[發(fā)明專利]一種航空有機玻璃的真空鍍膜制備方法及其制備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210173936.5
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102677002A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 宮杰;劉家興;許鏡明;蔡中林;鄔紀澤
• 申請（專利權）人: 宮杰;劉家興;鄔紀澤
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/54;C23C14/08;C23C14/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及合成樹脂類真空鍍膜制備方法，尤其是一種航空有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)真空鍍膜的制備方法。

背景技術

航空有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)和丙烯酸樹脂(PC)類材料的真空鍍膜應用于飛機客艙上的觀察窗、汽車配件和車燈外罩上的材料越來越多。該類材料的優(yōu)點是質輕、透明度好、受碰撞不炸裂，但缺點是表面硬度低、易劃痕不耐擦。通過表面真空鍍膜是改善其性能的有效處理方法。但傳統(tǒng)的真空鍍膜工藝往往導至航空有機玻璃表面與真空鍍膜的膜層附著強度低，膜層很易剝落。此難題一直困繞著人們，限制真空鍍膜技術在此類基材上應用。

近二十年來，丙烯酸樹脂基片制造的眼鏡片，采用真空鍍膜來提高其光學增透性和表面硬度，國內外都有專利，尤其日本申請專利最多。中國專利公開號CN1532563A采用真空鍍和離子鍍技術共鍍7層膜層，提高了眼鏡片的增透性。但增透膜與眼鏡片基體的附著力有待進一步提高。

本發(fā)明以飛機客艙上的觀察窗用的航空有機玻璃板的真空鍍膜制備為例，采用在真空室內連續(xù)鍍三層不同膜層，即主膜層為真空電子束鍍光學增透膜，輔助薄膜為用有機樹脂類材料(聚四氟乙烯樹酯)加熱汽化在離子轟擊下沉積生成鍍層。本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)實現(xiàn)低溫真空鍍膜，獲得優(yōu)良的膜層綜合質量的方法，尤其是提高比眼鏡片大得多的整塊飛機客艙上觀察窗的航空有機玻璃表面與真空鍍膜的膜層附著力、光透過率、霧度，耐摩擦和耐弱酸堿腐蝕等綜合性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明涉及一種航空有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)真空鍍膜的制備方法及其制備。它采用一套電子束蒸發(fā)和離子輔助的真空鍍膜裝置連續(xù)制備三層(輔-主-輔)沉積薄膜系結構，其中兩個輔助膜層分別位于主膜層的底層和頂層，兩個輔助膜層是用有機樹脂類(采用：聚四氟乙烯樹酯、氟碳樹脂、二甲基硅樹脂、聚硅氧烷樹脂中的中一種)液體經(jīng)加熱被蒸發(fā)汽化，噴入真空室內在離子轟擊下電離而分別沉積在基片表面上形成底層膜備另一輔助膜層是沉積在主膜層之上形成頂層膜。而主膜層制備是用金屬氧化物，膜材(二氧化鋯或二氧化鉿中的一種)在電子束束班聚焦加熱下被蒸發(fā)并在真空室內的輔助離子轟擊下迅速沉積在底層膜上形成光學增透膜。本發(fā)明制備的膜層結構具有高附著力、光透過率高、霧度低、耐摩擦、耐候性、抗弱酸堿腐蝕等性能。本發(fā)明還適用于聚碳酸酯(PC)類樹脂真空鍍膜，在航空、汽車、車燈外罩等行業(yè)的鍍膜工藝中可廣泛應用。

本發(fā)明的技術方案是：

1.一種航空有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)真空鍍膜的制備方法及其制備，是在真空室內連續(xù)完成三層″輔-主-輔″沉積薄膜結構的制備。其制備工藝流程是：第一步驟真空沉積輔助底層薄膜，第二步驟真空蒸鍍主薄膜光學增透膜，第三步驟真空沉積輔助頂層薄膜。

2.真空鍍膜的總體膜系設計是：在基材表面真空第一輔助沉積膜層為底層有機樹酯薄膜，第二層為真空制備核心主膜層—光學增透膜，第三層是真空第二輔助沉積膜層為頂層有機樹酯薄膜。

3.采用一套真空鍍膜裝置包括一立式單開門真空室、一真空泵組、一電子槍電子束蒸發(fā)系統(tǒng)、一帶轉位的內置鍍膜材料的四穴坩堝、一可轉移位的坩堝擋板、一離子轟擊捧、真空室頂部有一垂直軸系帶動一轉盤，其上均布有三組可公轉/自轉的基材夾具機架、一光電式膜厚監(jiān)測系統(tǒng)、一數(shù)顯式主電控系統(tǒng)。在真空室外部有一裝有機樹脂液體的不銹鋼制的電阻式加熱容器和送氣管、一針閥開關和一個與真空室箱體連通的噴嘴。該裝置一次可裝入三塊經(jīng)予凈化處理的被鍍制基材，實現(xiàn)按程序連續(xù)完成三層沉積簿膜結構的制備。

4.輔助底層真空沉積薄膜的制備工藝是：選用有機樹脂類液體材料(聚四氟乙烯樹脂、氟碳樹脂、二甲基硅油樹脂、聚硅氧烷樹脂)的其中一種，裝入一個不銹鋼容器內，加熱容器，樹脂類液體材料被蒸發(fā)汽化，當真空室內的真空度保持在8～10Pa時，打開針閥調節(jié)噴入真空室內的蒸汽流量，在真空室內的離子轟擊棒產(chǎn)生的離子轟擊下有機樹脂材料分子被電離，高速飛向裝在夾具支架上的基材下表面，沉積生成底層簿膜。

5.電子束真空蒸發(fā)鍍主膜層的制備工藝是：選用金屬氧化物材料(二氧化鋯或二氧化鉿中的一種)做鍍膜膜材，將其放在真空室內的四穴坩堝內，當真空室內的極限真空度保持在6×10^-3Pa～6.2×10^-3Pa時，打開電子槍電子束發(fā)生器，將電子束聚焦在第N號坩堝穴內的膜材上，膜材被高能加熱蒸發(fā)汽化，在輔助離子轟擊下，加速沉積在底層簿膜上生成主膜層(位于中間層)光學增透膜。