用於減少顆粒的塗層和方法

2023-05-08 22:39:31

專利名稱：用於減少顆粒的塗層和方法
技術領域：
本發明涉及高純度設備，如磁性硬碟驅動器，更具體地，涉及用於減少這些設備中 的顆粒的塗層。
背景技術：
在磁碟驅動器和其它高純度應用中，顆粒汙染能夠引起大量的失效機制。在這些 應用中，高度期望在製備中和塗敷期間減少顆粒存在。磁碟驅動器通常包含多個精確尺寸 的操作部件，如墊片、硬碟夾具、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。在驅動器運行期間，磁頭通常以大約100A的間隙掠過介質。這個 間隙隨著面密度的增加而減小，使得減少和防止顆粒產生總是更加重要。磁頭磁碟界面上 的顆粒能夠引起熱粗糙、飛高寫入和磁頭碰撞；這些中的任何一個對磁碟驅動器的性能都 是不利的。美國專利公開No. 2003/0223154 (Yao)公開了通過用塗層的封裝來防止 顆粒產生，所述塗層「由柔軟堅韌的材料，例如金、鉬、環氧樹脂等製備」。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 生。美國專利No.6，671，132(Crane等人)公開了使用金屬或聚合物塗層。美國專利 No. 7，035, 055 (Kikkawa等人)公開了使用樹脂塗層。美國專利No. 6，903, 861 (Huha 等人)公開了使用某些聚合物塗層作為封殼以用於微致動器元件。PCT公開 No. W02006/074079 (Kehren等人)公開了使用包含反應性側基的含氟聚合物作為抑制顆粒 的塗層。硬碟驅動器組件中的顆粒能夠導致摩擦和局部過熱點，也能夠導致硬碟驅動器的 失效以及通過它進行磁性編碼的數據的丟失。這個問題的解決方法之一是在硬碟驅動器蓋 上使用電鍍鎳作為抑制顆粒的塗層。然而，鎳的價格在約2001至約2006之間增至三倍。另 夕卜，電鍍硬碟驅動器蓋的要求導致組裝中產生比硬碟驅動器組件上的低表面能塗層的塗覆 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，且顆粒從這些帶塗層的部件 上脫落是非常困難的，即，很容易對介質和讀/寫磁頭引起嚴重破壞的鎳顆粒。E-塗層或電泳沉積塗層也用作顆粒抑制塗層，但是可能難於得到均勻的塗層(需 要一些後塗層加工)。另外，遇到了與未固化單體或吸收進塗層而後釋氣進入驅動器的碳氫 化合物相關的滲氣。

發明內容
存在對更便宜、更方便地施用、顆粒減少的高性能塗層的需求。本發明提供了用於抑制具有氧化物表面的基板例如金屬如鋁、銅、不鏽鋼等、塑料、玻璃、陶瓷、矽等上的顆粒 的改善的塗層。可使用簡單的技術(例如，浸塗和熱固化)施用所提供的塗層，該塗層呈現 熱穩定性，可以在複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)。該塗層是清潔的(即，低滲氣、低分離離子)，該塗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，該塗層是環境友好的(即，與溶劑如離 析的氫氟醚(segregated hydrofluoroethers) 一起遞送)，該塗層具有良好的安全性以及 與鎳塗層目前的工業方法相比提供優越的成本與效益性能。提供的塗層也可以提供腐蝕保 護。 提供的塗層包含具有反應性側基以及優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塗層，所述反應性側基具有交聯官能團。這些顆粒可能來自基板 材料或由加工和/或不完全清潔遺留下來的材料。本質上，這種塗層在基板的表面上形成 網狀物固定顆粒，否則該顆粒能夠從基板上脫落。在一個方面，本發明提供在所述基板的至少一部分上包含塗層的基板，其中所述 塗層包含氟化丙烯酸酯無規共聚物，其具有如下通式XAwBxCyDzT其中，X為引發劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價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的二價丙烯酸酯單體的單元，C表示衍生自一種或 多種具有烴基團的非氟化二價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，χ為1至約300的整數，y 為1至約100的整數，和ζ為0至約30的整數，以及其中，C選自由其均聚物的玻璃化轉變溫度小於或等於20°C的單體組成的組。在另一方面，本發明提供了減少顆粒汙染的方法，該方法包括提供硬碟驅動器組 件、MEMS器件、用於電子器件的處理設備或印刷電路板組件中的至少一種以及在硬碟驅動 器組件、MEMS器件、用於電子器件的處理設備或印刷電路板組件中的至少一種的組件的至 少一部分上施加塗層，其中該塗層包含氟化丙烯酸酯無規共聚物，其具有如下通式XAaBbCcDdTe其中，X為引發劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價含氟丙烯酸酯單體 的單元，B表示衍生自一種或多種具有官能團的二價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的非氟化二價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 變溫度小於或等於20°C的單體組成的組。在發明內容中，所提供的基板、塗層和方法包含特定含氟化合物單體和烴類單體 的反應產物，其中塗層至少部分在基板上就地固化。當至少部分就地固化時，這種塗層作為 基板上的減少顆粒的塗層可以提供出人意料的良好性能。已經驚奇的發現將烴鏈段引入到 共聚物的主鏈中改善了所討論的塗層的抑制顆粒性能並且增加了所產生的塗層對清潔過 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。所提供的塗層提供了很多 優勢和所得的表現出低表面能的塗層，這些優勢包括但不限於很容易在複雜的表面上得到薄且均勻的塗層、良好的安全性以及環保性能。所提供的塗層提供成本相對較低的抑制顆 粒的塗層，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「側基」是指端基和側基。術語表如本文所用，以下縮寫具有指定的含義· A174為甲基丙烯酸3-三甲氧基矽烷丙基酯；· 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)的實施例2A和2B的方法製備；· FBSEMA 為 is C4F9SO2N(CH3) CH2CH2OC (0) C (CH3) = CH2 其可以通過 PCT 專利申請 No. W001/30873A的實施例2A和2B的方法製備；· HFE為氫氟醚；· HFPOMA為六氟環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)的製備實施例3的方法製備；· IOA為丙烯酸異辛酯；· MMA為甲基丙烯酸甲酯；· MPTS為3-巰丙基三甲氧基矽烷；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行描述的方法製備。以上內容並非意圖描述本發明每種實施方式的每個公開實施方案。以下


和具體實施方式
更具體地舉例說明示例性實施方案。
具體實施例方式以下說明中，應當理解，其它實施方案是可以預期的並且可以在不脫離本發明的 範圍或精神的情況下完成。因此，以下具體實施方式
並非意圖進行限制。除非另外指明，否則在所有情況下，說明書和權利要求書中用來表述特徵尺寸、數 量和物理特性的所有數字均應理解為由術語「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利要求書中提出的數值參數均為近似值，並且根據本領域的技術人員 利用本文所公開的教導內容獲得的所需特性，這些近似值可有所不同。由端點表述的數值 範圍包括該範圍內所包含的所有數值(例如，1至5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4、和5)以 及在此範圍內的任何範圍。一個實施方案中，發明的塗層包含通式如下的氟化丙烯酸酯共聚物化合物XAsBmi其中X表示引發劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價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的二價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的非氟化二價丙烯酸酯單體的單元(優選BA)，D表示衍生自一種或多種 固化劑如酸性丙烯酸酯(優選丙烯酸)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。共聚物可以是無規的，即儘管理 解一些局部部分可能具有更多嵌段共聚物結構，但A、B、C和D鏈段的順序為無規的。共聚 物的數均分子量為約500至約50，000，優選約1000至約10，000。
w、χ、y和ζ的數值如下w是1至約200的整數，χ是1至約300的整數，y是1 至約100的整數，以及Z是0至約30的整數，其中Z (X+1)的比值為0至小於約0.3。 (w+y) χ的比值大於約1且小於約20，優選大於約2且小於約8。y w的比值通常為0 至小於7，優選大於約0.2且小於約1.5。這個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於HFE中使得這樣的實施方案更加難於使用。助溶劑 可以幫助擴大這個比值。在相對較高的比值下，所得的塗層可能具有增加趨勢的吸收和後 逸出，如滲氣、有機汙染物。A可以衍生自氟化丙烯酸單體，優選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選材料，或者額外使用其它合適的氟化單體。 在一些實施方案中，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個碳原子的全氟烷基或全氟聚醚基團，Q為選自-(CH2) n-、-(CH2)n-S02N(R')-和-(CH2)nN(R〃 )C( = 0)-的二價連接基團，其中 R'為 _CnH(2n+1)， η為1至6的整數，並且R"為氫或CH3。B可以衍生自官能化的二價丙烯酸酯單體，如含矽烷的丙烯酸丙酯或丙烯酸乙酯、 環氧丙烯酸酯或二價聚氨酯丙烯酸酯。A的優選實施例為A174。B可以起到提供聚合物之 間的交聯以及與基板的結合的作用。烴鏈段，即以上化學式中的C，給所得的共聚物賦予了改善的柔軟性使所得的抑制 顆粒的塗層更耐熱應力和機械應力。C鏈段可以衍生自單體，該單體優選其均聚物具有低 Tg,即T小於或等於約20°C的那些。適於用作適用於本發明中的C鏈段的單體的示例性實 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 中報導)，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)中報導)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)中報導)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 中報導)。C 鏈段 優選不含反應性基團。C鏈段也優選在氟烴溶劑中具有有效溶解度，該氟烴溶劑用於交聯前 無規丙烯酸共聚物的製備過程中。通常，為了此目的優選HFE，因為它們的使用提供多個加 工優勢和環境優勢，甚至在複雜的表面上都能形成薄且均勻的塗層。如果需要，可以使用氟 烴溶劑和有機溶劑(即乙酸乙酯、IPA等)的共混物來擴大可以使用的C單體鏈段的範圍。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-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸。根據需要，固化劑可以是氟化的或者不是。通常優選使用固化劑；因為將它摻入到反應產物中後，通常沒有滲氣。當D為0時，根據需要，通過添加有效量的合適催化劑可以提高塗層材料的固化速 率，該催化劑取決於反應性基團的選擇、基板參數、所需加工條件等。例如，對於使用全氟聚 醚矽烷製備的塗層，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，如矽烷。T可以衍生自鏈轉移劑。A優選試劑為MPTS。通常使用自由基引發劑引發聚合反應或齊聚反應。可以使用通常已知的自由基 引發劑且其實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，二醯基 過氧化物如過氧化苯甲醯和過氧化月桂醯。另外，預期也可以使用在接觸光化輻射之後能 夠產生自由基或酸和基團物質的化合物引發聚合反應。這種物種的實例包括得自Ciba的 IRGACURE 651 禾口 DAR0CUR 1173。優選地，選擇能夠通過共價鍵將塗層錨定到基板表面的基板和塗層。分子上的反 應性側基即矽烷基團可以有助於所需的粘結性能。另外，儘管我們不希望受到這一理論的 約束，但相信由於矽烷基團與位於基板上的鍵反應，該塗層可提供優越的腐蝕保護，否則該 鍵易受腐蝕反應的影響。塗層的厚度可以大約或大體小於基板上留下的顆粒的尺寸，例如相對於約0. 1至 大於5微米範圍內的平均顆粒尺寸，塗層厚度在約0. 01至約1. 0微米的範圍內。在水的存 在下，烷氧基可以與B和/或T單元的官能團反應從而，在聚合物上形成矽烷醇基團。該矽 烷醇基團可以與其它矽烷醇基團反應，由此交聯該聚合物，並且就氧化表面(如鋁、銅、矽、 陶瓷材料等)而言，將該聚合物共價鍵合至所述表面上。根據本發明的塗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，即引發劑、丙烯酸酯、固化劑(如 果有的話)等並且使前體材料發生反應以產生包含無規共聚物的塗層組合物；b)將該塗層組合物塗覆至基板的所需部分上(可以用任何合適的塗覆技術)；c)蒸發溶劑以使無規共聚物留在基板上(HFE溶劑的優勢為它們將很快地蒸 發)；d)升高溫度，如至約100°C至約150°C，以引起塗層交聯並建立與基板的粘附。在一些應用中，優選使用兩階段固化方法。這種情況下，將步驟d)分為兩個步驟。 第一個步驟中，將塗覆的基板固化使得該塗層無粘著力，但是保留反應性側基。然後可以 通過額外的處理操作被塗覆的基板。這可以包括添加帶材、標籤、環氧樹脂或「點膠工藝襯 墊」。在第二個步驟中，將塗覆的基板完全固化。這兩個階段的固化可以改善帶材、標籤、環 氧樹脂和「點膠工藝襯墊」的粘合力。每一個步驟的固化優選在升高的溫度下進行。另外 還觀察到，如果該塗層在相對較低的溫度下加熱固化較長時間與如果在較高溫度下加熱固 化較短時間相比較，如在約120°C而不是約150°C下，通常獲得更優的結果。通過剛好在粘 接前塗搽含氟化合物溶劑可以改善本發明的塗層對製品的後續粘合力。在另一個實施方案中，提供減少顆粒汙染的方法，該方法包括 提供硬碟驅動器組 件、MEMS器件、用於電子器件的處理設備或印刷電路板組件中的至少一種；並且在硬碟驅動器組件、MEMS器件、用於電子器件的處理設備或印刷電路板組件中的至少一種的組件的 至少一部分上施加塗層，其中該塗層包含具有如下通式的氟化丙烯酸酯無規共聚物XAaBbCcDdTe
其中，X為引發劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價含氟丙烯酸酯單體 的單元，B表示衍生自一種或多種具有官能團的二價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的非氟化二價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 並且 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，並且其中C選自由其均聚物的玻璃化轉 變溫度小於或等於20°C的單體組成的組。在一些優選的實施方案中，0. 40 < a < 0. 80並 且 0. 05 彡 c 彡 0. 25。可以在各種高純度應用中如硬碟驅動器組件中使用所提供的塗層，該硬碟驅動器 組件包括這些元件如墊片、硬碟夾、e-滑塊、蓋板、基板、微致動器、滑塊、音圈、音圈板等。在 完成的硬碟驅動器系統中，這些元件全部為潛在的顆粒源。對於MEMS(微電機械系統)、高 純度處理(塗層處理設備以減少潛在的汙染)和半導體處理應用如印刷電路板組件上的表 面安裝元件，可以使用本發明的塗層減少顆粒脫落。另外，已觀察到本發明的塗層賦予塗覆 它們的基板防汙和易清潔性能。通過以下實施例進一步說明了本發明的目的和優點，但是不應將這些實施例中敘 述的具體材料及其用量、以及其他條件和細節解釋為對本發明的不當限定。實施例測試基板購自 M. Vincent & Associates of Minneapolis, Minnesota 白勺 Ig (A15052 H32)板和不鏽鋼(SS304)板。並且切割成尺寸為51mmX 25mmX 1. 6mm的鋁板和 51mmX25mmX0. 4mm的不鏽鋼板的測試樣塊。清潔方法1 施加塗層之前，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 塗層之前,通過蒸汽脫脂分兩個階段清潔基板。第一個階段中，使用 兩C槽蒸汽脫脂機，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30秒初始蒸汽衝洗；在衝洗貯槽中用40KHz超聲波處理300秒，以及30秒最終蒸汽衝洗。在第二個階段中，使用兩貯槽蒸汽脫脂機，型號LAB-KLEEN 612脫脂系統，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30秒初始蒸汽衝洗；在清洗貯槽中用40KHz超聲波處理300秒，以及30最終蒸汽清洗。
塗覆方法通過浸塗將該塗層塗覆到基板上。固化百分比的測丨定所使用的溶劑提取測試方法確定塗層是否交聯並且粘合到基 板上。塗覆之前，記錄該基板的質量(Mbc)。另外記錄塗覆和固化後該基板的質量(Ma。。然 後將該基板在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。這段時間期間，將該基板在溶液中輕輕地渦旋。 然後記錄溶劑提取後該基板的質量(Mse)。然後通過以下計算方法確定固化的程度
固化百分比=[(Mse-Mbc)/(Mac-Mbc)]*100通常為了重複性，在三個基板片上進行這個測試。提取顆粒的方法使用液體粒子計數器(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於IDEMA微汙染標準M9-98。所有的測試發生在具有100級環境的清潔罩中。整個測試所使用的水為 18. 2ΜΩ (iJ用 導自 Barnstead International of Dubuque, Iowa, part number D11901 白勺 NANOpure DIAMOND分析超純水系統提供)並且使用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注射器進樣系統(得自Hach Ultra Analytics of Grants Pass, Oregon)測定水中顆粒的含量。對於該測試，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 線一起經受30秒的68kHz超聲波處理。通過兩次採用IOmL樣品測定液體中顆粒的含量。 這些結果的平均值作為空白。然後將將測試的基板完全進浸入燒杯的水中並經受上述相同 的超聲波條件。然後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 積所產生的顆粒數計算如下顆粒數=[(測試樣品顆粒數-空白顆粒數)*500mL]/[基板表面積]每個基板片重複以上步驟三次。以下出現的結果是針對第三次提取的。實施例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)來製備共聚物。)將溶液用氮氣淨化5分鐘。然後，向燒瓶中加入 IgLUPEROX 26M50引發劑(過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯，50%固體，得自Arkema，Inc. of Philadelphia,Pennsylvania)。在氮氣下攪拌該溶液並且加熱至65°C保持18小時。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，其含量佔聚合物的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。然後用上述方法在2. 54毫米/秒(6 英寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液塗覆這些樣塊。採用兩個步驟的固化，在85°C下 第一步固化進行1小時並且在150°C下第二步固化進行1小時。溶劑提取測試顯示在鋁樣 塊上塗層95%固化。表1顯示這些塗層的LPC提取結果。實施例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工程流體來製備共聚物。將該溶液用氮氣淨化5分鐘。然後，向燒瓶中加入Ig LUPEROX 26M50引發劑。在氮氣下攪拌該溶液並加熱至65°C保持18小時。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， 其含量佔聚合物的2%，即整體溶液的約0. 2%。用清潔方法1清潔A15052H32測試樣塊。然後用上述方法在2. 54毫米/秒(6英 寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液塗覆這些樣塊。採用兩個步驟的固化，在85°C下第 一步固化進行1小時並且在150°C下第二步固化進行1小時。溶劑提取測試顯示塗層86% 固化。表1顯示這些塗層的LPC提取結果。比較實施例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工程流體來製備共聚物。將該溶液用氮氣淨化5分鐘。然後，向燒瓶中加入Ig LUPEROX 26M50引發劑。在氮氣下攪拌該溶液並加熱至65°C保持18小時。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 佔聚合物的2%，即整體溶液的約0. 2%。用清潔方法1清潔Al5052 H32測試樣塊。然後用上述方法在2. 54毫米/秒(6英 寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液塗覆這些樣塊。採用兩個步驟的固化，在85°C下第 一步固化進行1小時並且在150°C下第二步固化進行1小時。溶劑提取測試顯示塗層100% 固化。表1顯示這些塗層的LPC提取結果。表Ig
_^fe__Al 5052 H32_
_ 顆粒數**%顆粒減少 ^
對照組 ***325,612--^仏,,---
實施例 1__12,206__96%_
實施例 2__8,864__97%_
比較實施例122,49893%
I-1---1-\*結果為5個樣品的平均值**顆粒數> 0. 3 μ每cm2基板***對照樣品為沒有塗層的鋁樣塊表1中的數據分析顯示實施例1和實施例2在顆粒抑制上相對於比較實施例1具 有統計學意義上的顯著改進。實施例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(產品號EX0241得自EMD Chemicals, Inc. of Gibbstown, New Jersey)來製備共聚物。將該溶液用氮氣淨化5分鐘。然後，向燒瓶中加入0. 5gVAZ0 67 (得 自DuPont)。在氮氣下攪拌該溶液並加熱至65°C保持16小時。用3M NOVEC 7200工程流 體和乙酸乙酯的50/50質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，其含量佔聚合物的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。然後用上述方法在2. 54毫米 /秒(6英寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液塗覆這些樣塊。採用兩個步驟的固化，在 85°C下第一步固化進行1小時並且在150°C下第二步固化進行1小時。溶液提取測試顯示 在鋁上79%固化以及在不鏽鋼上88%固化。表2顯示塗層的LPC提取測試。實施例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乙酸乙酯來製備共聚物。將該溶液用氮 氣淨化5分鐘。然後，向燒瓶中加入0.5g VAZO 67。在氮氣下攪拌該溶液並加熱至65°C保 持16小時。用3M NOVEC 7200工程流體和乙酸乙酯的50/50質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，其含量佔聚合物的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。然後用上述方法在2. 54毫米 /秒(6英寸/分鐘)的拉速度下用該聚合物溶液塗覆這些樣塊。採用兩個步驟的固化，在 85°C下第一步固化進行1小時並且在150°C下第二步固化進行1小時。溶液提取測試顯示 在鋁上78%固化以及在不鏽鋼上92%固化。表2顯示這個塗層的LPC提取測試。^t 2*
權利要求
一種基板，其包含在所述基板的至少一部分上的塗層，其中所述塗層包含氟化丙烯酸酯無規共聚物，所述共聚物化學式如下所示XAwBxCyDzT其中X為引發劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價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的二價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的非氟化二價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，x為1至約300的整數，y為1至約100的整數，和z為0至約30的整數，並且其中，C選自其均聚物的玻璃化轉變溫度小於或等於20℃的單體。
2.根據權利要求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個碳原子的全氟烷基或全氟聚醚基團，Q為選自-(CH2)n-、-(CH2) H-SO2N(R')-和 _(CH2)nN(R〃)C( = 0)_ 的二價連接基團，其中 R'為-CnH(2n+1)，η 為 1 到 6 的整數，並且R"為氫或CH3。
3.根據權利要求1所述的基板，其中B為衍生自含有矽烷的丙烯酸單體的單元。
4.根據權利要求3所述的基板，其中B為衍生自甲基丙烯酸3-三甲氧基矽烷丙基酯的 單元。
5.根據權利要求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.根據權利要求1所述的基板，其中D為衍生自酸性固化劑的單元。
7.根據權利要求6所述的基板，其中所述酸性固化劑包含酸性酸。
8.根據權利要求1所述的基板，其中T為衍生自包含含矽烷的硫醇的單體的單元。
9.根據權利要求8所述的基板，其中T為衍生自3-巰丙基三甲氧基矽烷的單元。
10.根據權利要求1所述的基板，其中所述共聚物的數均分子量(Mw)為約500至約 50，000。
11.根據權利要求1所述的基板，其中Z (X+1)的比值為0至小於約0.3。
12.根據權利要求1所述的基板，其中y w的比值為大於0且小於7。
13.根據權利要求1所述的基板，其中(w+y) χ的比值為大於1且小於20。
14.根據權利要求1所述的基板，其中所述基板為包含至少一個磁頭的硬碟驅動器組 件，所述磁頭與用於在所述硬碟上磁性儲存計算機數據的硬碟表面聯繫在一起。
15.根據權利要求1所述的基板，其中所述共聚物進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。
16.一種減少顆粒汙染的方法，其包括提供硬碟驅動器組件、MEMS器件、用於電子器件的處理設備或印刷電路板組件中的至 少一種；並且在硬碟驅動器組件、MEMS器件、用於電子器件的處理設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塗層，其中所述塗層包含具有如下通式的氟化丙烯酸酯無規共聚物XAaBbCcDdTe其中 X為引發劑殘基或氫，A表示衍生自一種或多種二價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的二價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的非氟化二價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，並且 其中C選自其均聚物的玻璃化轉變溫度小於或等於20°C的單體。
17.根據權利要求16所述的方法，其中0.40 < a < 0. 80和0. 05 < c < 0. 25。
18.根據權利要求16所述的方法，其中所述硬碟驅動器組件包含至少一種選自墊片、 硬碟夾、e-滑塊、蓋板、基板、微致動器、滑塊、音圈或音圈板的元件。
19.根據權利要求16所述的方法，其中所述共聚物進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
本發明內容涉及高純度設備，如磁性硬碟驅動器，更具體的講，涉及用於減少這些設備表面的顆粒的塗層。所提供的塗層包含具有反應性側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塗層，該反應性側基具有交聯官能團。提供在所述基板的至少一部分上包含塗層的基板，所述塗層包含氟化丙烯酸酯無規共聚物。另外提供減少顆粒汙染的方法。
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 優先權日2007年12月21日
發明者帕特裡西亞·M·薩武, 賈森·M·克倫 申請人:3M創新有限公司