另 夕卜，電鍍硬盤驅(qū)動器蓋的要求導(dǎo)致組裝中產(chǎn)生比硬盤驅(qū)動器組件上的低表面能涂層的涂覆 和固化更多的步驟。電鍍過程中需要使用有潛在危害的材料，且顆粒從這些帶涂層的部件 上脫落是非常困難的，即，很容易對介質(zhì)和讀/寫磁頭引起嚴(yán)重破壞的鎳顆粒。E-涂層或電泳沉積涂層也用作顆粒抑制涂層，但是可能難于得到均勻的涂層(需 要一些后涂層加工)。另外，遇到了與未固化單體或吸收進(jìn)涂層而后釋氣進(jìn)入驅(qū)動器的碳?xì)?化合物相關(guān)的滲氣。

發(fā)明內(nèi)容
存在對更便宜、更方便地施用、顆粒減少的高性能涂層的需求。本發(fā)明提供了用于抑制具有氧化物表面的基板例如金屬如鋁、銅、不銹鋼等、塑料、玻璃、陶瓷、硅等上的顆粒 的改善的涂層。可使用簡單的技術(shù)(例如，浸涂和熱固化)施用所提供的涂層，該涂層呈現(xiàn) 熱穩(wěn)定性，可以在復(fù)雜的基底表面狀況上形成大致均勻的薄層(例如，約0. 1至約5. 0微 米)。該涂層是清潔的(即，低滲氣、低分離離子)，該涂層對通常的清潔過程(如使用或不 使用超聲處理的水性和溶劑型清潔溶液)有抵抗力，該涂層是環(huán)境友好的(即，與溶劑如離 析的氫氟醚(segregated hydrofluoroethers) 一起遞送)，該涂層具有良好的安全性以及 與鎳涂層目前的工業(yè)方法相比提供優(yōu)越的成本與效益性能。提供的涂層也可以提供腐蝕保 護(hù)。 提供的涂層包含具有反應(yīng)性側(cè)基以及優(yōu)越的錨定基板表面以抑制顆粒從基板表 面脫落的能力的高分子薄涂層，所述反應(yīng)性側(cè)基具有交聯(lián)官能團(tuán)。這些顆?？赡軄碜曰?材料或由加工和/或不完全清潔遺留下來的材料。本質(zhì)上，這種涂層在基板的表面上形成 網(wǎng)狀物固定顆粒，否則該顆粒能夠從基板上脫落。在一個(gè)方面，本發(fā)明提供在所述基板的至少一部分上包含涂層的基板，其中所述 涂層包含氟化丙烯酸酯無規(guī)共聚物，其具有如下通式XAwBxCyDzT其中，X為引發(fā)劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價(jià)含氟丙烯酸酯單體的單 元，B表示衍生自一種或多種具有官能團(tuán)的二價(jià)丙烯酸酯單體的單元，C表示衍生自一種或 多種具有烴基團(tuán)的非氟化二價(jià)丙烯酸酯單體的單元，D表示衍生自一種或多種固化劑的單 元，T表示官能性端基或者以上定義的X，w為1至約200的整數(shù)，χ為1至約300的整數(shù)，y 為1至約100的整數(shù)，和ζ為0至約30的整數(shù)，以及其中，C選自由其均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于或等于20°C的單體組成的組。在另一方面，本發(fā)明提供了減少顆粒污染的方法，該方法包括提供硬盤驅(qū)動器組 件、MEMS器件、用于電子器件的處理設(shè)備或印刷電路板組件中的至少一種以及在硬盤驅(qū)動 器組件、MEMS器件、用于電子器件的處理設(shè)備或印刷電路板組件中的至少一種的組件的至 少一部分上施加涂層，其中該涂層包含氟化丙烯酸酯無規(guī)共聚物，其具有如下通式XAaBbCcDdTe其中，X為引發(fā)劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價(jià)含氟丙烯酸酯單體 的單元，B表示衍生自一種或多種具有官能團(tuán)的二價(jià)丙烯酸酯單體的單元，C表示衍生 自一種或多種具有烴基團(tuán)的非氟化二價(jià)丙烯酸酯單體的單元，D表示衍生自一種或多種 固化劑的單元，T表示官能性端基或者以上定義的X，a+b+c+d+e = 1,0. 20 ^ a ^ 0. 90， 0· 05 彡 b 彡 0· 25,0. 05 彡 c 彡 0. 65,0. 0005 彡 d 彡 0. 03 以及 0. 0025 彡 e 彡 0. 20，其中， a、b、c、d和e分別為A、B、C、D和T的重量百分比，以及其中C選自由其均聚物的玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度小于或等于20°C的單體組成的組。在發(fā)明內(nèi)容中，所提供的基板、涂層和方法包含特定含氟化合物單體和烴類單體 的反應(yīng)產(chǎn)物，其中涂層至少部分在基板上就地固化。當(dāng)至少部分就地固化時(shí)，這種涂層作為 基板上的減少顆粒的涂層可以提供出人意料的良好性能。已經(jīng)驚奇的發(fā)現(xiàn)將烴鏈段引入到 共聚物的主鏈中改善了所討論的涂層的抑制顆粒性能并且增加了所產(chǎn)生的涂層對清潔過 程尤其是電子部件中所用的這些過程如超聲清潔過程的抵抗力。所提供的涂層提供了很多 優(yōu)勢和所得的表現(xiàn)出低表面能的涂層，這些優(yōu)勢包括但不限于很容易在復(fù)雜的表面上得到薄且均勻的涂層、良好的安全性以及環(huán)保性能。所提供的涂層提供成本相對較低的抑制顆 粒的涂層，提供改善的耐清潔性、改善的抑制顆粒性能。也觀察到改善的處理和耐磨性 如本文中所用，“丙烯酸酯”也可以理解為“甲基丙烯酸酯”，以及“側(cè)基”是指端基和側(cè)基。術(shù)語表如本文所用，以下縮寫具有指定的含義· A174為甲基丙烯酸3-三甲氧基硅烷丙基酯；· AA為丙烯酸；· BA為丙烯酸丁酯；· BuMA為甲基丙烯酸丁酯；· EHA為丙烯酸2-乙基己酯；· FBSEA is 為 C4F9S02N(CH3)CH2CH20C(0)CH = CH2 其可以通過 PCT 專禾Ij 申請 No. WOO 1/30873A (Savu等人)的實(shí)施例2A和2B的方法制備；· FBSEMA 為 is C4F9SO2N(CH3) CH2CH2OC (0) C (CH3) = CH2 其可以通過 PCT 專利申請 No. W001/30873A的實(shí)施例2A和2B的方法制備；· HFE為氫氟醚；· HFPOMA為六氟環(huán)氧丙烷甲基丙烯酸酯，其可以通過美國專利 No. 6，995，222 (Buckanin等人)的制備實(shí)施例3的方法制備；· IOA為丙烯酸異辛酯；· MMA為甲基丙烯酸甲酯；· MPTS為3-巰丙基三甲氧基硅烷；以及· PFPHMA 為七氟丁基甲基丙烯酸酯(即 CF3CF2CF2CH2OC(0) C(CH3) = CH2)其可以 通過PCT專利申請No. W002/16517 (Savu等人)15頁8_29行描述的方法制備。以上內(nèi)容并非意圖描述本發(fā)明每種實(shí)施方式的每個(gè)公開實(shí)施方案。以下


和具體實(shí)施方式
更具體地舉例說明示例性實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式以下說明中，應(yīng)當(dāng)理解，其它實(shí)施方案是可以預(yù)期的并且可以在不脫離本發(fā)明的 范圍或精神的情況下完成。因此，以下具體實(shí)施方式
并非意圖進(jìn)行限制。除非另外指明，否則在所有情況下，說明書和權(quán)利要求書中用來表述特征尺寸、數(shù) 量和物理特性的所有數(shù)字均應(yīng)理解為由術(shù)語“約”來修飾。因此，除非有相反的指示，否則 上述說明書和所附權(quán)利要求書中提出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，并且根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員 利用本文所公開的教導(dǎo)內(nèi)容獲得的所需特性，這些近似值可有所不同。由端點(diǎn)表述的數(shù)值 范圍包括該范圍內(nèi)所包含的所有數(shù)值(例如，1至5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4、和5)以 及在此范圍內(nèi)的任何范圍。一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)明的涂層包含通式如下的氟化丙烯酸酯共聚物化合物XAsBmi其中X表示引發(fā)劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價(jià)含氟丙烯酸酯單體的 單元，B表示衍生自一種或多種具有官能團(tuán)的二價(jià)丙烯酸酯單體的單元，C表示衍生自一種或多種具有烴基團(tuán)的非氟化二價(jià)丙烯酸酯單體的單元(優(yōu)選BA)，D表示衍生自一種或多種 固化劑如酸性丙烯酸酯(優(yōu)選丙烯酸)的單元，T表示官能性端基或者以上定義的X。固化 劑D可以在共聚物中存在或者可以作為外部催化劑提供。共聚物可以是無規(guī)的，即盡管理 解一些局部部分可能具有更多嵌段共聚物結(jié)構(gòu)，但A、B、C和D鏈段的順序?yàn)闊o規(guī)的。共聚 物的數(shù)均分子量為約500至約50，000，優(yōu)選約1000至約10，000。
w、χ、y和ζ的數(shù)值如下w是1至約200的整數(shù)，χ是1至約300的整數(shù)，y是1 至約100的整數(shù)，以及Z是0至約30的整數(shù)，其中Z (X+1)的比值為0至小于約0.3。 (w+y) χ的比值大于約1且小于約20，優(yōu)選大于約2且小于約8。y w的比值通常為0 至小于7，優(yōu)選大于約0.2且小于約1.5。這個(gè)比值也受所得共聚物的溶解度限制。如果該 比值太高，所得共聚物將不能充分溶于HFE中使得這樣的實(shí)施方案更加難于使用。助溶劑 可以幫助擴(kuò)大這個(gè)比值。在相對較高的比值下，所得的涂層可能具有增加趨勢的吸收和后 逸出，如滲氣、有機(jī)污染物。A可以衍生自氟化丙烯酸單體，優(yōu)選FBSEA、PFPHMA和HFP0MA。如果需要，可以使 用其它合適的氟化單體來代替本文列出的優(yōu)選材料，或者額外使用其它合適的氟化單體。 在一些實(shí)施方案中，A為衍生自具有下式的單體的單元，RfQOC ( = 0) C (R) = CH2其中Rf為具有1至30個(gè)碳原子的全氟烷基或全氟聚醚基團(tuán)，Q為選自-(CH2) n-、-(CH2)n-S02N(R')-和-(CH2)nN(R〃 )C( = 0)-的二價(jià)連接基團(tuán)，其中 R'為 _CnH(2n+1)， η為1至6的整數(shù)，并且R"為氫或CH3。B可以衍生自官能化的二價(jià)丙烯酸酯單體，如含硅烷的丙烯酸丙酯或丙烯酸乙酯、 環(huán)氧丙烯酸酯或二價(jià)聚氨酯丙烯酸酯。A的優(yōu)選實(shí)施例為A174。B可以起到提供聚合物之 間的交聯(lián)以及與基板的結(jié)合的作用。烴鏈段，即以上化學(xué)式中的C，給所得的共聚物賦予了改善的柔軟性使所得的抑制 顆粒的涂層更耐熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。C鏈段可以衍生自單體，該單體優(yōu)選其均聚物具有低 Tg,即T小于或等于約20°C的那些。適于用作適用于本發(fā)明中的C鏈段的單體的示例性實(shí) 例包括丙烯酸甲酯(CH2 = CHCOOCH3, Tg = 9 至 to 15°C )，丙烯酸丁酯(CH2 = CHCOOC4H9， Tg = _54°C如 4th Edition Polymer Handbook, L. Ε. Nielsen, Mechanical Properties of Polymers, Reinhold, New York, 1962 中報(bào)道)，丙烯酸異辛酯(Tg = -45°C如 4th Edition Polymer Handbook，A. R. Monahan，J. Polym. Sci. A_l，4，2381 (1966)中報(bào)道)和丙烯酸乙基 己酉旨(Tg = -50°C如 4th Edition Polymer Handbook, A. R. Monahan, J. Polym. Sci. A-1,4, 2381(1966)中報(bào)道)以及甲基丙烯酸丁酯(Tg = 20°C如 Encyclopedia Polymer Science and Technology，第 3 卷，第 251 頁，John Wiley and Sons Publishers 中報(bào)道)。C 鏈段 優(yōu)選不含反應(yīng)性基團(tuán)。C鏈段也優(yōu)選在氟烴溶劑中具有有效溶解度，該氟烴溶劑用于交聯(lián)前 無規(guī)丙烯酸共聚物的制備過程中。通常，為了此目的優(yōu)選HFE，因?yàn)樗鼈兊氖褂锰峁┒鄠€(gè)加 工優(yōu)勢和環(huán)境優(yōu)勢，甚至在復(fù)雜的表面上都能形成薄且均勻的涂層。如果需要，可以使用氟 烴溶劑和有機(jī)溶劑(即乙酸乙酯、IPA等)的共混物來擴(kuò)大可以使用的C單體鏈段的范圍。為了改善固化性能，聚合物前體組合物可以任選地包括一種或多種固化劑，即配 方中的D。示例性實(shí)例包括酸性丙烯酸酯，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基丙基酯、羧 酸和磺酸如2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。根據(jù)需要，固化劑可以是氟化的或者不是。通常優(yōu)選使用固化劑；因?yàn)閷⑺鼡饺氲椒磻?yīng)產(chǎn)物中后，通常沒有滲氣。當(dāng)D為0時(shí)，根據(jù)需要，通過添加有效量的合適催化劑可以提高涂層材料的固化速 率，該催化劑取決于反應(yīng)性基團(tuán)的選擇、基板參數(shù)、所需加工條件等。例如，對于使用全氟聚 醚硅烷制備的涂層，可以使用這樣的試劑，如得自DuPont的KRYTOX 157 FSL全氟聚烷基醚羧酸。T可以是官能化端基，如硅烷。T可以衍生自鏈轉(zhuǎn)移劑。A優(yōu)選試劑為MPTS。通常使用自由基引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)或齊聚反應(yīng)?？梢允褂猛ǔＲ阎淖杂苫?引發(fā)劑且其實(shí)例包括偶氮化合物如偶氮雙異丁腈(AIBN)、偶氮-2-氰基戊酸等等，氫過氧 化物如異丙基苯、叔丁基和叔戊基氫過氧化物，二烷基過氧化物如二叔丁基和二異丙苯過 氧化物，過氧化酯如過辛酸叔丁酯、過苯甲酸叔丁酯和二叔丁過氧基鄰苯二甲酸酯，二?；?過氧化物如過氧化苯甲酰和過氧化月桂酰。另外，預(yù)期也可以使用在接觸光化輻射之后能 夠產(chǎn)生自由基或酸和基團(tuán)物質(zhì)的化合物引發(fā)聚合反應(yīng)。這種物種的實(shí)例包括得自Ciba的 IRGACURE 651 禾口 DAR0CUR 1173。優(yōu)選地，選擇能夠通過共價(jià)鍵將涂層錨定到基板表面的基板和涂層。分子上的反 應(yīng)性側(cè)基即硅烷基團(tuán)可以有助于所需的粘結(jié)性能。另外，盡管我們不希望受到這一理論的 約束，但相信由于硅烷基團(tuán)與位于基板上的鍵反應(yīng)，該涂層可提供優(yōu)越的腐蝕保護(hù)，否則該 鍵易受腐蝕反應(yīng)的影響。涂層的厚度可以大約或大體小于基板上留下的顆粒的尺寸，例如相對于約0. 1至 大于5微米范圍內(nèi)的平均顆粒尺寸，涂層厚度在約0. 01至約1. 0微米的范圍內(nèi)。在水的存 在下，烷氧基可以與B和/或T單元的官能團(tuán)反應(yīng)從而，在聚合物上形成硅烷醇基團(tuán)。該硅 烷醇基團(tuán)可以與其它硅烷醇基團(tuán)反應(yīng)，由此交聯(lián)該聚合物，并且就氧化表面(如鋁、銅、硅、 陶瓷材料等)而言，將該聚合物共價(jià)鍵合至所述表面上。根據(jù)本發(fā)明的涂層基板的示例性方法如下所示a)在合適的溶劑如氫氟醚中混合上述前體材料，即引發(fā)劑、丙烯酸酯、固化劑(如 果有的話)等并且使前體材料發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生包含無規(guī)共聚物的涂層組合物；b)將該涂層組合物涂覆至基板的所需部分上(可以用任何合適的涂覆技術(shù))；c)蒸發(fā)溶劑以使無規(guī)共聚物留在基板上(HFE溶劑的優(yōu)勢為它們將很快地蒸 發(fā))；d)升高溫度，如至約100°C至約150°C，以引起涂層交聯(lián)并建立與基板的粘附。在一些應(yīng)用中，優(yōu)選使用兩階段固化方法。這種情況下，將步驟d)分為兩個(gè)步驟。 第一個(gè)步驟中，將涂覆的基板固化使得該涂層無粘著力，但是保留反應(yīng)性側(cè)基。然后可以 通過額外的處理操作被涂覆的基板。這可以包括添加帶材、標(biāo)簽、環(huán)氧樹脂或“點(diǎn)膠工藝襯 墊”。在第二個(gè)步驟中，將涂覆的基板完全固化。這兩個(gè)階段的固化可以改善帶材、標(biāo)簽、環(huán) 氧樹脂和“點(diǎn)膠工藝襯墊”的粘合力。每一個(gè)步驟的固化優(yōu)選在升高的溫度下進(jìn)行。另外 還觀察到，如果該涂層在相對較低的溫度下加熱固化較長時(shí)間與如果在較高溫度下加熱固 化較短時(shí)間相比較，如在約120°C而不是約150°C下，通常獲得更優(yōu)的結(jié)果。通過剛好在粘 接前涂搽含氟化合物溶劑可以改善本發(fā)明的涂層對制品的后續(xù)粘合力。在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供減少顆粒污染的方法，該方法包括 提供硬盤驅(qū)動器組 件、MEMS器件、用于電子器件的處理設(shè)備或印刷電路板組件中的至少一種；并且在硬盤驅(qū)動器組件、MEMS器件、用于電子器件的處理設(shè)備或印刷電路板組件中的至少一種的組件的 至少一部分上施加涂層，其中該涂層包含具有如下通式的氟化丙烯酸酯無規(guī)共聚物XAaBbCcDdTe
其中，X為引發(fā)劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價(jià)含氟丙烯酸酯單體 的單元，B表示衍生自一種或多種具有官能團(tuán)的二價(jià)丙烯酸酯單體的單元，C表示衍生 自一種或多種具有烴基團(tuán)的非氟化二價(jià)丙烯酸酯單體的單元，D表示衍生自一種或多種 固化劑的單元，T表示官能性端基或者以上定義的X，a+b+c+d+e = 1,0. 20 ^ a ^ 0. 90， 0· 05 彡 b 彡 0· 25，0· 05 彡 c 彡 0· 65，0. 0005 彡 d 彡 0. 03 并且 0. 0025 彡 e 彡 0. 20，，其中， a、b、c、d和e分別為A、B、C、D和T的重量百分比，并且其中C選自由其均聚物的玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度小于或等于20°C的單體組成的組。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，0. 40 < a < 0. 80并 且 0. 05 彡 c 彡 0. 25。可以在各種高純度應(yīng)用中如硬盤驅(qū)動器組件中使用所提供的涂層，該硬盤驅(qū)動器 組件包括這些元件如墊片、硬盤夾、e-滑塊、蓋板、基板、微致動器、滑塊、音圈、音圈板等。在 完成的硬盤驅(qū)動器系統(tǒng)中，這些元件全部為潛在的顆粒源。對于MEMS(微電機(jī)械系統(tǒng))、高 純度處理(涂層處理設(shè)備以減少潛在的污染)和半導(dǎo)體處理應(yīng)用如印刷電路板組件上的表 面安裝元件，可以使用本發(fā)明的涂層減少顆粒脫落。另外，已觀察到本發(fā)明的涂層賦予涂覆 它們的基板防污和易清潔性能。通過以下實(shí)施例進(jìn)一步說明了本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，但是不應(yīng)將這些實(shí)施例中敘 述的具體材料及其用量、以及其他條件和細(xì)節(jié)解釋為對本發(fā)明的不當(dāng)限定。實(shí)施例測試基板購自 M. Vincent & Associates of Minneapolis, Minnesota 白勺 Ig (A15052 H32)板和不銹鋼(SS304)板。并且切割成尺寸為51mmX 25mmX 1. 6mm的鋁板和 51mmX25mmX0. 4mm的不銹鋼板的測試樣塊。清潔方法1 施加涂層之前，用異丙醇(得自EMD Chemicals of Gibbstown, New Jersey, part number PX1835P-4)和 VWR SPEC-WIPE 7Wipers (得自 VWR International, LLC of West Chester, Pennsylvania)通過擦拭清洗清潔該基板。清潔方法2 涂層之前,通過蒸汽脫脂分兩個(gè)階段清潔基板。第一個(gè)階段中，使用 兩C槽蒸汽脫脂機(jī)，型號 1012，得自 Ultra-Kool，Inc. of Gilbertsville，Pennsylvania 與 3M Novec HFE-72DA(得自 3M Co. of St. Paul, MN)清潔，使用以下參數(shù)30秒初始蒸汽沖洗；在沖洗貯槽中用40KHz超聲波處理300秒，以及30秒最終蒸汽沖洗。在第二個(gè)階段中，使用兩貯槽蒸汽脫脂機(jī)，型號LAB-KLEEN 612脫脂系統(tǒng)，得自 Unique Equipment Corporation of Montrose, California 與 89% (重量份)3M NOVEC 7300 工程流體(得自 3M Co. of St. Paul, MN)和 11% DOffANOL PM 丙二醇甲醚(得自 Dow Chemical Company of Midland, Michigan)的共沸物清潔，使用以下參數(shù)30秒初始蒸汽沖洗；在清洗貯槽中用40KHz超聲波處理300秒，以及30最終蒸汽清洗。
涂覆方法通過浸涂將該涂層涂覆到基板上。固化百分比的測丨定所使用的溶劑提取測試方法確定涂層是否交聯(lián)并且粘合到基 板上。涂覆之前，記錄該基板的質(zhì)量(Mbc)。另外記錄涂覆和固化后該基板的質(zhì)量(Ma。。然 后將該基板在3M NOVEC 7100工程流體(甲氧基-全氟丁烷(C4F9OCH3)，得自3M Company of Saint Paul，Minnesota)沉浸兩分鐘。這段時(shí)間期間，將該基板在溶液中輕輕地渦旋。 然后記錄溶劑提取后該基板的質(zhì)量(Mse)。然后通過以下計(jì)算方法確定固化的程度
固化百分比=[(Mse-Mbc)/(Mac-Mbc)]*100通常為了重復(fù)性，在三個(gè)基板片上進(jìn)行這個(gè)測試。提取顆粒的方法使用液體粒子計(jì)數(shù)器(LPC)提取方法測定基板脫落顆粒的趨 勢。所使用的測試方法基于IDEMA微污染標(biāo)準(zhǔn)M9-98。所有的測試發(fā)生在具有100級環(huán)境的清潔罩中。整個(gè)測試所使用的水為 18. 2ΜΩ (iJ用 導(dǎo)自 Barnstead International of Dubuque, Iowa, part number D11901 白勺 NANOpure DIAMOND分析超純水系統(tǒng)提供)并且使用EMFLON II，0. 2微米絕對過濾器(得自 Pall Corporation of East Hills, New York, part number DFA4001V002PV)過濾。測試設(shè)備由固定在超聲波裕槽(得自Crest Ultrasonics Corporation of Trenton, New Jersey, part number 6HT-1014-6T)中的 600mL 的燒杯(得自 VffR International, LLC of West Chester, Pennsylvania)組成。由發(fā)生器(得自 Crest Ultrasonics Corporation of Trenton, New Jersey, part number 6HT-1014-6W)向槽中 提供超聲波。將測試基板用28gauge可軟焊聚氨酯定子線(得自麗S Wire Industries of Westlake Village, California, part number 28 SPN-155 RED)懸掛在燒杯中，使得線 和基板都不接觸燒杯。用8103注射器進(jìn)樣系統(tǒng)(得自Hach Ultra Analytics of Grants Pass, Oregon)測定水中顆粒的含量。對于該測試，用500mL水填充該燒杯。在40瓦特每加侖下，該燒杯和液體中的定子 線一起經(jīng)受30秒的68kHz超聲波處理。通過兩次采用IOmL樣品測定液體中顆粒的含量。 這些結(jié)果的平均值作為空白。然后將將測試的基板完全進(jìn)浸入燒杯的水中并經(jīng)受上述相同 的超聲波條件。然后再用與上面相同的方法測試液體中顆粒的含量。該基板的每單位表面 積所產(chǎn)生的顆粒數(shù)計(jì)算如下顆粒數(shù)=[(測試樣品顆粒數(shù)-空白顆粒數(shù))*500mL]/[基板表面積]每個(gè)基板片重復(fù)以上步驟三次。以下出現(xiàn)的結(jié)果是針對第三次提取的。實(shí)施例1向裝有攪拌器的燒瓶中加入25g HFPOMA, IOg BA (得自Aldrich Chemical Company of Milwaukee, Wisconsin),IOg A174(得自 United Chemical Technologies of Bristol, New Jersey),5g MPTS(得 自 United Chemical Technologies, Inc.)以 及250g的3M NOVEC 7200工程流體(甲氧基-全氟丁烷(C4F9OC2H5)得自3M Company, St. Paul, Minnesota)來制備共聚物。)將溶液用氮?dú)鈨艋?分鐘。然后，向燒瓶中加入 IgLUPEROX 26M50引發(fā)劑(過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯，50%固體，得自Arkema，Inc. of Philadelphia,Pennsylvania)。在氮?dú)庀聰嚢柙撊芤翰⑶壹訜嶂?5°C保持18小時(shí)。用3M NOVEC 7200工程流體稀釋該溶液至10%的聚合物。通過添加KRYTOX 157FSL(聚全氟烷基 醚羧酸，得自 E. I.du Pont De NemoursCompany of De印water，New Jersey)催化該聚合物溶液，其含量占聚合物的2%，即整體溶液的約0. 2% 通過清潔方法1清潔A15052 H32測試樣塊。然后用上述方法在2. 54毫米/秒(6 英寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液涂覆這些樣塊。采用兩個(gè)步驟的固化，在85°C下 第一步固化進(jìn)行1小時(shí)并且在150°C下第二步固化進(jìn)行1小時(shí)。溶劑提取測試顯示在鋁樣 塊上涂層95%固化。表1顯示這些涂層的LPC提取結(jié)果。實(shí)施例2向裝有攪拌器的燒瓶中加入30g HFPOMA, 5g ΒΑ, IOg Α174，5gMPTS以及250g 3M NOVEC 7200工程流體來制備共聚物。將該溶液用氮?dú)鈨艋?分鐘。然后，向燒瓶中加入Ig LUPEROX 26M50引發(fā)劑。在氮?dú)庀聰嚢柙撊芤翰⒓訜嶂?5°C保持18小時(shí)。用3M NOVEC 7200工程流體將該溶液稀釋至10%的聚合物。通過添KRYTOX 157FSL催化該聚合物溶液， 其含量占聚合物的2%，即整體溶液的約0. 2%。用清潔方法1清潔A15052H32測試樣塊。然后用上述方法在2. 54毫米/秒(6英 寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液涂覆這些樣塊。采用兩個(gè)步驟的固化，在85°C下第 一步固化進(jìn)行1小時(shí)并且在150°C下第二步固化進(jìn)行1小時(shí)。溶劑提取測試顯示涂層86% 固化。表1顯示這些涂層的LPC提取結(jié)果。比較實(shí)施例1向裝有攪拌器的燒瓶中加入35g HFPOMA, IOg A174，5g MPTS以及250g 3M NOVEC 7200工程流體來制備共聚物。將該溶液用氮?dú)鈨艋?分鐘。然后，向燒瓶中加入Ig LUPEROX 26M50引發(fā)劑。在氮?dú)庀聰嚢柙撊芤翰⒓訜嶂?5°C保持18小時(shí)。用3M NOVEC 7200工程 流體將該溶液稀釋至10%的聚合物。通過添加KRYTOX 157FSL催化該聚合物溶液，其含量 占聚合物的2%，即整體溶液的約0. 2%。用清潔方法1清潔Al5052 H32測試樣塊。然后用上述方法在2. 54毫米/秒(6英 寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液涂覆這些樣塊。采用兩個(gè)步驟的固化，在85°C下第 一步固化進(jìn)行1小時(shí)并且在150°C下第二步固化進(jìn)行1小時(shí)。溶劑提取測試顯示涂層100% 固化。表1顯示這些涂層的LPC提取結(jié)果。表Ig
_^fe__Al 5052 H32_
_ 顆粒數(shù)**%顆粒減少 ^
對照組 ***325,612--^仏,,---
實(shí)施例 1__12,206__96%_
實(shí)施例 2__8,864__97%_
比較實(shí)施例122,49893%
I-1---1-\*結(jié)果為5個(gè)樣品的平均值**顆粒數(shù)> 0. 3 μ每cm2基板***對照樣品為沒有涂層的鋁樣塊表1中的數(shù)據(jù)分析顯示實(shí)施例1和實(shí)施例2在顆粒抑制上相對于比較實(shí)施例1具 有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著改進(jìn)。實(shí)施例3
向裝有攪拌器的燒瓶中加入15g FBSEA, 26g ΒΑ,4. 5g A174，1. 5g MPTS，3. Og CN973J75(得自 Sartomer Company, Inc. of Exton, Pennsylvania), IOOg 3M NOVEC 7200 工程流體以及IOOg乙酸乙酯(產(chǎn)品號EX0241得自EMD Chemicals, Inc. of Gibbstown, New Jersey)來制備共聚物。將該溶液用氮?dú)鈨艋?分鐘。然后，向燒瓶中加入0. 5gVAZ0 67 (得 自DuPont)。在氮?dú)庀聰嚢柙撊芤翰⒓訜嶂?5°C保持16小時(shí)。用3M NOVEC 7200工程流 體和乙酸乙酯的50/50質(zhì)量份共混物將該溶液稀釋至10%的聚合物。通過添加KRYTOX 157 FSL催化該聚合物溶液，其含量占聚合物的3%，即整體溶液的約0. 3%。 用清潔方法2清潔Al5052 H32和SS304測試樣塊。然后用上述方法在2. 54毫米 /秒(6英寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液涂覆這些樣塊。采用兩個(gè)步驟的固化，在 85°C下第一步固化進(jìn)行1小時(shí)并且在150°C下第二步固化進(jìn)行1小時(shí)。溶液提取測試顯示 在鋁上79%固化以及在不銹鋼上88%固化。表2顯示涂層的LPC提取測試。實(shí)施例4向裝有攪拌器的燒瓶中加入12g FBSEA, 26g ΒΑ,4. 5g A174，1. 5g MPTS，6. Og CN973J75，100g 3M NOVEC 7200工程流體以及IOOg乙酸乙酯來制備共聚物。將該溶液用氮 氣凈化5分鐘。然后，向燒瓶中加入0.5g VAZO 67。在氮?dú)庀聰嚢柙撊芤翰⒓訜嶂?5°C保 持16小時(shí)。用3M NOVEC 7200工程流體和乙酸乙酯的50/50質(zhì)量份共混物將該溶液稀釋 至10%的聚合物。通過添加KRYTOX 157 FSL催化該聚合物溶液，其含量占聚合物的3%， 即整體溶液的約0.3%。用清潔方法2清潔Al5052 H32和SS304測試樣塊。然后用上述方法在2. 54毫米 /秒(6英寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液涂覆這些樣塊。采用兩個(gè)步驟的固化，在 85°C下第一步固化進(jìn)行1小時(shí)并且在150°C下第二步固化進(jìn)行1小時(shí)。溶液提取測試顯示 在鋁上78%固化以及在不銹鋼上92%固化。表2顯示這個(gè)涂層的LPC提取測試。^t 2*
權(quán)利要求
一種基板，其包含在所述基板的至少一部分上的涂層，其中所述涂層包含氟化丙烯酸酯無規(guī)共聚物，所述共聚物化學(xué)式如下所示XAwBxCyDzT其中X為引發(fā)劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價(jià)含氟丙烯酸酯單體的單元，B表示衍生自一種或多種具有官能團(tuán)的二價(jià)丙烯酸酯單體的單元，C表示衍生自一種或多種具有烴基團(tuán)的非氟化二價(jià)丙烯酸酯單體的單元，D表示衍生自一種或多種固化劑的單元，T表示官能性端基或者以上定義的X，w為1至約200的整數(shù)，x為1至約300的整數(shù)，y為1至約100的整數(shù)，和z為0至約30的整數(shù)，并且其中，C選自其均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于或等于20℃的單體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中A為衍生自選自 RfQOC ( = 0) C (R) = CH2的單體的單元，其中Rf為具有1至30個(gè)碳原子的全氟烷基或全氟聚醚基團(tuán)，Q為選自-(CH2)n-、-(CH2) H-SO2N(R')-和 _(CH2)nN(R〃)C( = 0)_ 的二價(jià)連接基團(tuán)，其中 R'為-CnH(2n+1)，η 為 1 到 6 的整數(shù)，并且R"為氫或CH3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中B為衍生自含有硅烷的丙烯酸單體的單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板，其中B為衍生自甲基丙烯酸3-三甲氧基硅烷丙基酯的 單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中C為衍生自選自丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙 烯酸異辛酯、丙烯酸2-(乙基)-己酯和氨基甲酸酯丙烯酸酯的單體的單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中D為衍生自酸性固化劑的單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板，其中所述酸性固化劑包含酸性酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中T為衍生自包含含硅烷的硫醇的單體的單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板，其中T為衍生自3-巰丙基三甲氧基硅烷的單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中所述共聚物的數(shù)均分子量(Mw)為約500至約 50，000。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中Z (X+1)的比值為0至小于約0.3。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中y w的比值為大于0且小于7。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中(w+y) χ的比值為大于1且小于20。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中所述基板為包含至少一個(gè)磁頭的硬盤驅(qū)動器組 件，所述磁頭與用于在所述硬盤上磁性儲存計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的硬盤表面聯(lián)系在一起。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中所述共聚物進(jìn)一步包含衍生自一種或多種(甲 基)丙烯酸酯功能染料的單元。
16.一種減少顆粒污染的方法，其包括提供硬盤驅(qū)動器組件、MEMS器件、用于電子器件的處理設(shè)備或印刷電路板組件中的至 少一種；并且在硬盤驅(qū)動器組件、MEMS器件、用于電子器件的處理設(shè)備或印刷電路板組件中的至少 一種的組件的至少一部分上施加涂層，其中所述涂層包含具有如下通式的氟化丙烯酸酯無規(guī)共聚物XAaBbCcDdTe其中 X為引發(fā)劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價(jià)含氟丙烯酸酯單體的單元， B表示衍生自一種或多種具有官能團(tuán)的二價(jià)丙烯酸酯單體的單元， C表示衍生自一種或多種具有烴基團(tuán)的非氟化二價(jià)丙烯酸酯單體的單元， D表示衍生自一種或多種固化劑的單元， T表示官能性端基或者以上定義的X，a+b+c+d+e = 1,0. 20 彡 a 彡 0. 90,0. 05 彡 b 彡 0. 25,0. 05 彡 c 彡 0. 65, 0. 0005 ^ d ^ 0. 03 以及 0. 0025 ^ e ^ 0. 20，其中，a、b、c、d和e分別為A、B、C、D和T的重量百分比，并且 其中C選自其均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于或等于20°C的單體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中0.40 < a < 0. 80和0. 05 < c < 0. 25。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述硬盤驅(qū)動器組件包含至少一種選自墊片、 硬盤夾、e-滑塊、蓋板、基板、微致動器、滑塊、音圈或音圈板的元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述共聚物進(jìn)一步包含衍生自一種或多種(甲 基)丙烯酸酯功能染料的單元。
全文摘要
本發(fā)明內(nèi)容涉及高純度設(shè)備，如磁性硬盤驅(qū)動器，更具體的講，涉及用于減少這些設(shè)備表面的顆粒的涂層。所提供的涂層包含具有反應(yīng)性側(cè)基以及錨定基板表面以抑制顆粒從基板表面脫落的能力的高分子薄涂層，該反應(yīng)性側(cè)基具有交聯(lián)官能團(tuán)。提供在所述基板的至少一部分上包含涂層的基板，所述涂層包含氟化丙烯酸酯無規(guī)共聚物。另外提供減少顆粒污染的方法。
文檔編號C09D133/16GK101945963SQ200880126672
公開日2011年1月12日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者帕特里西亞·M·薩武, 賈森·M·克倫 申請人:3M創(chuàng)新有限公司