[發明專利]一種紫外輻照輔助等離子體聚合表面涂層裝置及方法

在審

• 申請號: 201611076332.3
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106622891A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 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: B05D1/00
• 分類號: B05D1/00;B05D3/06;B05C9/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于等離子體技術領域，涉及到一種等離子體聚合表面涂層裝置及其方法。

背景技術

等離子體聚合表面涂層是一種重要材料表面改性方法。在等離子體聚合表面涂層過程中，將待處理的基材置于在真空室中，通入載體氣體和氣態有機類單體，通過放電把有機類氣態單體等離子體化，使其產生各類活性種，由這些活性種之間或活性種與單體之間進行加成反應形成聚合物，并沉積在基材表面形成涂層。例如文獻《表面涂層》(CN 1190545C)公開了一種疏水和/或疏油基材，其中包括利用脈沖調制高頻輝光放電產生等離子體制備聚合物表面涂層的方法；文獻《通過低壓等離子體工藝施加保形納米涂層的方法》(CN201180015332.1)也涉及利用脈沖調制高頻輝光放電制備聚合物表面涂層的方法?，F有的等離子體聚合表面涂層技術均采用單一的等離子體手段，由于等離子體在空間的分布存在固有的不均勻性，靠近放電區處和遠離放電區處等離子體密度不同，遠離放電區處等離子體密度較低，鞘層區的等離子體密度更低，使得聚合反應效果不同，涂層不均勻；另外，低密度等離子體區和鞘層區聚合反應不充分，能量和原料利用率低、涂層沉積率低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種紫外輻照輔助等離子體聚合表面涂層方法，以解決現有技術能量和原料利用率低、涂層沉積率低、涂層不均勻的問題。

本發明所采用的技術方案如下：

一種紫外輻照輔助等離子體聚合表面涂層裝置，其特征在于：在真空室內安裝有等離子體源，在真空室內遠離等離子體源的區域內安裝紫外光源的陣列，載體氣體管路連接到真空室內的靠近等離子體源一側，載體氣體管路另一端連接載體氣體源，單體蒸汽管路連接到真空室內等離子體源前方；單體蒸汽管路另一端連接單體蒸汽源，真空排氣管連接到真空室內遠離等離子體源的一側；真空排氣管另一端連接到真空泵，待處理的基材放在真空室內。

所述的等離子體源是電極或感應線圈或微波天線中的一種，所述的等離子體源的放電功率為5-1000W。

所述的等離子體源能夠連續或斷續工作，等離子體源斷續工作時，放電時間為2-100μs，放電中斷時間為1-100ms。

所述的紫外光源相鄰之間間隔10cm-50cm，且距離等離子體源20cm-80cm。

所述的紫外光源是紫外燈或紫外發光二極管中的一種。

所述的紫外光源的波長范圍為180-380nm，紫外光源的功率為0.1-200W。

所述的紫外光源能夠連續或斷續發光，紫外光源斷續發光時，發光時間為1μs–1s，發光中斷時間為10μs–10s。

所述的單體蒸汽管路距離等離子體源為5-30cm。

一種利用所述的紫外輻照輔助等離子體聚合表面涂層裝置進行表面涂層的方法，其特征在于：主要包括以下步驟：

(1)、在真空室內放置待處理的基材，開啟真空泵將真空室內真空度抽到1Pa以下；

(2)、通入載體氣體和單體蒸汽，維持真空室內的真空度為2-30Pa；

(3)、開啟等離子體源放電產生等離子體，同時開啟紫外光源，單體蒸汽在等離子體和紫外輻照雙重作用下發生聚合并沉積在基材表面形成涂層。

所述載體氣體為氦氣或氬氣中的一種或兩種的混合物。

本發明的上述技術方案與現有技術相比具有以下優點：

通過本發明裝置及方法所制備的聚合物涂層，利用紫外輻照使弱等離子體區域內發生單體聚合反應，彌補弱等離子體區域內等離子體聚合反應的不充分，提高弱等離子體區域內的涂層沉積率，提高能量和原料利用率，改善涂層均勻性。

附圖說明

圖1是實現本發明方法的裝置結構示意圖。

圖中，1、真空室，2、等離子體源，3、紫外光源，4、載體氣體管路，5、

單體蒸汽管路，6、排氣管，7、基材。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例詳細說明本發明，但本發明并不局限于具體實施例。

實施例1