[發明專利]一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的裝置及方法

有效

• 申請號: 201610319573.X
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN105949836B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 宗堅
• 申請（專利權）人: 無錫榮堅五金工具有限公司
• 主分類號: C08F2/52
• 分類號: C08F2/52;C09D4/00;C09D4/02;H05H1/24
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的裝置，其特征在于：金屬柵網(1)將真空室分隔為放電腔(2)和處理室(3)兩部分；金屬柵網(1)連接脈沖偏壓電源(10)，金屬柵網(1)與真空室絕緣；放電腔(2)分別連接載體氣體管道(4)與燈絲電極(9)，燈絲電極(9)連接電源(8)；可放置待處理基材的處理室(3)的遠離放電腔(2)的一側連接排氣管(6)的一端，排氣管(6)的另一端與真空泵(7)相連，處理室(3)的靠近放電腔(2)的一側連接單體蒸汽管道(5)，處理室(3)與真空排氣孔連通。

2.根據權利要求1所述的一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的裝置，其特征在于：所述金屬柵網(1)由普通鋼絲，不銹鋼絲，鎳絲，銅絲中的一種編織制成或由普通鋼薄片，不銹鋼薄片，鎳薄片，銅薄片的一種打孔制成，金屬柵網(1)的網絲直徑為0.02-0.5mm，網孔尺寸為0.1-1mm。

3.一種利用如權利要求1所述的柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的裝置引發氣相聚合表面涂層的方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)將待處理基材放在處理室(3)內；

2)載體氣體和單體蒸氣分別經載體氣體管道(4)、單體蒸汽管道(5)被送入放電腔(2)和處理室(3)內，同時電源(8)加熱燈絲電極(9)并提供高電壓，在放電腔(2)內產生連續輝光放電，脈沖偏壓電源(10)產生的脈沖正偏壓施加在金屬柵網(1)上；

3)在放電腔(2)內產生連續放電的穩定等離子體，在金屬柵網(1)上施加的脈沖正偏壓控制和釋放等離子體進入處理室(3)以引發單體蒸汽發生聚合并沉積在待處理基材表面形成聚合物涂層；

所述的單體的結構單元至少含有一個不飽和碳碳鍵，且其中一個不飽和碳原子不含取代基團；

所述形成的聚合物涂層的性能與單體結構中的特征官能團性質保持一致。

4.根據權利要求3所述的一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的方法，其特征在于：所述單體包括乙烯基硅烷，乙烯基烷烴，丙烯酸酯類烷烴，甲基丙烯酸酯類烷烴中的一種或多種。

5.根據權利要求3或4所述的一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的方法，其特征在于：所述單體的結構中含有鹵素官能團或其他官能團，所述鹵素官能團為F,Cl,Br,I中一種或多種，其他官能團為羥基，羧基，環氧基團，硅氧基團中一種或多種。

6.根據權利要求3或4所述的一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的方法，其特征在于：所述等離子體由交流電壓、射頻感應耦合、微波、燈絲熱陰極方法中一種或組合產生。

7.根據權利要求3或4所述的一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的方法，其特征在于：所述脈沖正偏壓幅度為10-150V，寬度為10-100μs。

8.根據權利要求3或4所述的一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的方法，其特征在于：所述載體氣體是氫氣、氮氣、氦氣、氬氣中的一種或多種的混合物。

9.根據權利要求3或4所述的一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的方法，其特征在于：所述待處理基材是塑料，橡膠，環氧玻纖板，聚合物涂層，金屬，紙材，木材，玻璃，織物中的一種或多種組合，且待處理基材的表面有化學涂層，所述化學涂層為丙烯酸樹脂涂層，醇酸樹脂涂層，聚氨酯涂層中的一種。

10.根據權利要求3或4所述的一種柵控等離子體引發氣相聚合表面涂層的方法，其特征在于：所述特征官能團性質為親水，疏油，耐酸堿，生物相容，或作為連續阻隔覆膜延緩腐蝕。